声电成像测井仪器分析

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石　油　仪　器

PETROLEUMINSTRUMENTS2007年10月　

仪器设备

声电成像测井仪器分析

王相森

(中油测井技术服务有限责任公司测井事业部　北京)

摘　　要:为了了解声电成像测井仪器的性能、功效,达到消化、吸收,更好地服务于石油市场,文章分析了Halliburton声电成像测井仪的原理及其组成。

关键词:成像测井仪器;测井原理;性能特点

中图法分类号:P631.8+3　　文献标识码:B　　文章编号:100429134(2007)0520032203

0　引　言

成像测井技术是国际上90年代发展起来的热点

技术,其地面采集系统多由工作站组成,井数据处理成图像,,积、裂缝、断层等,。。通过分析、研究、消化这些仪器,达到能够国产化仪器目的,使之更好地服务于测井市场,从而提高我国的石油勘探和开发能力。

长源距声波仪器的测量,,。成:、孔洞、地层均质,声波电视也补用于。常规CAST-V测量系统只测量返回的声波幅度和传播时

间。1.2　正交偶极子声波成像仪

普通声波发生器向井周围发射声波,使井壁周围产生轻微的膨胀作用,在地层中产生纵波和横波

。一般在硬地层中可以得到纵波和横波,由此得出纵波和横波时差,但是在疏软地层中地层横波首波与井中泥浆波一起传播,因此单极声波测井无法获取横波首波。

偶极子声波成像仪[2]包括一个单极声源和二个偶极声源(利用挠曲棒制作的偶极子声源),偶极子声源能使井壁的一侧压力增加,而另一侧压力减小,故使井壁产生挠动,形成轻微挠曲,在地层中直接激发出纵波和横波,横波在地层中产生挠曲波,在低频时,这些挠曲波,以横波的速度传播。在慢速地层的波形上,纵波成分强,横波成分弱,几乎看不见,而在后面是一个高幅度的挠曲波。这样通过一定的偏移校正就可以从挠曲波得到横波时差。该仪器共有8组接收器,每组相距6ft,可以接收到由单极和偶极发出的声波产生的纵波和横波、斯通利波等。1.3　微电阻率扫描成像测井仪(EMI-B)

EMI-B[3]机械设计基于Halliburton公司的六臂

1　声、电成像测井仪的基本原理

1.1　CAST-V井周声波扫描成像测井仪

CAST-V[1]井周声波扫描成像测井仪也叫井眼声

波电视,它使用一个360°旋转的超声换能器发射声波

的波束到井壁,声波能量被井壁反射,返回换能器。通过换能器记录返回的声波能量(幅度)和传播时间,并且用数字记录下来。返回的声波能量大小主要与井壁的声波阻抗、井眼的几何形状有关。在没有裂缝孔洞的井壁,井壁的声波阻抗越大,返回的能量越高。井壁的声波阻抗越小,返回的能量越低。在有裂缝孔洞的井壁,返回的声波能量与孔洞外环状区域的面积成正比。另外,井壁的平滑度也影响返回的声波能量的大小,如果井壁不平,它将对声波产生散射,返回的声波能量将变小。在每个360°旋转扫描中,记录200个脉冲。每个旋转扫描成像距离大约是0.3ft(1ft=304.8mm)。由声波电视进行的测量不同于常规井眼补偿或

倾角仪基础上,采用液压-马达弹簧系统推靠仪器。EMI-B测井仪的6个推靠臂相对独立,每个臂有25

　第一作者简介:王相森,男,工程师,1973年生,1997年毕业于石油大学(华东)矿场地球物理专业,现就职于中油测井技术服务有限责任公司测井

事业部,海外项目部经理。邮编:124011

声电成像测井仪器分析

　2007年　第21卷　第5期　　　　　　　　王相森:

声电成像测井仪器分析 33

个纽扣电极,共150个钮扣电极。由钮扣电极发射测量电流流入地层,仪器外壳及极板作为屏蔽电极,使测量电极聚焦,以保持高分辨率。150个钮扣电极电流变化以曲线方式记录下来,曲线反映地层相对微电阻率的变化,这些电流被转化成同步彩色图像,明亮的彩色图像代表低电导率,暗的彩色图像代表一个相对高电导率。1.4　高分辨阵列感应(HRAI)测井仪

HRAI[4]应用一系列不同线圈距的线圈系测量同一地层,从而得出原状地层及侵入带电阻率等参数。它可采集大量数据送到地面,再经计算机进行处理,得出有不同探测深度和不同纵向分辨率的电阻率曲线。与双感应-浅聚焦测井不同,HRAI除得出原状地层及侵入带电阻率等参数外,还可以研究侵入带的变化,确定过渡带的范围。根据获得的基本数据可进行二维电阻率径向成像和侵入剖面的径向成像。

HRAI由10个接收线圈对称排列在发射线圈两侧,4个长的线圈系对称布置,2个短线圈系不对称,其中下侧线圈系最短。上下2圈子阵列构成,1,蔽线圈。其余4,1个发射线圈,3,圈,两侧接收线圈为屏蔽线圈,在屏蔽直耦信号的同时提供高分辨率信息。发射频率为8kHz和32kHz。接收线圈信号提供不同的径向探测深度的地层电阻率。HRAI的测量参数还有SP、泥浆电阻率、FEEDPIPE的温度、Z轴加速度等。

发射频率的选择是根据所测量的地层电阻率的大

小决定的。小于1Ω m的10ft、20ft的感应曲线用32kHz的发射频率,其它的曲线用8kHz的发射频率。

在1Ω m和10Ω m的8kHz和32kHz的读数加权,电阻率的读数越高32kHz的权越大。大于10Ω m的用32kHz的发射频率。HRAI用于Rm>0.1Ω m和

Rt/Rm<1000。盐水泥浆和高电阻率地层用DLLT仪

器测量。

2　声、电成像测井仪的组成

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