一种全井眼扫描偶极声波阵列声系的制作方法

文档序号:9968394
一种全井眼扫描偶极声波阵列声系的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型涉及油田地质勘探声波测井配套声源装置领域,涉及石油工程测井中裸眼井和套管井的地层声学参数测量。具体是一种实现利用偶极子源探测和接收地层各项地质参数的全井眼扫描偶极声波阵列声系。
[0003]【背景技术】:
[0004]现有的地质勘探领域中,偶极子声波测井已经得到越来越广泛的应用。由于偶极子声波具有方位发射、方位接收的特点,通过测得的地层横波各项异性及各项异性方位角,可以确定地层岩性的分布方向,裂缝地层的评价,以及进行地层应力场分析。偶极子声波测井广泛采用一个偶极声源和八组90°正交分布的四分量换能器阵列。由于其在弱各项异性地层周向分辨能力有限,测量盲区较大,斯伦贝谢的Sonic Scanner提出了新的设计思路,将接收晶体增加到13个,每个接收探头在圆周方向上有8个扇区,能够同时接收到两组方位差45°的正交偶极子原始测井波形,可以计算两次各向异性方位角。由于将圆周分成8个扇区,每个接收探头所占据的弧长减小,导致了接收幅度、灵敏度降低。如果要进行偶极声波远探测,则接收灵敏度达不到所需的要求。天津大学沈建国教授提出了一种将接收阵列的八个四分量探头分为两组,1、3、5、7 —组和2、4、6、8 —组,其方位相差45°,也可以获得两条地层各项异性方位角曲线,解决了八扇区接收探头接收灵敏度降低问题,却使仪器的接受间距加大,使其纵向分辨率降低。
[0005]【实用新型内容】:
[0006]本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题,提出了一种由电机带动偶极接收阵列旋转对井眼进行360°全方位扫描接收,既可以测量近井眼地层的横波慢度和地层各项异性,又可以接收井外地层深处反射回来的反射波,判断井外地质反射体的各项地质参数,以确定其形状和方位的全井眼扫描偶级声波阵列声系。
[0007]实现本实用新型目的的技术方案:
[0008]—种全井眼扫描偶极声波阵列声系,包括分别连接在隔声体上、下端的偶极接收声系和偶极发射声系,偶极接收声系与步进电机连接并构成360°全方位扫描旋转。
[0009]上述方案进一步包括:
[0010]所述偶极接收声系由4个或4个以上四分量的偶极接收探头组成,每个接收探头之间间距固定;所述隔声体是由多个合瓣组成的脊椎结构隔声体;所述偶极发射声系包括一个主频小于5Khz的偶极声源和一个主频小于1.2Khz的低频偶极声源。
[0011]偶极接收声系每次旋转为15°方位角的整数倍;所述偶极发射声系包括一个主频4Khz的偶极声源和一个主频IKhz的低频偶极声源。
[0012]步进电机和偶极接收探头阵列全部包裹在一皮囊中,并注满硅油。
[0013]本实用新型技术效果:
[0014]偶极接收阵列探头总成在一个步进电机的带动下,可以对井眼进行360°全方位扫描接收;偶极发射声源采用两种频率,一个主频<5Khz的常规偶极声源和一个低频(主频〈1.2Khz)大功率交叉偶极远探测发射声源。采用四分量全井眼方位扫描接收技术,在保证接收灵敏度的情况下,消除了方位各项异性接收盲区。本实用新型既可以测量近井眼地层的横波慢度和地层各项异性,又可以接收井外地层深处反射回来的反射波,判断井外地质反射体的各项地质参数,以确定其形状和方位。
[0015]尤其是利用低频IKHz偶极发射声源可以有效地探测井旁的地质构造,包括裂缝、断层、倾斜地层界面、水平井的油储边界。利用4KHz正交偶极发射声源可以评价地层裂缝、溶蚀空洞,慢速地层和各向异性地层的横波慢度计算,评价地层渗透率、各向异性以及非均质性等。
[0016]【附图说明】:
[0017]图1是本实用新型一种实施例的总体示意图。
[0018]【具体实施方式】:
[0019]参见图1,本实用新型最上面为一个步进电机1,下面带动一个偶极接收声系2(也称偶极接收阵列总成)旋转,此偶极接收阵列总成由超过4个四分量的偶极接收探头组成,每个接收探头之间间距固定。接收总成每次旋转为15°的整数倍,可以360°全方位扫描接收地层来的声波信号。当步进电机接收到地面发送的控制信号时,开始转动,每转动一次,可使接收阵列转动15°方位角。
[0020]其步进电机和偶极接收探头阵列全部包裹在一皮囊中,并注满硅油。
[0021]接收探头阵列下面为可变长度隔声体3,通过加工不同长度的由η (η>1)个合瓣组成的脊椎结构的隔声体,并将其不同长度的组合来实现源距的可调。它能在整个频率范围内有效的隔离声能量。根据井眼的地质情况选择合适长度的隔声体,以此来确定源距和探测深度。
[0022]隔声体下面为偶极发射声系(也称多频偶极阵列声源)。上部连接一个主频<5Khz的交叉偶极声源4向地层发射低频声波,激发井孔中的低频挠曲波。主要用来测量近井眼的横波慢度和地层各项异性。在其下部连接一个低频(主频〈1.2Khz)大功率交叉偶极发射声源总成5 (也称低频偶极声源),主要用来接收地层深处反射回来的反射波。利用具有方位发射的互成90°的X、Y方向偶极声源和具有方位接收特性的接收声系接收反射波信号来获得远场地层各项地质参数。
[0023]其多频偶极阵列声源装置全部包裹在一皮囊中,并注满硅油。
[0024]本实用新型优选的结构由隔声体下面连接的4KHz偶极声源4和IKHz偶极声源5在发射控制电子线路的控制下,向地层分时发射低频挠曲波。一个偶极接收阵列总成2在步进电机I的带动下,根据地面操作人员下发命令的控制旋转不同的角度,接收从地层中反射回来的反射波和近井眼的挠曲波。接收阵列下面连接隔声体3,隔绝井眼中的直达波。隔声体3的长短可调,通过不同长度隔声体的组合,来调节源距的大小。
【主权项】
1.一种全井眼扫描偶极声波阵列声系,包括:分别连接在隔声体上、下端的偶极接收声系和偶极发射声系,其特征是:偶极接收声系与步进电机连接并构成360°全方位扫描旋转。2.根据权利要求1所述的全井眼扫描偶极声波阵列声系,其特征是:所述偶极接收声系由4个或4个以上四分量的偶极接收探头组成,每个接收探头之间间距固定;所述隔声体是由多个合瓣组成的脊椎结构隔声体;所述偶极发射声系包括一个主频小于5Khz的偶极声源和一个主频小于1.2Khz的低频偶极声源。3.根据权利要求2所述的全井眼扫描偶极声波阵列声系,其特征是:偶极接收声系每次旋转为15°方位角的整数倍;所述偶极发射声系包括一个主频4Khz的偶极声源和一个主频IKhz的低频偶极声源。4.根据权利要求1或2、3所述的全井眼扫描偶极声波阵列声系,其特征是:步进电机和偶极接收探头阵列全部包裹在一皮囊中,并注满硅油。
【专利摘要】本实用新型提出了一种全井眼扫描偶级声波阵列声系,包括分别连接在隔声体上、下端的偶极接收声系和偶极发射声系,偶极接收声系与步进电机连接并构成360°全方位扫描旋转。本实用新型的偶极接收阵列探头总成在步进电机的带动下,可以对井眼进行360°全方位扫描接收;偶极发射声源采用两种频率,一个主频&lt;5Khz的常规偶极声源和一个低频(主频&lt;1.2Khz)大功率交叉偶极远探测发射声源。采用四分量全井眼方位扫描接收技术,在保证接收灵敏度的情况下,消除了方位各项异性接收盲区。本实用新型既可以测量近井眼地层的横波慢度和地层各项异性,又可以接收井外地层深处反射回来的反射波,判断井外地质反射体的各项地质参数,以确定其形状和方位。
【IPC分类】E21B47/14, E21B49/00
【公开号】CN204877453
【申请号】CN201520466498
【发明人】晁永胜, 朱留方, 纪祝华, 任燕敏, 沈洪楚, 闫永平
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司测井公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月2日
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