随钻声波测井技术综述

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1、随钻卢波测井技术综述随钻测井的研究从20世纪30年代开始研究，在1978年研究出第-•套具有商业价值的随钻测井仪器。在那以后，随钻测井在国外取得迅速发展并获得广泛应用，我国对随钻测井的重视达到了前所未有的程度。随钻声波测井也是如此。1发展随钻测并的意义和随钻声波测并发展现状随钻测井（LWD）是近年来迅速崛起的先进技术。它集钻井技术，测井技术和油藏描述等技术于一体，在钻井的同吋完成测井作、Ik,减少了钻机占用井场的时间，从钻井测井一体化中节省成本跟常规电缆测井相比,除了节省成本外，随钻测井有如下优

2、势：（1）从测M•倌怠上讲，随钻测井足在泥浆尚未侵入或者侵入不深吋测M地层信息，泥饼和冲洗带尚未形成，所测得到的曲线更加准确，更能反映原始地层的真实信息，如声波时差等。（2）从对钻并的指异作用来讲，随钻测并可以提前检测到超压地层，以指导钻井泥浆的配制，提高钻井安全系数。它也可以根据测井信息，分析出有利的含油气方向，确定钻井方14,增强地质导M功能。（3）从适应环境上讲，迕大斜度井，水平井成特殊地质环境（如膨胀粘土和商灰地层），电缆测井困难成者风险人以致不能进行作业时，随钻测井可以取而代之。目前在

3、海上，儿乎所冇钻井活动都采用随钻技术［2］。:

4、卜:因为这些优点，作为随钻测井的重要组成部分的随钻声波测井近年來也获得丫巨人的发展。总体而言，国外无论在随钻声波测井的基础理论研究方面还足在仪器研发方而都比较成熟，而閩内近年來也对随钻声波测井的相关难题进行了大M的工作。具体而言，从上世纪90年代起，W克休斯、哈里伯顿、斯伦W谢三大公司就率先开始了随钻声波测并的研究，丼逐渐占领随钻测并的国际市场份额。APX随钻声波测并仪，CLSS随钻声波测井仪，sonicVISION随钻声波测井仪的相继出现，疋加巩

5、凼了他们的垄断地位。在国内，鞠晓东，闫14宏1等人在随钻测井数据降噪［31,存储

6、41，压缩

7、51,传输特性161和电源设汁171等方面做出了人朵的工作。车小花Pl,苏远人181等人对隔声体设汁的隔声效果和机械强度分析进行了数值模拟和实验。此外，唐小明，乔文孝，王海澜等人在随钻声波测井基础理论研究方面做了许多有益的探索。2随钻声波测井仪工作原理和技术性能门前国际上主要的随钻声波测井仪奋贝克休斯的APX,哈里扪顿的CLSS和斯伦贝谢的sonicVISION。以贝克休斯的APX测井仪为例，介绍一下仪

8、器工作原理和结构。APX测井仪的结构如下图1所示。从右到左由上部短节，声源电子线路部分，全向声源，声波隔离器，接收器阵列，接收器电子线路部分，下部短节等组成，企K9.82m（32.3ft）,其中声波测量点到底部短节的距离为2.83m（9.3ft）,最短源距为3.26m（10.7ft）。工作原理为：位于钻铤上部的声源发射器以最佳频率A井眼周阑地S发射声能脉冲，在沿井壁及周围地层向下传播的过程中被阵列接收器接收到首播信号，接收信号f，系统首先用先进的嵌入式技术，将接收到的声波模拟信号转换成数字信号，

9、丼采用有限元等方法将数字信号转换为声波时差（data）值。最后将原始声波波形数据和预处理的声波波形数据存储4:精心没计的高速存储器内或者以实时方式通过钻井液脉冲遥测技术传输到地而

10、91。格收a»hf後收》w列9.82«OX3ft)HL路部分

11、在10-18000HZ频率范围内调频，并可以以单极子和偶极子发射(2)全向接收器阵列6乘4接收器阵列，间距为228.4mm。接收器阵列与声源排成一条直线，以实现径叫多极子声源激发。(3)隔声带避免声波从仪器的发射器且接向接收器传播。APX的隔声带设计为3m，K冇多频调节的功能，信号隔声能力可达-40dB,隔声效果极好。(4)接收器该仪器的声源具有优化发射频率功能，K接收器有几个比仪器木身低很多的波段，可以丛著减少接收器和钻杆连接的下扰。在关掉发射源的情况下，该仪器测到的信号主耍是低于5kHz的P

12、DC钻尖噪声。(5)用于噪声探测的加速度汁在接收器上安装了3个加速度汁，用来捕捉钻井液流动和钻进时钻柱振动产生的噪声，然后通过优化滤波技术提取地层新号(6)四极子波技术首次采用四极子波发射技术，同时兼容单极子和偶极子的信号发射与接收。这种多组合发射器使仪器对不地层，采川不Ml的测量模式，有更好的实用性⑽。下表将国外主要的三大随钻仪器的性能做了对比。从表屮，我们可以看出，斯伦W谢的sonicVISION和W克休斯的APX仪器功能非常类似，二者乂优于哈里伯顿的CLSS仪器oSonicVISIONU.