dst6632聲波-2012

1、DST6632數(shù)字聲波原理與應用維修 王易安,,儀器原理,電路調試,電路原理,儀器維修,聲系統(tǒng),儀器操作,,,目錄,三,一,二,四,五,六,聲波速度是反映地層介質性質的重要物理量，聲速定義為單位時間內聲波在介質中傳播的距離，即： v=z／t 式中Z—聲波傳播的距離，單位m； t—聲波通過距離Z所需時間，單位S 聲速的

2、倒數(shù)稱為慢度，慢度表示聲波在介質中通過單位距離所需要的時間，即： s=1×l06/v 式中s—慢度，單位μs／m。 在聲波測井中，以慢度作為反映地層介質中聲波傳播速度的記錄量，習慣上把慢度稱為“時差”。,聲波速度測井,單發(fā)雙收時差測量方式的裝置由一個發(fā)射器T和兩個接收器R1、R2構成,CD段地層的時差表達式＝(t2-t1)/z式中 t1—接收器R1的首波到達時間，單位μs； 　t2—接收器

3、R2的首波到達時間，單位μs。,聲速測井基本方法,雙發(fā)雙收的聲系統(tǒng)是在單發(fā)雙收聲系統(tǒng)上對稱地增加一個發(fā)射器構成的，如圖所示。這個系統(tǒng)工作時，上，下兩個發(fā)射器交替發(fā)射，所以可以把它看成兩個單發(fā)雙收聲系統(tǒng)的組合：一個為上發(fā)射下接收，另一個為下發(fā)射上接收。把這兩個單發(fā)雙收系統(tǒng)分別測得的時差記為上和下，取其平均值作為雙發(fā)雙收補償測量的記錄時差＝(上+下)/2,井眼補償聲波方法,目前有兩套DAS6631聲波儀器在現(xiàn)場使用，儀器長度5957mm儀

4、器特點：具有很好井眼補償能力，高溫下連續(xù)工作時間為4小時,正在生產(chǎn)的4套DST6632聲波儀器，儀器長度4117mm，可以配接DAS6631聲系，此時儀器長度為5152mm儀器特點：長度短，在極限工作溫度下可連續(xù)工作時間30小時以上。,國內外數(shù)字聲波比較,發(fā)射器的工作頻率在 20KHz左右。該頻率范圍最適宜縱波時差測井。上電子線路和下電子線路之間的通線只有2根雙絞線（一根電源線，一根信號線），結構簡單，減少了連接線過多帶來的附加干

5、擾 。將接收到的聲波模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后在將數(shù)字信號編碼通過高速遙傳傳輸?shù)降孛妫虼瞬粫艿诫娎|上雜散信號的干擾。一次發(fā)射多路信號同時接收 ，不需要每次發(fā)射后， 只選擇一路信號進行傳輸所有聲波波列信號全部在井下進行數(shù)字化，信號失真小，沒有附加相移，動態(tài)范圍高,所采集波列信息滿足聲波波列相關處理的條件，可以通過相關處理，獲得更高測量精度的聲波時差測量結果 通訊總線采用一對光耦進行隔離， 同時采用兩組電源供電。經(jīng)過光耦隔離

6、后的信號經(jīng)總線驅動器驅動到總線上。避免了與其它儀器之間的干擾,數(shù)字聲波特點,,,,,,,,,,,儀器由上電子線路、聲系和下電子線路三部分組成。上電子線路主要負責接收信號并進行模數(shù)轉換，數(shù)據(jù)傳輸和控制發(fā)射 。下部電子線路主要負責聲系的發(fā)射,技術指標：供電電源：～220V供電電流：～60mA 聲波測量范圍：130～630μs/m最高工作溫度：175℃ 4h最大承受壓力：140MPa儀器最大測速：800m/h儀器間距：6in(1

7、52.4mm)儀器源距：3ft(914.4mm)平衡結構：橡膠皮囊接收器透聲窗：橡膠皮囊透聲窗發(fā)射器透聲窗：金屬透聲窗儀器整體長度：4117mm儀器整體重量：126Kg,數(shù)字聲波測井儀技術指標,如圖所示該結構的聲系統(tǒng)一次可以得到4個聲波時差的數(shù)據(jù)，隨著聲波儀器在井筒中向上移動，不斷得到4個聲波時差的數(shù)據(jù)，從右圖我們看出，通過同一段地層的聲波時差將被重復測量4次，如果將4次測量的結果相加儀器的間距放大了4倍，也就是說，我們用重

8、復測量的方法提高了儀器測量的精度。也可以說使用重復測量的方法降低了儀器的測量誤差，而儀器的測井速度不受影響。我們知道，重復測量是提高測量精度一個有效的方法。這樣，我們只需要通過采用接收探頭陣列增加探頭數(shù)量的方法，利用地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的功能，一次下井測量，在測井速度不降低的情況下得到了多次測井所能得到的效果。,高分辨率聲波時差測量,單發(fā)聲系井眼補償原理,儀器在井內傾斜會造成兩個方面的影響： 1：滑行縱波離開井壁到達接收器R1所

9、走的路程(在泥漿中)不等于滑行縱波離開井壁到達接收器R2在泥漿中所走的路程； 2：與接收器R1，R2相對應的測量地層的原路也發(fā)生了變化。,圖中給出了儀器傾斜時雙發(fā)雙收形式的縱波的傳播路徑。 測量時差＝實際時差*cosα,聲波儀器傾斜的影響,數(shù)字陣列聲波獲得的聲波波列數(shù)據(jù)可以通過兩種方法獲得聲波時差： 一種為常規(guī)門檻聲波時差測井方法，就是通過門檻電平進行聲波的首波檢測，這種方法優(yōu)點就是除具有普通的聲波

10、時差曲線AC外（分辨率在0.6米左右），還可以獲得一條高分辨率聲波時差（分辨率在0.15米左右）。缺點是測井過程中需要操作員調整噪聲門和門檻電平以保證測井曲線的質量。 另一種為相似相關聲波時差測井方法，就是通過對5道聲波波形陣列進行相似相關處理，得到兩條相關系數(shù)圖像（如圖4－4），通過對相關系數(shù)圖像的處理獲得聲波時差。他的優(yōu)點是測井過程中不需要操作員干預，對井內的碰撞干擾不敏感，適合與在不能安裝扶正器的水平井測井施工。缺點是

11、需要進行后期處理。,數(shù)字陣列聲波時差的測量,聲波信號除了前面提到的縱波信號，聲波源還產(chǎn)生其它的聲波信號，陣列聲波有一個很大優(yōu)勢，不同的振型到達接收換能器的時間不同，在進行聲波數(shù)據(jù)處理時，這些不同的到時偏移可用來分析各種波的傳播特性，從而進一步得到井壁周圍的介質特性。,數(shù)字陣列聲波原理,STC處理方法原理,,,,如上圖所示，在近波和遠波上分別開大小相等的時窗，簡稱為近窗和遠窗，假設近窗中已經(jīng)找到了某種波動模式（例如縱波模式），為了在遠波中

12、找到同種波動模式，可以固定近窗，不斷向后移動遠窗，每移動到一個新位置，便計算一下遠窗和近窗內波形的相關系數(shù) 。顯然，若遠窗移動到與近窗波形最具相似性的位置，則相關系數(shù)出現(xiàn)最大值，此時遠近窗距離（時間）就是我們需要的模式波的時差。,STC處理方法原理,,,,如果不僅僅是滑動遠窗，還要滑動近窗，這樣對于近窗和遠窗的每一個位置，都可以求兩窗內波形的相關系數(shù)令 得到,,,,,將式作成顏色隨幅度變化的圖我們稱其為慢度-時間

13、(ST)平面圖（STC 圖）。黃色線統(tǒng)計的慢度變化的相關系數(shù)圖。從ST平面圖中確定相關系數(shù)極大值點，即可獲得波形的慢度（即：聲波時差）。,數(shù)字陣列聲波STC處理,,,,目前，固井質量檢測主要采用聲幅變密度測井，有的油田還可能僅使用聲幅測井。 聲幅-變密度測井由磁定位（CCL）、自然伽馬（GR）和聲幅-變密度儀（CBL-VDL）組成，能實現(xiàn)一次下井，測出CCL、GR、CBL-VDL等多條組合曲線。 變密度測井及解釋的推廣應用，大大提高了檢

14、測固井質量的能力和可靠性，為準確地評價固井質量開辟了廣闊的前景。 聲幅變密度測井可以解釋兩個界面，第一界面（套管與水泥膠結）的膠結狀況用聲幅定量進行解釋；第二界面（水泥與地層膠結）的膠結狀況用變密度定性進行解釋。通過大量的實測資料證明，用聲幅變密度評價固井質量要比僅用聲幅效果好得多,聲波變密度測井原理,聲波傳播路徑有四條： 泥漿直達波 主要沿第一界面（套管與水泥界面）傳播 主要沿水泥傳播

15、 主要沿第二界面（水泥與地層界面）傳播 由于水泥含微孔隙，聲波衰減嚴重，傳播速度也慢，因此，主要沿水泥路徑傳播的聲波在接受器中實際上接收不到信號。 變密度測井時，儀器的源距通常比聲幅測井的源距取得大，一般選為5英尺或1.5米，目的是將地層波從整個波列中易于識別出來。除了對源距要求不同外，變密度測井的井下儀器和聲幅測井完全一樣。所以，在很多情況下可以利用裸眼井中測量聲波時差的聲波測井儀來代替它，其中短