超聲波測井壓電換能器的一致性問題

從生產(chǎn)實際中發(fā)現(xiàn),聲波測井儀器主要存在下列問題:1.聲波測井時差“跳”,并且出現(xiàn)在砂巖目的層,沒有辦法計算孔隙度。2.套管井內(nèi)的首波不是嚴格地按照套管波的速度傳播,這時,聲幅測井的幅度不再直觀地反映I界面的膠結(jié)狀態(tài)。幅度測井值偏高或偏低,與水泥膠結(jié)的實際情況不一致。3.在井比較深時,聲幅測井曲線值偏高20%?；蛘呔容^深時,接收波形的幅度減小,發(fā)射能量低,接收靈敏度降低。4.同一只儀器在不同的深度,其聲幅曲線的一致性比較差。5.不同的儀器之間測量結(jié)果的可比性比較差。原因分析聲波測井儀器測量的聲波是在井內(nèi)液體中傳播的,這些波與地層中傳播的波通過井壁相互耦合對于傳播的首波(對于裸眼井測井指縱波滑行波,對于套管井來講指套管波)來講,由于聲波在井內(nèi)多次反射,圓形的井孔具有一系列的固有頻率,或者說,井孔具有明顯的頻率選擇。當聲波儀器發(fā)射換能器發(fā)射的聲波頻率與井孔的固有頻率接近或相等時,首波的幅度比較大;相反,則幅度比較小,或者根本不能夠傳播我們需要的首波。即對于一定的地層和套管井,只有某些頻率能夠在井內(nèi)傳播。波動聲學計算的裸眼井內(nèi)液體中傳播的聲波，其橫坐標是頻率f,縱坐標是波數(shù)k,三條直線分別代表地層的縱波速度vp、橫波速度vs和井內(nèi)液體的聲速vf。其中,以地層縱波速度傳播的波隨頻率離散變化,在井孔的固有頻率附近存在(能夠在井內(nèi)傳播),在其它頻率不存在,不能夠傳播。換能器的幾何尺寸確定后,也有一系列的固有頻率,用于發(fā)射聲波時,只能夠發(fā)射這些頻率的聲波。國內(nèi)的聲波測井儀器是從仿制起步的,實踐中存在的問題需要理論上提供基本的指導。儀器的改進升級更需要對聲波測井的基本原理有比較多的了解,由于我們是在利用自然規(guī)律解決實際問題,所以,理論、實踐、技術(shù)三者缺一不可。聲波測井儀器中的壓電晶體的更換是相當麻煩的,測井時間也是比較珍貴的,對不同類型的壓電晶體進行必要的篩選,分門別類,針對不同的測井需要使用不同類型的壓電晶體和儀器,提高聲波測井儀器的整體性能和測井成功率是我們共同的目的。井孔固有頻率的影響是客觀存在的,理論計算的介入可以達到增加針對性,減少盲目性的目的。由于壓電晶體的篩選涉及的專業(yè)知識比較多,過程相當復雜。我們已經(jīng)開始建立一套專業(yè)的針對不同井眼條件、不同地層的裸眼井、套管井固有頻率數(shù)據(jù)庫,配套了壓電晶體的導納圓測量系統(tǒng)和篩選技術(shù)。國內(nèi)生產(chǎn)的壓電晶體的規(guī)模比較大,性能相對比較穩(wěn)定,出口量比較大。缺乏的是對其進行的必要的、有針對性、專業(yè)化的檢測手段。聲波測井儀是一個技術(shù)含量比較高的儀器,只有不同專業(yè)和技術(shù)的配合,才能夠真正提高其性能和技術(shù)指標。