《超声成像测井》PPT课件

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1、第六章超声成像测井超声成像测井（或超声电视测井）是利用井壁或套管内壁对超声波的反射特性来研究井身剖面的。在裸眼井中通过测量的声学图像，可了解裂缝地层的裂缝密度、倾角、方位以及缝洞分布情况，为勘探和开发裂缝性储集层提供可靠的地质基础资料。在套管中通过声学图像，可了解射孔位置，或施工、生产而使套管损坏情况，为井修提供资料。超声成像测井以声学图像形式给出测井资料，这与以往的测井曲线资料比较，它具有信息多、分辨率高、直观、便于分析判断的优点。1962年，MOBIL公司第一次在井下用声学方法获得井壁的二维图象。但由于当时

2、的声源频率很高（1MHz以上），声波信号在井内钻井液中衰减明显，因此只能在井中充满清水或低密度钻井液中进行测井,且成像效果不好。20世纪80年代,由于对大洋海底锰矿调查的需要,海底的超声电视测井技术得到发展和重视。后经Amoco、Sandia和Shell等石油公司和研究单位的不断改进，使超声成像测井仪最终投入了商业服务。仪器型号(生产厂家)声学探头频率MHz旋转一周记录脉冲数每米井段像点数允许的最大钻井液密度g/cm3测井速度m/hStanford大学岩石物理实验室1.25600720001.2590CBIL(

3、Atlas公司)0.250.4250296701.70182DUT(华北油田测井公司)0.51.5512512001.25180ABF-14德国GEO,SYS公司)0.8114822001.40180BHTV(Amco公司)1.0480-51257600-614401.2590UBI(Schlumberger公司)0．25、0.536,7236000,72000水基:1.6油基:1.16122640国内外部分超声成像测井仪器的性能及技术指标第一节超声成像测井基本原理超声成像测井由声系、信号采集、信号传输和地面

4、处理与显示四部分组成。声系部分由一个能旋转的超声探头（或换能器）构成，该探头兼作发射探头和接收探头。将测量的反射波幅度和传播时间按井眼内3600方位以图像显示，可以分析井壁岩性及表面特征（包括裂缝、孔洞和冲蚀带），也可用来观察套管内壁的变化。一、井下超声电视测井BHTV超声换能器每秒发射1500~3000次、频率为1~2MHz的超声脉冲。测井时它由一个马达驱动，以固定速率（每秒3~6周左右）带动换能器和磁力仪绕仪器轴旋转，对井眼的整个井壁的扫描测量，每转到磁北方向产生一个磁北信号，就以电脉冲形式将换能器方位信息

5、发送到地面。仪器旋转时探头发射的超声波脉冲，经泥浆传传播到达井壁，有一部分能量被反射回换能器并接收，经信号处理后，得到井壁回波的幅度图像和旅行时图像。由于在测井过程中仪器也以一定速率往上提，因此，仪器记录点为螺旋上升（见右图）。超声波成像测井速度很低，每分钟约1~2米，深度是由传动装置控制深度电位器产生深度信号，这样仪器在井中测量时，随着深度变化换能器向井壁作螺旋状连续超声波扫描，每测1米换能器要旋转120~180周左右。BHTV仪平面圆片状换能器（1.35MHz）的探测极限约为0.01in(0.25mm)高速

6、（a）和低速（b）对井壁超声扫描的螺旋型路径二、超声成像测井UBI声波探头有两种工作方式，探头逆时针旋转为标准测量方式，用于测量井壁的声学特性；探头顺时针旋转（换能器面向反射板）为流体性质测量方式，测量井内泥浆的声学特性。UBI测量精度、图像质量更高，其垂向分辨率为0.2-0.4in(0.508-1.016cm)之间，推荐的测井速度在400-600ft/h（122-183m/h）之间。UBI仪器结构和换能器工作模式示意图第二节换能器特性及成像影响因素分析一、换能器的指向特性(原片状声源的特性)1．圆片状声源的远

7、场衍射2．发射换能器的近场特性与近场衍射2．发射换能器的近场特性与近场衍射（1）在中心点上，z=0，也就是说当声源半径为半波长的偶数倍时，则在中心点接收到子波的作用相互干涉抵消，声压为零。当半径为波长的奇数倍时，中心点的声压最大（2）在中心轴线上，Z>0，存在一系列位置，z=dn声压幅值为零边缘声线与轴向声线的路程差为半波长的偶数倍，则在Z=dn上的声压为零.n值越小，d越大，最远处声压为零相当于n=1，Z=Dn声压幅值为最大边缘声线与轴向声线的路程差为半波长的奇数倍，则在Z=Dn上的声压为最大。最远处声压为零

8、相当于n=0，D0称为近场长度换能器-3dB束宽度理论值（in）二、影响成像质量因素声衰减的影响泥浆对声波衰减主要是摩擦吸收衰减和固相颗粒散射引起的衰减。摩擦吸收衰减与频率平方成正比，而颗粒散射衰减与频率四次方成正比，因此当频率较高时，泥浆性能对超声测量影响是不能忽略的。井眼形状和仪器偏心的影响由于井径的不规则性或仪器的偏心使得声信号在泥浆中传播时间因方位而异，即使井壁介质均匀，也会在