馬驍（長(zhǎng)城鉆探測(cè)井公司儀器維修中心， 遼寧 盤錦 124010）

聲波測(cè)井技術(shù)研究進(jìn)展

馬驍（長(zhǎng)城鉆探測(cè)井公司儀器維修中心， 遼寧 盤錦 124010）

在地球物理測(cè)井體系中，聲波測(cè)井是一個(gè)重要的分支，聲波測(cè)井的理論基礎(chǔ)是地下巖石聲學(xué)物理特性。近年來，聲波測(cè)井在石油、礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，并在應(yīng)用過程中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)各種石油、天然氣等資源的需求量越來越多，這樣的背景下，測(cè)井工程也在逐漸增多，基于此，加強(qiáng)對(duì)聲波測(cè)井技術(shù)的研究有著十分重要的意義。本文中，筆者主要對(duì)聲波測(cè)井技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了分析與探討。

聲波測(cè)井技術(shù)；研究進(jìn)展；相控聲波測(cè)井技術(shù)；偶極聲波測(cè)井技術(shù)

在石油、天然氣資源的勘探、開發(fā)過程中，通過在井筒內(nèi)利用測(cè)井技術(shù)，從而獲取精度比較高的地層縱波信息、橫波信息，這些信息可以被當(dāng)作儲(chǔ)層識(shí)別工程、儲(chǔ)層壓裂評(píng)價(jià)、裂縫有效識(shí)別、計(jì)算儲(chǔ)層物性參數(shù)、分析地層各向異性以及研究巖石力學(xué)性能等領(lǐng)域進(jìn)行定性評(píng)價(jià)、定量數(shù)據(jù)運(yùn)算的必要參數(shù)。地層縱波波速可以通過利用聲速測(cè)井技術(shù)較為容易的獲得，但是，地層橫波波速卻不容易獲得，這就需要利用聲波測(cè)井技術(shù)。

1　相控聲波測(cè)井技術(shù)的研究進(jìn)展

在聲波測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域之中，單極子聲波測(cè)井技術(shù)經(jīng)過多年來的不斷發(fā)展，已經(jīng)成為了一種較為完善、較為成熟的技術(shù)，此外，多極子聲波測(cè)井技術(shù)，例如非對(duì)稱聲源技術(shù)等，也逐漸走進(jìn)了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程。就現(xiàn)階段的情況來看，相控聲波測(cè)井技術(shù)作為一種新興的聲波測(cè)井技術(shù)，已經(jīng)得到了國內(nèi)外眾多研究學(xué)者的關(guān)注。

相控聲波測(cè)井技術(shù)的主要特征為井下聲波的定向輻射、接收，相控聲波測(cè)井技術(shù)能夠從根本上解決各向異性與非均質(zhì)地層評(píng)價(jià)、探測(cè)能力與信噪比提高以及方位測(cè)量分辨率的難題。在方位聲波測(cè)井之中，是一種非常關(guān)鍵的技術(shù)，而實(shí)現(xiàn)方位聲波測(cè)井的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)井下相控聲波測(cè)井。相比較于傳統(tǒng)的單極子聲波測(cè)井技術(shù)、多極子聲波測(cè)井技術(shù)的聲波輻射器，相控陣聲波輻射器具有很大的不同，其由多個(gè)陣元，即震動(dòng)元件構(gòu)成，各個(gè)震動(dòng)元件可以分布在1條線或者是1個(gè)平面上，也可以分布在1個(gè)立體的曲面之上，通過對(duì)各個(gè)震動(dòng)元件施加激勵(lì)信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)井下聲波的定向輻射，需要注意的是，所施加的激勵(lì)信號(hào)為幅度控制、相位控制，必須符合一定規(guī)則。根據(jù)相同的原理，就可以實(shí)現(xiàn)井下聲波的定向接收。近年來，國內(nèi)外眾多研究學(xué)者已經(jīng)對(duì)相控陣列輻射器開展了大量的相關(guān)工作，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，其在眾多領(lǐng)域之中有著許多成功案例。

以聲波測(cè)井相控線陣技術(shù)為例，根據(jù)直線排列方法，將多個(gè)圓管狀的聲波換能器進(jìn)行排列，就可以得到聲波相控線陣，用于進(jìn)行井下探測(cè)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，相比較于單個(gè)圓管狀聲波換能器，聲波測(cè)井相控線陣，由多個(gè)圓管狀換能器組成，其輻射指向性更為優(yōu)異，能夠使聲波能量有效地朝著接收探頭存在的一側(cè)進(jìn)行輻射，此外，使用聲波測(cè)井相控線陣能夠在很大程度上使有用聲波輻射能量得到增加，使信噪比、探測(cè)能力得到提高，基于這樣的原因，其在現(xiàn)存聲波測(cè)井儀器的改造領(lǐng)域以及新型聲波測(cè)井儀器的研制領(lǐng)域之中，均有良好的應(yīng)用價(jià)值。

2　偶極聲波測(cè)井技術(shù)的研究進(jìn)展

偶極聲波測(cè)井是一種新興的聲波測(cè)井技術(shù)，在30年來的投入使用過程中，憑借著其在橫波各向異性分析、橫波測(cè)量方面的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于地震預(yù)警、地質(zhì)勘測(cè)、測(cè)井以及油藏工程等方面。但是，在地層某項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方面，單一測(cè)井資料或多或少的存在多解性，偶極聲波測(cè)井資料也不例外，基于這樣的原因，對(duì)地質(zhì)條件較為復(fù)雜的儲(chǔ)層進(jìn)行測(cè)井的時(shí)候，必須細(xì)致地排除干擾、剝離細(xì)節(jié)、抓住主要信息，切實(shí)做到解釋到位，準(zhǔn)確判別儲(chǔ)層流體性質(zhì)，與此同時(shí)，也要盡量使用多種資料進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。相關(guān)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，電成像測(cè)井技術(shù)、偶極聲波測(cè)井技術(shù)的有機(jī)結(jié)合應(yīng)用，開展各向異性分析、裂縫精細(xì)評(píng)價(jià)；偶極聲波測(cè)井技術(shù)、核磁共振測(cè)井的有機(jī)結(jié)合應(yīng)用，開展?jié)B透率評(píng)價(jià)，能夠大大提高油氣的勘探效率，也可以有效提高、進(jìn)一步擴(kuò)展偶極聲波測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用范圍。

偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)，是將偶極聲波測(cè)井儀作為基礎(chǔ)，進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，主要通過利用偶極橫波的方位性、低頻輻射特性，進(jìn)行井旁地質(zhì)體反射成像，從而實(shí)現(xiàn)井旁構(gòu)造體識(shí)別。也是聲波測(cè)井技術(shù)在數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用領(lǐng)域之中的重要進(jìn)展。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)技術(shù)的有效探測(cè)深度高達(dá)20m～30m，相比較于單極子反射縱波成像探測(cè)技術(shù)，其有效探測(cè)深度更高，大大超過了常規(guī)探測(cè)深度。曹景記等人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，以接收器、偶極聲源的方位指向性為基礎(chǔ)，能夠有效確定井周地質(zhì)反射體的位置、走向，從而進(jìn)行鹽丘內(nèi)部構(gòu)造、裂縫以及碳酸鹽巖縫洞構(gòu)造等井旁構(gòu)造識(shí)別，在很大程度上擴(kuò)大了偶極聲波測(cè)井儀器的應(yīng)用范圍，既可以在裸眼井之中進(jìn)行使用，也可以在套管井中進(jìn)行井外地層的油氣構(gòu)造識(shí)別，其應(yīng)用前景良好。

3　結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程的不斷深入，我國對(duì)油氣資源的應(yīng)用范圍越來越廣，測(cè)井工程也在逐漸增多，因此，加強(qiáng)對(duì)聲波測(cè)井技術(shù)的研究有著十分重要的意義。本研究主要對(duì)相控聲波測(cè)井技術(shù)、偶極聲波測(cè)井技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了分析，以供參考。

［1］吳曉光，季鳳玲，李德才.偶極聲波測(cè)井技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2016，01：380-389.

［2］喬文孝，鞠曉東，車小花，盧俊強(qiáng).聲波測(cè)井技術(shù)研究進(jìn)展［J］.測(cè)井技術(shù)，2011，01：14-19.

［3］曹景記，唐曉明，魏周拓.偶極聲源在裸眼井及套管井外的橫波輻射特征［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2014，57（5）：1683-1692.

馬驍（1988- ），男，遼寧盤錦人，助理工程師，本科，主要從事測(cè)井儀器維修工作 。