經(jīng)??吹焦こ膛笥颜?wù)摬ㄐ?,什么首波啊、補償波、濾波,那么超聲波全波型都有哪些呢?下面天功測控小編為您解答疑惑。
下面天功測控小編先簡單介紹超聲波成像測井的基本原理。
超聲波成像測井原理
超聲脈沖反射法測量時,發(fā)射換能器為自發(fā)自收探頭,首先對發(fā)射探頭激勵一個超聲波脈沖信號。聲波脈沖信號在流體中傳播然后人射到套管內(nèi)。其中大部分聲波能量反射回來被換能器接收。剩余的聲波能量進(jìn)人套管,聲波信號在套管與水泥環(huán)和套管與地層表面之間進(jìn)行多次的反射。在每個表面,都會有一些能量被反射,一些能量透射出去,能量的大小是由兩種材料聲阻抗的差異決定的。由于套管的聲阻抗和流體的聲阻抗為常數(shù),所以套管內(nèi)的信號是以一定的速率衰減,信號的大小依賴于套管外面材料的聲阻抗。套管外面材料的聲阻抗越大,套管內(nèi)的共振波幅度越小;反之,套管外面材料的聲阻抗越小,套管內(nèi)的共振波幅度越大。利用套管共振波幅度的強弱可以評價套管外面材料的聲阻抗大小,進(jìn)而對套管外水泥膠結(jié)質(zhì)量進(jìn)行評價。同時,利用套管共振波及聲波在套管中的縱波傳播速度可以評價套管厚度。
超聲波測井全波列波型有滑行縱波、滑行橫波、偽瑞利波、斯通利波,下面天功測控小編一一介紹這4種波型及特性。
滑行縱波特性:
1)滑行縱波是一種體波( 0),沿井壁附近滑行傳播,速度為Vp,輕微頻散( 在測井頻率段可忽略),是PPP波。
2)一種非均勻波,在地層中。離井壁距離增加按負(fù)指數(shù)規(guī)律衰減,能量集中在3λp ( 即Vp/f)范圍內(nèi),在Z=λp內(nèi)集中了滑行波能量63 %,因此探測范圍在一個λp左右。
3 )在井中傳播方式:滑行波在傳播過程中不斷向井中輻射能量,在井壁上傳播其波陣面是圓錐面;若源距選擇適當(dāng),滑行縱波在全波中為首波,幅度小,傳播速度快。
4)對于井內(nèi)接收點,滑行波的振幅隨源離L增加是衰減的直達(dá)波A∝1/Z滑行縱波A∝1/Z (lnZ)2。對于Z>e=2.72m,滑行波衰減快,對于Z
5)存在共振頻率,
a為井徑;βi;為貝塞爾函數(shù)J1(Bi)的零點,為3.83、 7.01....;對于一 般砂巖頻率為10、20kHz。
滑行橫波特性:
1)滑行橫波是一種體波(θs),沿井壁附近滑行傳播,速度為Vs,輕微頻散( 在測井頻率段可忽略),是 PSP波。
2)一種非均勻波,在地層中。離井壁距離增加按負(fù)指數(shù)規(guī)律衰減,能量t集中在3As (即Vs/f)范圍內(nèi),在Z=λs內(nèi)集中了滑行波能量63 %,因此探測范圍在一個λs左右。
3)在井中傳播方式:滑行波在傳播過程中不斷向井中輻射能量,在井壁上傳播其波陣面是圓錐面;若源距選擇適當(dāng),滑行橫波在全波中為次首波,幅度較縱波幅度大。
原因:①橫波波長較縱波短,因此靠近井壁附近滑行橫波幅度較滑行縱波幅度有更多能量。②橫波反射系數(shù)遠(yuǎn)小于縱波,即有更多能量進(jìn)入地層,在相同的情況下有更多的能量轉(zhuǎn)換為滑行橫波。
4)對于井內(nèi)接收點,滑行波的振幅隨源離L增加是衰減的。直達(dá)波A∝1/Z滑行橫波A∝1/72。不像縱波滑行橫波始終比泥漿直達(dá)波衰減快。
5)存在共振頻率,
6)a為井徑; αi為貝墨爾函數(shù)J0(αi)的零點,為2.4、 5.52...;對于一 般砂巖頻率為8、18kHz,當(dāng)Vs
偽瑞利波:
1)它是全反射波(波數(shù)在k1~ks=w/V )即J射線入射角在(θs, π/2) 之間;由于存在多聲射線,瑞利波有許多模式波。
2)它是一種界面波,在徑向方向r,井內(nèi)按J0(x1a)振蕩衰減( X1為井中徑向上波數(shù))在地層中近似指數(shù)規(guī)律衰減;在乙軸上不衰減;
3)相速度,聲波測井發(fā)射信號是聲脈沖,成不同頻率、不同振幅的各種 連續(xù)波組成其速度隨頻率變化稱頻散。①頻散性嚴(yán)重;②存在截止頻率只有聲源頻率高于截止率時才激發(fā)此波;③隨著頻率的增加速度下降快,最后趨近泥漿速度。
導(dǎo)波特性
4)群速度
存在極小值。低于泥漿波速度。此處為愛雷相,能量也為最大,稱高頻偽瑞利波;速度在Vs~V之間為低頻偽瑞利波,截止頻率處能量t幅度接近為零,并且速度為橫波速度,說明橫波與偽瑞利波是分離的。
5)低頻時與橫波密切,高頻時與流體波密切,縱波對它影響可以忽略。
斯通利波
1)它是一種界面波在井內(nèi)、地層中傳播成指數(shù)衰減,受流體波影響大, 受橫波影響小,縱波影響可忽略。
2)具有頻散性質(zhì),無截止頻率,說明在整個頻段都能激發(fā)此波:在高速地層( Vs>V0)低頻段V≈0.9 V0,高頻段V~0.96V0;在低速地層(Vs
3)能量主要集中在低頻處,在小于5kHz范圍內(nèi)這種波的低頻波也稱為管波
導(dǎo)波特性
聲波全波列測井