[实用新型]光纤声波传感正交偶极声波测井系统

说明书

本实用新型提供一种光纤声波传感正交偶极声波测井系统，包括井中光纤声波传感正交偶极声波测井装置，井中光纤声波传感正交偶极声波测井装置包括圆柱形结构仪器外壳和光纤声波偶极子传感器；光纤声波偶极子传感器下部垂直依次安装有光纤陀螺仪、隔声体短节和偶极声源发生器。地面井口测井车井中光纤声波传感正交偶极声波测井装置的下井和升井，并为其提供电源，驱动偶极声源发生器在作业时连续重复发偶极射声波信号；地面DAS调制解调仪器向光纤声波偶极子传感器里面发射激光脉冲，采集光纤声波偶极子传感器里面的背向散射瑞利波。本实用新型可以在高温下长时间工作，实现高速向上传输数据的功能。

技术领域

本实用新型涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种光纤声波传感正交偶极声波测井系统。

背景技术

声波测井是指利用声波在不同岩石的中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性不相同来研究钻井的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法。声波测井是在钻孔中通过研究岩层中声波传播速度来确定岩层性质的一种测井方法。通常使用的声波速度测井仪包括一个声波发生器(T)和两个接收器(R。、R₁)。记录的参数是声波到达两个接收器的时间差(△t)，即声波在两个接收器之间岩层中传播所需要的时间。实际上，它是一个时间测量系统。声波在岩层中传播的速度，由岩石的弹性、密度以及孔隙中流体的性质等决定。

将一个受控声波振源放入井中,声源发出的声波引起周围质点的振动,在地层中产生体波即纵波和横波，在井壁一钻井液界面上产生诱导的界面波即伪瑞利波和斯通莱波。这些波作为地层信息的载体，被井下接收器接收，送至地面的记录下来，就是声波测井。接收器、声源统称为声系，根据声系排列及尺寸的不同，声波测井仪可分为补偿测井仪(BHC)、长源距声波测井仪(LSS)和阵列声波测井仪。声波在井内地层中传播由于地层岩石成分、结构、孔隙中流体成分的变化其波的速度、幅度甚至频率都会发生变化。声波测井分为声速测井和声幅测井。只记录声波速度变化的称为声速测井(AC)，而记录声幅度变化的则称为声幅测井。声波速度测井中短源声系仅记录纵波(即首波)传播时差，长源距声系可记录下纵波、横波、伪瑞利波、斯通莱波等各种波列的传播时差，所以又称为全波声波测井，而阵列声波仪由于声系复杂既可以记录纵波声速，又可以记录全波列声速，还可以记录声幅。

声速测井测量地层声波速度。地层声波速度跟地层的岩性、孔隙度以及孔隙流体性质等因素有关。根据声波在地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、岩性即孔隙流体性质。声波速度测井，可用来划分岩性、确定油气贮集层的孔隙度和划分气层，还可以提供地震勘探必需的速度资料。

声波速度测井简称声速测井，它记录的是声波通过1米岩层所需的时间，测量地层滑行波(折射波)的时差△t(地层纵波、横波、斯通利波速度的倒数)。主要用以计算地层孔隙度、地层岩性分析和判断气层等。

偶极子阵列声波测井是将普通声波测井仪的单极子技术同偶极子技术有机的组合在一起，其最大优势是在地层横波速度低于井内流体声速时的松软地层，同样可以获得准确的纵波、横波、斯通利波的时差及各类波形在不同接收器上的幅度、衰减系数等参数，同偶极子阵列声波相比正交(交叉)偶极子阵列声波测井还可以提供地层横波各向异性的大小和方向，对上述结果进行综合分析，可协助常规测井资料有效地对储层进行评价。此外，在计算岩石力学参数、工程应力参数、评估井眼稳定性方面都有其独特的功效。

目前的井下正交偶极子阵列声波测井仪器里面使用的都是偶极或多极压电式声波换能器来接收井眼里不同方位的声波(纵波、横波、斯通利波)信号，偶极或多极压电式声波换能器及其配套的放大器、模数转换和数据存储器件以及井下数据传输模块等均无法在高温环境(深井)下长时间工作。另外由于井下正交偶极子阵列声波测井仪器目前都是电子仪器，其井下数据传输模块目前还解决不了井下大数据高速向井口的测井车里面的控制计算机进行实时传输的瓶颈问题。

实用新型内容