扇區(qū)聲波水泥膠結(jié)測井儀定義

扇區(qū)聲波水泥膠結(jié)測井儀是將套管外的固井水泥環(huán)分成各為45°的八個(gè)扇區(qū)，分別測量每個(gè)扇區(qū)的水泥膠結(jié)質(zhì)量的聲波測井儀器。

扇區(qū)聲波水泥膠結(jié)測井儀包括普通的聲波幅度測井聲系、聲波變密度測井聲系、扇區(qū)分割式八個(gè)聲幅測井聲系和電子線路。每個(gè)扇區(qū)分割式聲系由聲波發(fā)射換能器與源距2ft接收探頭組成，并一一垂直對應(yīng)，每一聲系覆蓋測量套管外的固井水泥環(huán)45°扇區(qū)。測井時(shí)，各個(gè)聲系同時(shí)工作，聲幅測井、聲波變密度測井八個(gè)聲系各自測量信號，經(jīng)處理后，得到聲幅測井曲線、聲波變密度測井圖和八個(gè)扇區(qū)聲幅圖（根據(jù)八個(gè)扇區(qū)聲幅作出的套管外固井水泥分布剖面圖）。

扇區(qū)聲波水泥膠結(jié)測井儀主要用于固井質(zhì)量檢查。2100433B

將一個(gè)受控聲波振源放入井中,聲源發(fā)出的聲波引起周圍質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),在地層中產(chǎn)生體波即縱波和橫波,在井壁一鉆井液界面上產(chǎn)生誘導(dǎo)的界面波即偽瑞利波和斯通萊波。這些波作為地層信息的載體,被井下接收器接收,送至地面的記錄下來,就是聲波測井。接收器、聲源統(tǒng)稱為聲系,根據(jù)聲系排列及尺寸的不同,聲波測井儀可分為補(bǔ)償測井儀(BHC)、長源距聲波測井儀( LSS)和陣列聲波測井儀。聲波在井內(nèi)地層中傳播由于地層巖石成分、結(jié)構(gòu)、孔隙中流體成分的變化其波的速度、幅度甚至頻率都會發(fā)生變化。只記錄聲波速度變化的稱為聲速測井(AC),而記錄聲幅度變化的則稱為聲幅測井。聲波速度測井中短源聲系僅記錄縱波(即首波)傳播時(shí)差,長源距聲系可記錄下縱波、橫波、偽瑞利波、斯通萊波等各種波列的傳播時(shí)差,所以又稱為全波聲波測井,而陣列聲波儀由于聲系復(fù)雜既可以記錄縱波聲速,又可以記錄全波列聲速,還可以記錄聲幅。

1.補(bǔ)償聲波測井儀(BHC)

補(bǔ)償聲波測井儀(BHC)的聲系如圖1所示。是用兩個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)接收器組成的特殊類型的聲波速度測井儀,普通的聲速測井儀只有一個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)接收器。它的測量結(jié)果受井徑變化和儀器相對于井軸傾斜的影響。當(dāng)儀器的間距與源距固定時(shí),它對于發(fā)射器在接收器之上和發(fā)射器在接收器之下的測量結(jié)果的影響正好相反。井眼補(bǔ)償聲波測井儀是把這兩種情況結(jié)合起來消除井徑變化和儀器傾斜影響的儀器。

補(bǔ)償聲波測井可消除井徑變化(垮塌、溶洞及工程原因)對測量結(jié)果的影響。使用井眼補(bǔ)償聲波測井,求取縱波速度,從而確定巖性和巖石孔隙度，但由于這些方法的探測深度較淺，受井眼環(huán)境及侵入帶影響較大,為此提出了長源距聲波測井和陣列聲波測井。

2.長源距聲波測井

長源距聲波測井是繼井眼補(bǔ)償聲波測井儀之后出現(xiàn)的一種聲波測井儀。它具有前者井眼補(bǔ)償?shù)南嗤攸c(diǎn)，同時(shí)由于源距較長使波列中各種成分的波更易于劃分、有利于充分利用聲波測井的各種信息，并且由于探測深度較大，結(jié)果受井壁影響較小。長源距聲波測井儀有兩個(gè)接收器（R、R2）和兩個(gè)發(fā)射器（T1、T2）。測量是在兩個(gè)位置上進(jìn)行的，在第一個(gè)位置時(shí)，發(fā)射器T1（或T2）發(fā)射、在頂部兩個(gè)接收器測最時(shí)差；當(dāng)儀器提到兩個(gè)發(fā)射器和第一個(gè)位置時(shí)兩個(gè)接收器位置接近時(shí)，兩個(gè)發(fā)射器發(fā)射，R2（或R1）記錄。第一個(gè)位置記錄的結(jié)果由地面儀器存貯起來，等第二個(gè)位置記錄之后，由儀器自動(dòng)計(jì)算并輸出經(jīng)過井眼補(bǔ)償?shù)穆暡〞r(shí)差。

3.陣列聲波測井陣列聲波測井

現(xiàn)代聲波測井儀普遍采用多個(gè)傳感器，構(gòu)成所謂陣列聲波測井儀，如阿特拉斯公司的DAC、MAC和斯侖貝謝公司的DSl等。通過記錄多條曲線進(jìn)行相關(guān)和疊加處理，可以有效地壓制干擾，準(zhǔn)確提取縱波、橫波和斯通利波的各種信息。由于接收器的間距較小，能滿足薄層研究的需要。

陣列聲波測井的聲系如圖2所示,在聲系的下部是兩個(gè)壓電陶瓷發(fā)射器,間距2ft(61cm),發(fā)射器帶寬為5~18kHZ。聲系的上部有8 個(gè)壓電陶瓷接收器,每個(gè)接收器之間的距離為6in (15.2cm),這組接收器用于陣列聲波測井。第一個(gè)接收器與上發(fā)射器之間的源距為8ft,與下發(fā)射器之間的距離為10ft,第一個(gè)接收器與第五個(gè)接收器間的距離為2ft,這樣的聲系可組成源距分別為8ft 和10ft 的長源距聲波測井。

在聲系的中部有兩個(gè)間距為2ft 的接收器，它們與上、下發(fā)射器組成以源距分別為5ft 和7ft的標(biāo)準(zhǔn)井眼補(bǔ)償測井，可用于裸眼井測量；在下套管井中可用源距為3ft 的聲系進(jìn)行水泥膠結(jié)測井(CBL),用源距為5ft 的聲系進(jìn)行變密度測井(VDL),這兩種測量結(jié)果可用于檢查水泥固結(jié)質(zhì)量。在儀器的最頂部是用于測量井內(nèi)流體聲速的測量系統(tǒng),發(fā)射器與接收器相距很近,測井時(shí)可連續(xù)測量中流體的聲波速度。

4.偶極子陣列聲波測井

是將普通聲波測井儀的單極子技術(shù)同偶極子技術(shù)有機(jī)的組合在一起，其最大優(yōu)勢是在地層橫波速度低于井內(nèi)流體聲速時(shí)的松軟地層，同樣可以獲得準(zhǔn)確的縱波、橫波、斯通利波的時(shí)差及各類波形在不同接收器上的幅度、衰減系數(shù)等參數(shù)，同偶極子陣列聲波相比交叉偶極子陣列聲波測井還可以提供地層橫波各向異性的大小和方向，對上述結(jié)果進(jìn)行綜合分析，可協(xié)助常規(guī)測井資料有效地對儲層進(jìn)行評價(jià)。此外，在計(jì)算巖石力學(xué)參數(shù)、工程應(yīng)力參數(shù)、評估井眼穩(wěn)定性方面都有其獨(dú)特的功效。

5.超聲波成像測井

采用旋轉(zhuǎn)式超換能，對井眼四周進(jìn)行掃描，并記錄回波波形。巖石聲阻抗的變化會引起回波幅度的變化，井徑的變化會引起間波傳播時(shí)間的變化。將測量的反射波幅度和傳播時(shí)間按井眼內(nèi)360度方位顯示成圖像，就可對整個(gè)井壁進(jìn)行高分辨率成像，由此可以觀察井下巖性及幾何界面的變化。

聲波測井分為聲速測井和聲幅測井。聲速測井測量地層聲波速度。地層聲波速度跟地層的巖性、孔隙度以及孔隙流體性質(zhì)等因素有關(guān)。根據(jù)聲波在地層中的傳播速度，就可以確定地層孔隙度、巖性即孔隙流體性質(zhì)。

聲波速度測井簡稱聲速測井，它記錄的是聲波通過1米巖層所需的時(shí)間，測量地層滑行波的時(shí)差△t(地層縱波速度的倒數(shù))。主要用以計(jì)算地層孔隙度、地層巖性分析和判斷氣層等。