[发明专利]随钻偶极声波测井仪器以及声波测井方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种随钻声波测井仪器，特别是涉及一种专门针对慢速地层（即，地层横波速度小于井内泥浆声速）横波测量并且在发射探头和接收探头之间不需要做隔声处理的随钻偶极声波测井仪器以及声波测井方法。

背景技术

在电缆测井时，单极子声波测井技术无法获取慢速地层的横波速度，所以，人们发明了偶极声波测井技术，以期利用弯曲波的速度在其截止频率附近等于地层横波速度这一特性进行慢速地层横波速度测量。随钻测井技术是近年来在电缆测井技术和钻井工程基础上迅速发展和成熟起来的先进测井技术，在大斜度井和水平井测井、疏松地层、高压地层以及非常规油气藏测井等方面发挥着越来越大的作用。在随钻测井技术中刚兴起时都采用如下结构，即，例如，在采用偶极子的情况下，将偶极子（即，发射换能器和接收换能器）安装于钻铤外壁上进行随钻测井，并且，随钻单极子、四极子声波测井都是采用这种结构，但是，后来随钻偶极子被证明测井结果有误，无法直接应用，因而使随钻偶极子声波测井技术被“搁置”（用四极子代替偶极子）。具体地说，与传统的电缆偶极声波测井不同，随钻偶极声波测井技术不能直接用于测量慢速地层的横波速度，这是因为低频全波列中钻铤弯曲波和地层弯曲波严重混杂且不易区分，同时为了保证钻铤的刚度，不能像电缆测井仪器那样刻大量的槽来隔声，而且即便隔声效果非常好，但因地层弯曲波相速度与地层实际横波速度相差较大，所以，获得的速度非常不准确。另外，随钻测井时的钻井等环境噪声集中在低频段，这对利用低频偶极弯曲波进行地层横波测量也非常不利。

发明内容

本发明正是为了克服现有成熟的偶极声波测井技术无法应用于随钻测井环境的不足而提出的,其目的在于提供一种随钻偶极声波测井仪器以及声波测井方法，在本发明中，不需要在发射换能器和接收换能器之间的钻铤上做刻槽等隔声处理，就能够获得准确的慢速地层横波速度，并且，由于所采用的声源频率高于一般意义的偶极仪器的低频，所以也避开了环境噪声。

为了实现上述目的，本发明提供一种随钻偶极声波测井仪器，其特征在于，具备：

钻铤，由中空的柱状管构成；

隔开规定的距离安装在所述钻铤的外壁上的发射换能器和接收换能器；以及

数据处理装置，用于对由所述随钻偶极声波测井仪器测量得到的测井数据进行处理，

在所述发射换能器和所述接收换能器之间的所述钻铤上未作隔声处理。

此外，在本发明的随钻偶极声波测井仪器中，

所述接收换能器对从所述发射换能器发出并且穿过了地层的声波进行接收，从而得到井孔声场全波列波形，

所述数据处理装置根据所得到的所述井孔声场全波列波形提取第一阶弯曲波相速度，并且，根据所述第一阶弯曲波相速度得到地层横波速度。

此外，在本发明的随钻偶极声波测井仪器中，

在所述数据处理装置中利用STC方法根据所述井孔声场全波列波形提取所述第一阶弯曲波相速度。

此外，在本发明的随钻偶极声波测井仪器中，

在所述数据处理装置中，利用如下公式得到地层横波速度的值，

，

其中，x为地层横波速度，y为弯曲波相速度，a、b是对应于所述钻铤的各项参数对理论岩心数据计算得到的弯曲波相速度值进行线性拟合时得到的常数。

此外，在本发明的随钻偶极声波测井仪器中，

在所述数据处理装置中，利用如下公式得到地层横波速度的值，

，

其中，x为地层横波速度，y为弯曲波相速度，c、d是对应于所述钻铤的各项参数对实际实验室岩心测量数据计算得到的弯曲波相速度值进行线性拟合时得到的常数。

此外，在本发明的随钻偶极声波测井仪器中，

选择实际测井区块的岩样参数重新计算上述公式，然后根据新得到的上述公式来计算实际地层横波速度，在现场区块岩样数据难以获取的情况下，直接使用上述公式来进行操作。

此外，在本发明的随钻偶极声波测井仪器中，

所述发射换能器发出的声波的中心频率为6kHz以上。

此外，本发明提供一种声波测井方法，其特征在于，具备如下步骤：

发射换能器发出测井声波；

接收换能器对从所述发射换能器发出并且穿过了地层的所述测井声波进行接收，从而得到井孔声场全波列波形；以及

根据所得到的所述井孔声场全波列波形提取第一阶弯曲波相速度，并且，根据所述第一阶弯曲波相速度得到地层横波速度。

此外，在本发明的声波测井方法中，