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三维散射声波远探测测井裂缝评价的物理模拟

地球科学 2023年第7期48卷 2703-2717页

作者：赵腾车小花乔文孝程路卢俊强门百永中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 北京市地球探测与信息技术重点实验室北京102249

现有的远探测声波测井主要利用了反射波信息,这不利于井旁地层中裂缝的高分辨率成像,而基于散射波的探测方法才有可能获得更高分辨率的测量结果.提出一种三维散射声波远探测扫描成像方法及结合平面扫描成像和球面扫描成像的技术实现方案... 详细信息

现有的远探测声波测井主要利用了反射波信息,这不利于井旁地层中裂缝的高分辨率成像,而基于散射波的探测方法才有可能获得更高分辨率的测量结果.提出一种三维散射声波远探测扫描成像方法及结合平面扫描成像和球面扫描成像的技术实现方案,采用薄铝板来模拟井旁地层裂缝,在大水面湖中开展了方位远探测声波测井水下物理模拟实验,用本文提出的反演成像技术处理了实验数据.数据处理结果表明,三维散射声波远探测扫描成像方法能够提高成像信噪比、分辨率和探测范围,较准确地估计井旁裂缝的径向距离、方位、倾角、尺度和深度等参数;与3D-STC和Beamforming方法相比,基于散射波的扫描成像方法不必假设回波信号为平面波,提高了井旁裂缝方位定位准确性.本文方法有望突破目前远探测声波测井技术的局限性,具有良好的应用前景.

关键词：散射波裂缝评价物理模拟空间扫描成像远探测声波测井.

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方位远探测声波测井仪数据采集控制软件设计

应用声学 2023年第3期42卷 501-507页

作者：卢俊强鞠晓东门百永中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 北京市地球探测与信息技术重点实验室北京102249

方位远探测声波测井技术在近年来得到了快速发展。数据采集控制软件是测井仪器系统的重要功能模块,其主要功能是完成地面采集控制平台与井下仪器的实时命令控制与数据传输。方位远探测声波测井仪数据采集控制软件模块以仪器库的形式挂... 详细信息

方位远探测声波测井技术在近年来得到了快速发展。数据采集控制软件是测井仪器系统的重要功能模块,其主要功能是完成地面采集控制平台与井下仪器的实时命令控制与数据传输。方位远探测声波测井仪数据采集控制软件模块以仪器库的形式挂接到成像测井系统,软件主要由仪器初始化、数据采集、数据分析及处理、仪器参数设置、下发命令封装、文件操作、实时波形绘图显示、实时波形处理、数据回放、帮助系统等部分组成。在程序设计中采用了多线程编程技术,提高与测井主控平台进行交互的时效性以及程序的响应速度。实验室及现场测试表明,方位远探测声波测井仪数据采集控制软件的总体及各个功能模块运行稳定,能够完成现场应用过程中对仪器的控制、数据读取、数据分析及处理、文件记录以及与现场测井采集控制平台的数据接口等需求,为仪器的进一步功能优化升级和现场应用提供了基础。

关键词：远探测声波测井仪方位采集控制软件

基于传递函数法的随钻发射换能器瞬态响应研究

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应用声学 2024年

作者：王佳乐车小花乔文孝赵琪琪陶声越油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京) 北京市地球探测与信息技术重点实验室中国石油大学(北京)

用于随钻声波测井的压电换能器常处于脉冲工作状态，为了提高测井仪器的检测性能，需要对换能器的瞬态响应进行研究。该文利用有限元谐波响应分析扫频计算了随钻单极发射换能器的离散电-声传递函数，对比了窄方波激励电压信号作用下采... 详细信息

用于随钻声波测井的压电换能器常处于脉冲工作状态，为了提高测井仪器的检测性能，需要对换能器的瞬态响应进行研究。该文利用有限元谐波响应分析扫频计算了随钻单极发射换能器的离散电-声传递函数，对比了窄方波激励电压信号作用下采用离散电-声传递函数和有限元瞬态分析两种方法计算的随钻单极发射换能器的辐射声压波形，探讨了窄方波激励电压信号的脉冲宽度对辐射声压波形的影响。结果表明，当窄方波激励电压信号脉冲宽度为0.5倍的谐振周期时，随钻单极发射换能器产生的辐射声压波形幅度较大；相较于直接进行有限元瞬态分析，采用离散传递函数法有着更快的计算速度。研究结果验证了采用离散传递函数法实现换能器瞬态响应快速分析的可行性，并为井下声源激励信号和电路参数的设计提供参考。

关键词：随钻发射换能器传递函数复发射电压响应瞬态响应

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声电测井探测器主要干扰成因分析

测井技术 2023年第2期47卷 217-223页

作者：陈宏志卢俊强鞠晓东门百永乔文孝中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 北京市地球探测与信息技术重点实验室北京102249

声波类测井仪器通常有数千伏的激励高压,高压脉冲形成的电磁干扰可影响测井仪器的功能部件和正常测量,降低信噪比。由于声电测井探测器采集的声电转换波信号极其微弱,易受电磁干扰,这就决定了声电测井探测器对电磁兼容性有更高的要求。... 详细信息

声波类测井仪器通常有数千伏的激励高压,高压脉冲形成的电磁干扰可影响测井仪器的功能部件和正常测量,降低信噪比。由于声电测井探测器采集的声电转换波信号极其微弱,易受电磁干扰,这就决定了声电测井探测器对电磁兼容性有更高的要求。结合探测器的结构和电磁兼容三要素研究了声电测井探测器的电磁干扰特性。分析了作为敏感源的电极测量回路特征,通过干扰测试明确了高压脉冲源是主要干扰源,并分析了电磁干扰耦合路径的形成机理。以定性的电耦合模型、定量的高斯电场定律和电耦合实验研究相结合的方式对探测器的电磁干扰特性进行系统分析与验证,还原探测器的主要干扰特征,揭示高压脉冲的电耦合是探测器的主要干扰成因,并提出减小耦合干扰的方法。测试结果表明,该方法能够有效改善声电测井仪器的电磁兼容特性,提高对声电转换波弱信号的探测能力。

关键词：声电测井测井仪器高压脉冲电磁干扰电耦合

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方位远探测声波测井仪电子系统设计

测井技术 2022年第5期46卷 530-535页

作者：卢俊强鞠晓东门百永刘先平杨佐新中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 北京市地球探测与信息技术重点实验室北京102249 中国石油集团测井有限公司测井技术研究院北京100200 中国石油天然气集团有限公司测井技术试验基地陕西西安710077 中国石油集团测井有限公司制造公司河北任丘062550

为解决现有声波测井仪探测深度浅、方位分辨率有限的问题,研制了方位远探测声波测井仪,该仪器的关键技术之一是有源发射声系和有源接收声系的结构设计,配套的电子系统是实现这种声系结构的关键部件。采用阵列化传感器与多通道电子系统... 详细信息

为解决现有声波测井仪探测深度浅、方位分辨率有限的问题,研制了方位远探测声波测井仪,该仪器的关键技术之一是有源发射声系和有源接收声系的结构设计,配套的电子系统是实现这种声系结构的关键部件。采用阵列化传感器与多通道电子系统一体化的设计技术,设计了由主控电路、多节点接收采集电路、相控激励电路构成的仪器电子系统。基于主节点和多个子节点的模式实现仪器电子系统互联,将主控电路设计为主节点,其他电路设计为多个数字化功能子节点,通过专用的仪器模块互联总线实现仪器内部各节点互联。现场实验测量得到的波形信噪比高,波形特征清楚,单极方位模式在实验中的探测深度约为40 m。方位远探测声波测井仪电子系统实现了声波远探测大动态范围信号的采集,能够满足方位远探测声波仪器的测量要求,为仪器在多方位大探测深度测量模式下提供可靠且高信噪比的测量数据。

关键词：远探测声波测井方位电子系统实验