摘要：声波测井技术是摸清地下岩体构造及裂缝分布规律的有效手段。在深部热储层测井工程中,井下传感器需要在高温环境中长时间连续工作。高温环境容易使传感器产生热失效,失效率和温度增量呈指数关系。合理的热设计是提升传感器耐高温性能的有效手段,针对超声成像传感器在高温、密闭工作环境中的耐温需求,对数据采集与处理电路进行热设计,给出了传感器内部元件的设计方法。根据传热学理论,建立了电路板的传热耦合模型,采用COMSOL软件对电路进行仿真热分析,为传感器的结构设计、电路布局和耐温性能评估提供了可靠依据。在雄安新区D35井、D22井中进行性能测试,经热设计后的传感器能够在120℃环境下长时间正常工作,高温高压环境下测井效果良好,耐温指标与室内模拟结果一致。试验结果表明,提出的热设计方法能够有效提升传感器的耐温性能,传热模型能够高效仿真实际环境,可广泛应用于热辐射条件下传感器的耐温设计。

摘要：对声波测井相控线阵声波辐射器进行了幅度加权的优化设计。分别针对辐射声束主瓣和旁瓣的最小化条件建立了相控线阵幅度加权的优化目标函数,采用拉格朗日乘子算法对目标函数进行非线性规划,并确定了最优幅度加权因子。通过数值计算对比分析了均匀幅度加权和不同幅加权条件下相控线阵声波辐射器的指向性以及辐射声束角宽的差异。结果表明,优化设计可以很好地实现相控线阵辐射旁瓣的最小化和给定旁瓣级条件下声束主瓣角宽的最窄控制,并且可以根据声波测井的不同要求提供相控线阵辐射器幅度加权的优化参数。

摘要：渗透层段因泥浆过滤形成泥饼,造成井径缩径,这对声波时差测井会产生一定影响。本文设计了一种三层介质的声波传播模型,首次提出了泥饼滑行波和泥饼折射滑行波的概念,给出了存在泥饼时的声波时差计算公式。用数值分析法研究了声波滑行波传播时间随泥饼厚度的变化规律,表明发射探头到接收探头的距离控制了接收声波的来源,1m源距的常规声波测井仪器接收的总是泥饼折射滑行波,当泥饼厚度均匀且各向同性时无需进行泥饼校正。而当为提高声波分辨率减小源距时,声波测井仪器所接受到的声波受泥饼厚度的影响。

摘要：随着探测深度和精度的提高,声波测井的数据量越来越大,给实时上传和高效测井带来了巨大挑战。对数据进行井下处理是一种有效的途径。开发井下数据处理算法时,上位机软件是重要的辅助工具,甚至是算法的必要组成部分。本文在分析声波测井井下处理算法开发流程的基础上,提炼了上位机软件需要具备的功能,设计了测井数据转换、USB文件传输和数据处理三个模块,最后使用实际测井数据和井下算法验证系统前端机对上位机软件进行了测试。结果表明,该上位机软件能够实现测井原始数据的格式转换与快速传输功能,满足开发井下数据处理算法的需求。本工作可以提高声波测井井下算法的开发效率,为井下处理系统的升级提供参考。

摘要：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。

摘要：以饶阳凹陷任北奥陶系潜山为例,基于声波测井资料确定了岩石力学参数,视区域边界荷载为未知数,目标井地应力为约束,求解得出区域所受边界力;据此建立地质模型、计算模型、力学模型,对研究区的地应力进行了数值模拟,得出该区域地应力的分布规律及特点。研究结果表明,通过数值模拟求得的地应力值与实际测量地应力值吻合较好;研究区水平最大主应力值主要集中在-61～-118 MPa,水平最大主应力方向中北部为北西方向,南部为近南北方向;最小水平主应力值主要集中在-31～-91 MPa,北部最小应力值方向为北东方向,南部为近东西方向。断裂带附近是应力变化的梯度带,断裂带内主应力值较连续地层小,断层对水平主应力的分布具有显著影响。

摘要：随钻测井环境下,钻铤纵模式波会严重干扰地层纵波的测量,因此需要使用隔声体来减弱钻铤波对地层纵波测量的干扰。采用圆柱坐标系下的交错网格技术,自行开发了一种可用于设计随钻声波测井仪器隔声体的三维时域有限差分程序。利用该程序数值模拟采用不同结构的隔声体时,硬地层井眼中的随钻单极子声波测井响应,并对这几种不同结构的隔声体性能进行评价。结果表明:采用不同结构的隔声体,对钻铤纵模式波的时延量和隔声量存在很大差异;与其他结构隔声体相比,周期性交错排列的凹槽结构的隔声体在测量地层纵波速度时具有较好的效果。

摘要：针对在测井过程中测量仪器易损坏以及测量不精准的现象,结合声波测井法,并且根据收缩膨胀式原理设计一种带有减振、防撞机构的测井仪器,它由地上设备和地下设备两部分构成。从设计原理着手,对其结构组成模块进行详细论述,再通过三维建模软件,建立其三维虚拟样机结构模型,最后运用有限元分析方法,对主要的易损构建进行静力学分析,以此对该结构做进一步优化设计。通过实践及分析结果表明:该装置结构简洁、便于携带并且节约成本,自动化程度高,测量更加准确,使用寿命长,符合简洁型和经济型的现代化设计理念,为今后实际油气井的开采工程将提供一定的参考价值。

摘要：通过COMSOL有限元软件对相控线阵在井中声波数值模拟的接收响应,来分析相控线阵的辐射指向性对声波测井中各种模式波的幅度和到达时间的影响,结果表明,只要在相控线列阵的各阵元上施加合适延迟时间合适幅度的激励信号,就能调节辐射器的辐射声束的方向和主声束-3 d B的宽度,以有利于根据不同的实际情况设计各种主声束的宽度和方向。用二阶锥规划算法在特定下设计出合适的相控线阵的加权系数,就可以控制相控线阵的辐射主瓣角宽,以利于在任意地层有效激励滑行纵波。实验验证得出二阶锥规划设计出的加权系数用于相控线阵可明显地改善声波测井的接收响应质量,为相控线阵声波辐射器在石油勘探中的应用提供一定理论依据。

摘要：筛选高温下稳定的存储器并设计有效的温度补偿算法是实现井下声波测井数据存储的关键。为了快速测试不同存储器在高温下的故障情况以及错误校验纠错算法的温度补偿效果,该文设计了基于通用测试座的硬件系统,编写了基于MSComm控件的上位机控制软件,开发了模拟实际测井温度环境的测试策略,并对几种存储器进行了高温老化实验。结果表明,存储器在高温下(175℃)会出现彻底损坏、比特位翻转等故障,错误校验纠错算法可以提高存储器的使用温度。该设计不仅可以对符合开放NAND闪存接口协议的同类存储器进行快速的高温老化与筛选,而且对井下存储系统的设计有重要的参考意义。