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声波变密度测井技术及其应用目前油田固井质量检查的主要方法是声波幅度测井和声波变密度测井。
声波变密度测井是由声幅测井发展而来的，其原理是利用水泥和泥浆（或水）声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰减影响，来反映水泥与套管间、套管与地层的胶结质量。
井下仪器主要包括声系和电子线路两部分。
声系的功能是为了进行声波测井，它包括发射探头和接收探头，仪器的源距有两种，3ft和5ft，3ft的用于声幅测量，5ft的用于变密度测量。
电子线路可以挂接连续测斜仪、高分辨率声波、双侧向和双感应等探头，实现多探头组合测井。
一、声波变密度下井仪测井仪的声系由两个压电晶体组成，一个发射，一个接收。
声源的工作频率为20KHz，重复频率15-20Hz。
测井时，声源发出的声脉冲在井内各个方向传播，当传播到两种介质的交界面时，会发生声波的反射和折射。
井下仪电路主要由4个单元电路组成，即逻辑单元、接收单元、低压电源及信号衰减单元、发射控制及换档脉冲检测单元。
逻辑信号首先进入半峰值再生电路，检测出的逻辑信号进入逻辑形成电路，产生发射、接收直流逻辑方波，并形成同步脉冲。
同步脉冲与发射逻辑共同进入逻辑控制电路，产生各种控制信号，触发脉冲送发射电路，经换能器转换成声波信号，经地层传播，被接收换能器转换成电信号而送入预放级，经隔离选择，控制晶体发射、接收，然后接收信号经增益控制、发射干扰抑制等处理，最后与发射标志脉冲经电缆传输到地面。
二、声波变密度测井能够解决的问题1、全波列分析全波列测井包含声波的速度、幅度、频率等信息，我们主要对前12-14个波的幅度及到达时间进行分析。
一般情况下，前3个波与套管波有关，反映套管与水泥环的胶结状况；第4-6条相线与水泥环中传播的声波信号有关，它反映水泥环与地层的胶结状况。
2、声波变密度测井检查固井质量（1）套管外无水泥。
这种情况下，套管波反射能力很强，地层波较弱或没有，变密度的相线差别不大，基本均匀分布，套管接箍明显，固井声幅为高幅值。
提高声波变密度测井精确性技术研究盛浩(辽河油田公司钻采工程处,辽宁 盘锦 124010)摘要：本文为提高声波变密度测井技术的精确性，在不影响声波测井正常工作的前提下，对声波测井所使用仪器的电子线路做出了全面的分析以及改造工作，在满足现场对于变密度测井具体需要的同时，大幅度提升了测井的精确性。
在完成设备的改造工作后，测井成功率提高7个百分点，取得了较好的效果。
关键词：声波；固井；测井；电路改进0 引言声波变密度测井技术既能够完成裸眼井的声波测井作业，又能够完成套管井的固井测井作业。
应用这一技术时，测量所获取的变密度曲线是评价固井施工效果最为重要的指标。
和之前较为常见的声幅测井仪相比较而言，声波变密度测井法既可以对套管和水泥之间第一界面胶结的效果进行检测，又可以对水泥与地层之间第二界面胶结的效果进行检测，所以现阶段普遍应用于国内主要油田的固井质量检测工作。
但是在现场固井测井的应用过程当中，所获得的测井资料存在较多的问题，具体包括：(1)在自由套管的内部，发现变密度后续波存在较强的杂波，对测井资料造成较大的干扰，导致曲线维持在较高幅度且下降情况不明显。
(2)如果固井作业的质量不高，则很可能造成所获得的曲线一二界面不匹配的情况发生，使该次测井所获得的资料被评价为不合格资料，导致重复测井问题的出现。
针对目前仪器在现场使用过程当中所出现的问题，在对仪器的电子线路进行了系统的分析之后，认为问题主要存在于仪器的高压电路以及增益控制电路当中。
1 高压电路改进方法1.1 存在的问题在所使用仪器的高压电路当中，先是由变压器将250伏的交流电压通过整流桥改变成200伏的直流电压，之后传递至发射电路，并产生大约3000伏的高压，并以此来触发设备当中的发声晶体产生连续的声波信号，并通过设备当中的接收晶体接收到这一信号，最终传输至地面。
但是仪器的高压电源未配置稳压以及滤波电路，而是将200伏的高压直接传递至发射变压器当中。
现场使用变密度测井法判断固井作业的质量时，主要依靠地面接收到的声波其强度以及幅度来完成评价。
声波变密度测井技术在煤层气资源普查中的应用摘要：煤层气资源普查项目中，当钻孔完钻并下套管后，需要把套管与井壁间的环形空间用水泥进行封固，以防止井眼垮塌及渗透层之间的相互串通。
由于固井的效果受井深、温度、井眼尺寸、添加剂、水泥类型等诸多因素的影响，对于某些井段即使使用最佳方案进行固井作业，也可能出现窜槽。
固井失败的主要后果是会导致渗透层之间流体的渗流，或导致钻孔报废。
因此，固井质量评价是工程测井中重要的手段之一。
固井质量评价的主要测井方法有“声波变密度测井”、“声幅测井”等。
本文主要就声波变密度测井技术的应用原理及该技术在昭通地区煤层气资源普查项目中的实际应用展开探讨，并做数据分析，为煤层气资源普查中固井质量检查提供实际依据及经验。
关键词：煤层气资源普查；声波变密度；固井质量1 引言煤层气资源作为我国现阶段极具潜力的新型可采资源，对未来国民经济的发展有着非常重大的意义。
因此，对区域煤层气资源进行普查是现阶段十分必要的手段。
在煤层气资源普查项目中，固井质量检查能够准确判断钻孔固井质量的等级，能为煤层气排采提供重要的技术依据[1]。
声波变密度测井技术是固井质量检查中的一项重要手段，它能检查水泥与套管之间的胶结情况；检查水泥与地层之间的胶结情况；能找出套管外的窜槽部位；能判断水泥的返高位置。
该技术已经在昭通煤层气资源普查项目发挥重要作用，为煤层气排采提供了可靠的技术辅助支持，已经成为煤层气普查项目中的一种重要的地球物理方法手段。
2 声波变密度测井的原理2.1 声波在介质中的传播声波由一种介质向另一种介质传播，在两种介质形成的界面上，将发生声波的反射和折射。
反射波的幅值取决于两种介质的声阻抗。
声阻抗（z）就是介质密度（ρ）和声波在该介质中的传播速度（v）的乘积（z=ρ·v）。
如图2-1左边所示，为声波在介质中传播示意图。
两种介质的声阻抗差越大，声能量就越不易从介质1传导到介质2中去。
通过界面在介质2中的传播的折射波的能量就越小。
小井眼C B L声波变密度测井操作手册1、仪器运输、放置及连接时不要磕碰，尤其声系的发声和接收晶体处不能来回摩擦，伽玛及磁定位不能挨着放在一起。
2、单芯电缆头和七芯鱼雷头每次上井前必须用硅脂枪将其注满硅脂，用兆欧表测单芯的绝缘性（保证绝缘无穷大），用万用表量单芯与第7芯的通断以及1-5芯与外壳的通断（需连通）。
将两个板簧扶正器调节合适，一个接在伽玛磁定位短节之前，另一个板簧扶正器联在声系下方。
3、确保仪器数控都连接好后，开启数控电源和仪器直流电源。
数控启动有“嘀”的声音提示，第一次1声、第二次3声、第三次3声。
仪器供电138V左右（带电缆），正常供电电流约65~70mA。
以后直接按“电压启动”按钮给井下仪供电或断开。
4、打开应用软件“SCLV5.3.3w623”进入主界面，将提示“连接到200.168.168.2”；然后连接断开，不要理会，过一会儿听见“嘀嘀”两声，接下来提示“连接到200.168.168.2”；用户选择：长庆声变；打印机控制：选择USB（822打印机）方式；深度预置：进行对深，设置深度。
5、选择服务表19“08CBL_MII声幅变密度”，该界面右下方会有“软件向采集单元下发命令的状态”，等结束后再进行其它软件操作。
6、一般情况下“信号设置”、“曲线设置”、高级“控制设置”都已完成，进入“时间仿真”检查伽玛、磁定位、CBL、VDL信号是否正常。
若信号异常则看数控0108板的指示灯是否正常，应该为：“运行1”、“运行2”交替闪烁，“信号”灯常亮，“同步”闪烁，“误码”灯熄灭，这是说明信号解码。
硬件系统SBM43声波变密度测井仪器在运输、放置时，注意保护三个透声罩（发声透声罩、3尺接收透声罩、5尺接收透声罩），不要被磕碰及来回磨擦。
多只仪器时，磁定位及伽玛不要放在一起。
1、单芯电缆头转接七芯鱼雷头的单芯电缆头制作要求：将七芯电缆的第7芯（中间芯）接到单芯上、第6芯备用，其余5芯联在一起与外壳接通。
声波变密度测井技术的应用研究作者：付冰来源：《中国新技术新产品》2012年第21期摘要：随着国内石油天然气勘探开发的进展，对煤层气生产井的固井质量评价精度要求越来越高。
声波测井技术经历了几十年的发展，已经成为地球物理测井学科的重要应用领域，声波变密度是声波测井的主要应用之一，用于测定地层的声波传播速度，源距较短，其资料用来计算地层孔隙度和确定气层，可测定岩层的弹性模量，其源距较长，用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等。
本文将对声波变密测井新技术的应用进行总结，对提高资料综合利用价值有着重要的意义。
关键词：声波；伽马曲线；变密度中图分类号：TU459+.3 文献标识码：A1声波测井简介声幅-变密度测井是由磁定位（CCL）、自然伽马仪（GR）和声幅-变密度仪（CBL-VDL）组成，能够实现一次下井，测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。
声波发射器发射声脉冲，经过泥浆折射入套管，产生套管波。
套管波沿最短路径传播，折射入井里泥浆（或井液）。
接收器接受声波波列中首波的幅度。
经过电子线路把它转换为相应的电压值予以记录。
超声成像测井仪实现井周直观、快速成像，可以直观地识别裂缝、溶孔溶洞，可检测套管腐蚀、变形，检测射孔、水力割缝质量。
该仪器已经在乌孜别克斯坦应用于实际测井，取得了优质的测井资料。
声波变密度测井也属于声波测井的一种，其原理是利用水泥和泥浆（或水）其声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰减影响来反映水泥与套管间、套管与地层的胶结质量。
在我国远探测声波反射波成像测井技术以辐射到井外地层中的声场能量作为入射波，探测从井旁裂缝或小构造反射回来的声场。
通过分析探测器接收到的全波列信号，技术人员犹如有了“顺风耳”可以了解井旁介质的构造信息，具有性能可靠、方便快捷、时效高的特点。
这项技术可以和5700测井系统直接挂接测井，最大的特点是源距可变，径向探测深度为3米至10米，是其它测井方法无法比拟的。
声波变密度测井技术及其应用
目前，胜利油田固井质量检查的主要方法是声波幅度测井和声波变密度测井。
声波变密度测井是由声幅测井发展而来的。
其原理是利用水泥和泥浆（或水）声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰减影响，来反映水泥与套管间、套管与地层的胶结质量。
井下仪器主要包括声系和电子线路两部分。
声系的功能是为了进行声波测井，包括发射探头和接收探头。
仪器的源距有两种，3ft和5ft。
3ft的用于声幅测量，5ft的用于变密度测量。
电子线路可以挂接连续测斜仪、高分辨率声波、双侧向和双感应等探头，实现多探头组合测井。
一、声波变密度下井仪
测井仪的声系由两个压电晶体组成，一个发射，一个接收。
声源的工作频率为20kHz，重复频率15～20Hz。
测井时，声源发出的声脉冲在井内各个方向传播，当传播到两种介质的交界面时，会发生声波的反射和折射。
井下仪电路主要由4个单元电路组成，即逻辑单元、接收单元、低压电源及信号衰减单元、发射控制及换档脉冲检测单元。
逻辑信号首先进入半峰值再生电路，检测出的逻辑信号进入逻辑形成电路，产生发射、接收直流逻辑方波，并形成同步脉冲。
同步脉冲与发射逻辑共同进入逻辑控制电路，产生各种控制信号，触发脉冲送发射电路，经换能器转换成声波信号，经地层传播，被接收换能器转换成电信号而送入预放级，经隔离选择，控制晶体发射、接收，然后接收信号经增益控制、发射干扰抑制等处理，最后与发射标志脉冲经电缆传输到地面。
二、声波变密度测井能够解决的问题
1．全波列分析
全波列测井包含声波的速度、幅度、频率等信息。
我们主要对前12～14个波的幅度及到达时间进行分析。
一般情况下，前3个波与套管波有关，反映套管
与水泥环的胶结状况；第4～6条相线与水泥环中传播的声波信号有关，它反映水泥环与地层的胶结状况。
2.声波变密度测井检查固井质量
（1）套管外无水泥。
这种情况下，套管波反射能力很强，地层波较弱或没有，变密度的相线差别不大，基本均匀分布，套管接箍明显，固井声幅为高幅值。
（2）水泥与套管和地层胶结良好。
这种情况下，由于套管和固结水泥的差别较小，声波大量进入地层，因而套管波很弱，地层波很强，固井声幅为低幅值。
（3）水泥仅与套管胶结良好，与地层胶结差。
这种情况声波不在套管界面反射而是进入水泥环。
水泥环对声波能量衰减很大，传给地层的声波能量很小，所以套管波和地层波都很弱，但固井声幅显示低幅值。
（4）水泥与套管胶结一般。
这种情况下套管把大部分声波能量反射回来，只有小部分声波能量进入地层，套管波和地层波都有一定的幅度。
3.声波变密度测井的优点
（1）能够对即套管与水泥和水泥与地层两个界面进行胶结状况的评价。
（2）施工效率提高。
采用组合测井方式，缩短了作业时间，降低了劳动强度，缩短了完井周期。
（3）在一定程度上提高了固井质量。
能够对两个界面进行评价，这对固井工作的要求和固井工艺的改进是一种促进作用。
（4）可以帮助决策人员选择好的射孔层位，防止水窜。
如果射孔后试油出水，一定程度上能够帮助正确认识储层性质；在低渗透井帮助确定是否采取压裂措施、确定压裂井段等参数；水泥返到地面时，声幅测井解释难度较大，可以采用声波变密度测井。
三、影响固井质量测井的因素
固井是钻完井的一道重要工序，固井质量的优劣，对测井质量会产生直接影响。
因而深入分析影响固井质量测井的因素，是十分必要的。
1.微环的影响
水泥胶结时有体积膨胀到收缩的过程，从而形成有水的微小空间，称微环空间。
由于套管波的传播方向与界面平行，微环空间使声耦合变差，降低了固井测井的灵敏度。
2.仪器偏心的影响
仪器偏心有两方面的影响，一是反射波到达换能器的时间发生变化；二是换能器离套管壁过近，换能器和套管之间形成多次反射，与测量波形成叠加，影响测量结果。
3.快地层或双套管的影响
快地层或双套管中，水泥环外边界光滑且边界两侧介质存在明显声阻抗差异时，在边界上会出现较强的反射回波，影响测量结果。
四、技术完善与配套
（1）加强仪器维修管理，确保仪器工作在良好性能状态。
（2）配套了胜利测井公司研制的φ89mm 的SL1418单芯声波变密度测井仪。
（3）配备了专用于侧钻井、小井眼井的φ43mm单芯声波变密度测井仪。
（4）地面系统不断更新，现在使用的全部为SL3000型数控测井系统。
通过以上技术完善和配套，达到了仪器的配套系列化，具备了完成多种类型井的服务能力。
自从声波变密度测井在胜利油田推广应用以来，已先后在多个采油厂成功应用。
由于自身所具备的优势，为用户在制定试油、开发方案时提供了科学可靠的资料依据，并且在实践中取得了良好效果。
目前在胜利油田，声波变密度测井已经广泛应用于生产井、侧钻井、水平井和探井固井测井中。
五、结语
声波变密度测井不仅能够对套管与水泥的胶结进行评价，而且能够对水泥与地层的胶结进行评价，从而克服了普通声幅测井的片面性,提高了解释的可靠性。
能够在进行试油时，防止因窜槽、气侵等原因造成的固井质量问题而导致的施工
失败。
该技术的推广应用还能够提高施工效率，降低劳动强度，同时具有明显的经济效益和社会效益。
