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超声波全波列波型有哪些

发表时间:2014-09-10 15:26:00     来源:天功测控     浏览量:

        经常看到工程朋友谈论波型,什么首波啊、补偿波、滤波,那么超声波全波型都有哪些呢?下面天功测控小编为您解答疑惑。

        下面天功测控小编先简单介绍超声波成像测井的基本原理。

        超声波成像测井原理

       超声脉冲反射法测量时,发射换能器为自发自收探头,首先对发射探头激励一个超声波脉冲信号。声波脉冲信号在流体中传播然后人射到套管内。其中大部分声波能量反射回来被换能器接收。剩余的声波能量进人套管,声波信号在套管与水泥环和套管与地层表面之间进行多次的反射。在每个表面,都会有一些能量被反射,一些能量透射出去,能量的大小是由两种材料声阻抗的差异决定的。由于套管的声阻抗和流体的声阻抗为常数,所以套管内的信号是以一定的速率衰减,信号的大小依赖于套管外面材料的声阻抗。套管外面材料的声阻抗越大,套管内的共振波幅度越小;反之,套管外面材料的声阻抗越小,套管内的共振波幅度越大。利用套管共振波幅度的强弱可以评价套管外面材料的声阻抗大小,进而对套管外水泥胶结质量进行评价。同时,利用套管共振波及声波在套管中的纵波传播速度可以评价套管厚度。

        超声波测井全波列波型有滑行纵波、滑行横波、伪瑞利波、斯通利波,下面天功测控小编一一介绍这4种波型及特性。

        滑行纵波特性:

        1)滑行纵波是一种体波( 0),沿井壁附近滑行传播,速度为Vp,轻微频散( 在测井频率段可忽略),是PPP波。

        2)一种非均匀波,在地层中。离井壁距离增加按负指数规律衰减,能量集中在3λp ( 即Vp/f)范围内,在Z=λp内集中了滑行波能量63 %,因此探测范围在一个λp左右。

        3 )在井中传播方式:滑行波在传播过程中不断向井中辐射能量,在井壁上传播其波阵面是圆锥面;若源距选择适当,滑行纵波在全波中为首波,幅度小,传播速度快。

        4)对于井内接收点,滑行波的振幅随源离L增加是衰减的直达波A∝1/Z滑行纵波A∝1/Z (lnZ)2。对于Z>e=2.72m,滑行波衰减快,对于Z
        5)存在共振频率,

存在共振频率


        a为井径;βi;为贝塞尔函数J1(Bi)的零点,为3.83、 7.01....;对于一 般砂岩频率为10、20kHz。

a为井径;βi;为贝塞尔函数J1(Bi)的零点,为3.83、 7.01....;对于一 般砂岩频率为10、20kHz



        滑行横波特性:

        1)滑行横波是一种体波(θs),沿井壁附近滑行传播,速度为Vs,轻微频散( 在测井频率段可忽略),是 PSP波。

        2)一种非均匀波,在地层中。离井壁距离增加按负指数规律衰减,能量t集中在3As (即Vs/f)范围内,在Z=λs内集中了滑行波能量63 %,因此探测范围在一个λs左右。

        3)在井中传播方式:滑行波在传播过程中不断向井中辐射能量,在井壁上传播其波阵面是圆锥面;若源距选择适当,滑行横波在全波中为次首波,幅度较纵波幅度大。

        原因:①横波波长较纵波短,因此靠近井壁附近滑行横波幅度较滑行纵波幅度有更多能量。②横波反射系数远小于纵波,即有更多能量进入地层,在相同的情况下有更多的能量转换为滑行横波。

        4)对于井内接收点,滑行波的振幅随源离L增加是衰减的。直达波A∝1/Z滑行横波A∝1/72。不像纵波滑行横波始终比泥浆直达波衰减快。

       5)存在共振频率,存在共振频率

       6)a为井径; αi为贝墨尔函数J0i)的零点,为2.4、 5.52...;对于一 般砂岩频率为8、18kHz,当Vsf时,井中接收不到滑行横波。

a为井径; αi为贝墨尔函数J0(αi)的零点,为2.4、 5.52...;对于一 般砂岩频率为8、18kHz,当Vs<Vf时,井中接收不到滑行横波。

       伪瑞利波:

       1)它是全反射波(波数在k1~ks=w/V )即J射线入射角在(θs, π/2) 之间;由于存在多声射线,瑞利波有许多模式波。

       2)它是一种界面波,在径向方向r,井内按J0(x1a)振荡衰减( X1为井中径向上波数)在地层中近似指数规律衰减;在乙轴上不衰减;

       3)相速度,声波测井发射信号是声脉冲,成不同频率、不同振幅的各种 连续波组成其速度随频率变化称频散。①频散性严重;②存在截止频率只有声源频率高于截止率时才激发此波;③随着频率的增加速度下降快,最后趋近泥浆速度。

瑞利波有许多模式波

 不同模式波型

       导波特性

       导波特性



       4)群速度

群速度



        存在极小值。低于泥浆波速度。此处为爱雷相,能量也为最大,称高频伪瑞利波;速度在Vs~V之间为低频伪瑞利波,截止频率处能量t幅度接近为零,并且速度为横波速度,说明横波与伪瑞利波是分离的。

        5)低频时与横波密切,高频时与流体波密切,纵波对它影响可以忽略。

低频时与横波密切,高频时与流体波密切,纵波对它影响可以忽略

低频时与横波密切,高频时与流体波密切,纵波对它影响可以忽略1

        斯通利波

        1)它是一种界面波在井内、地层中传播成指数衰减,受流体波影响大, 受横波影响小,纵波影响可忽略。

        2)具有频散性质,无截止频率,说明在整个频段都能激发此波:在高速地层( Vs>V0)低频段V≈0.9 V0,高频段V~0.96V0;在低速地层(Vs 0),频散严重,速度小于横波速度,约为0.6 V0

        3)能量主要集中在低频处,在小于5kHz范围内这种波的低频波也称为管波

管波


  导波特性
        导波特性
声波全波列测井
        声波全波列测井