利用感光照像或普通電視沒備研究鉆孔時(shí),需要用清水或氣體替換鉆井泥漿。利用聲波測(cè)井換能器測(cè)井,則可以在任何不含氣的均勻液體,如水、泥漿、原油中進(jìn)行測(cè)量。由換能器每秒發(fā)出2000次高頻聲(約2MHz)脈沖。換能器以恒速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)到磁北方向的瞬間,地磁儀產(chǎn)生一指北信號(hào),以控制示波器的水平掃描。
由于儀器一方面轉(zhuǎn)動(dòng),一方面又提升,便把大部分井壁螺旋式地都探測(cè)到。聲脈沖在井壁上產(chǎn)生的反射聲波又回到儀器,被換能器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)送到地面。反射脈沖的強(qiáng)弱,與井壁的物理性質(zhì)有關(guān)。在地面,由指北脈沖、反射信號(hào)和深度信號(hào)組成完整的連續(xù)聲波電視測(cè)井圖,猶如鉆孔沿磁北方向垂直劈開而展開的一個(gè)平面。
聲波電視測(cè)井可以詳細(xì)研究巖層裂縫的性質(zhì)和大小、巖性變化,以及檢查套管破裂和確定鉆孔平均井徑等。確定裂隙方位對(duì)于研究局部構(gòu)造和區(qū)域構(gòu)造也有重要意義。在記錄反射波幅度的同時(shí),往往還記錄一幅反射波旅行時(shí)的圖像。
超聲波測(cè)井是一種重要的測(cè)井方法。在油田勘探和開發(fā)、工程物探等許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。以往人們用幾何聲學(xué)的概念分析聲波測(cè)井,而實(shí)際聲波測(cè)井所采用的聲波頻率比較低,波長(zhǎng)與井徑接近,幾何聲學(xué)的條件不滿足,人們便開始用波動(dòng)聲學(xué)的方法研究聲波測(cè)井。
本文用實(shí)軸積分法研究了柱狀多層模型中聲波的傳播規(guī)律。分別計(jì)算了井外有兩層、三層介質(zhì)時(shí)井內(nèi)聲波傳播的二維譜,繪制了時(shí)差隨頻率的變化曲線。改變地層界面位置,時(shí)差隨頻率的變化曲線發(fā)生改變,不論兩層還是三層模型,這些變化均比較明顯。
根據(jù)這些曲線的變化,簡(jiǎn)單分析了聲波測(cè)井的探測(cè)深度。建立地層時(shí)差的變化模型,采用井外有七個(gè)地層,地層參數(shù)漸變—突變—漸變的方式,模擬實(shí)際地層,繪制了當(dāng)突變地層的位置不斷變化時(shí)的二維譜圖及時(shí)差隨頻率變化曲線。據(jù)此分析了模式波隨突變地層位置的變化關(guān)系。