交叉偶极声波测量原理

1、交叉偶极声波测量原理常见的交叉偶极阵列声波测井仪器（如XMACII）,由两个单极子发射器（近 单极、远单极）、两个正交排列的偶极子发射器和八个阵列接收器组成，不仅可 采集全波单极子波列、偶极子波列（Inline模式），还可采集到交叉偶极子波列（Crossline 模式）。单极子全波列采集:单极子点声源以轴对称方式沿径向震动，向仪器周围激发纵 波、横波、斯通利波信号（横波无法在泥浆中传播），波形沿径向扩大，能量以 流体纵波慢度方式到达井壁，并使井壁周围产生轻微膨胀，同时在地层中激发纵、 横波，一部分能量以反射波形式返回泥浆，一部分则折射进入地层，当入射角到 达第一临界角时，折射波以滑行纵波的形式

2、沿泥浆和地层的界面并靠近地层的一 侧传播（图1），这时井壁上每一点上的纵波都是一个新声源，从而将纵波传回incident wave ! reflected waveIslide wave I井筒被仪器接收（即PPP波）;滑行波产生的条件：/ V2V1;/声波以临界角入射。图1滑行波的产生另一方面，对于地层中所激发的横波而言，在快速地层中，当入射角到达第 二临界角时，产生滑行横波沿地层界面传播，并发生临界折射，横波首波转为纵 波穿过井筒流体作为滞后到达的纵波被仪器接收（即PSP波）；而对于慢速地层 （地层横波速度小于井筒泥浆纵波速度），无法达到第二临界角，故仪器接收不 到横波信号。（图2）斯通利

3、波作为界面波，沿井壁界面以及仪器轴与井眼流体的界面传播，直接 穿过井眼流体到达接收器，其传播速度低于井内流体速度，具有频散性和衰减性。忏璃时间慢地层快地层图2单极子在快、慢地层中的传播偶极子全波列采集:偶极子声源通过压电陶瓷在井眼一边引起泥浆压力增加，另 一边造成压力减小，从而在井筒中产生挠曲波（挠曲波传播速度因频率改变而改 变，在低频情况下，挠曲波以接近地层横波速度传播），横波挠曲波的传播方向 与井眼共轴，而位移与井眼垂直（图3），偶极横波测井实际是通过测量挠曲波 来计算地层横波速度。Prnpijnti nn帝卵器Fl&xura!Dts.pl a cam erti旧田b 口 况eiEdtro

4、magrieiiotransmitter图3偶极声源激发挠曲波偶极子声源在井下工作时，在地层中直接激发纵波与横波，而伴生的横波/ 挠曲波沿着井眼向上传播，这种波在井液中产生一种“偶极型”压力扰动，并且 由定向偶极接收器接收（由于探测挠曲波的接收器仅仅对于不同的压力差敏感， 而对轴对称的应力场不敏感，故纵波和斯通利波首波被压制）。偶极子源在软地 层井孔中激发起以挠曲波（准横波、偶极子波）为主的波列，其横震动关于井轴 不对称，在全波列中，首波为幅度较小的纵波，依次是横波和挠曲波。（图4）图4软地层中记录的典型偶极声波波列交叉偶极子波列采集:与正交排列的两个偶极发射器X、Y相对应的两组接收阵 列分别为X接收阵列和Y接收阵列，当由X发射器发出的声波信号由X接收器接 收、Y发射器发射的声波信号由Y接收器接收时，为线性信号，当从X发出的声 波由Y接收、Y发射的声波由X接收时，所产生的为交叉信号。当地层存在各向 异性时（存在裂缝、应力差等），横波将会发生分裂，出现明显