JJF 2190-2025 声波测井仪校准规范标准立项发展报告

声波测井仪校准规范（JJF2190-2025）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CalibrationSpecificationforAcousticLoggingTools(JJF2190-2025)摘要关键词：声波测井仪；校准规范；计量技术规范；量值溯源；阵列声波；计量性能；标准化Keywords:AcousticLoggingTools;CalibrationSpecification;MetrologicalTechnicalSpecification;Traceability;ArrayAcoustic;MetrologicalPerformance;Standardization一、引言1.1立项背景声波测井作为地球物理测井三大基本方法之一，通过测量地层中声波传播速度（纵波速度、横波速度）和声波幅度等参数，为地层岩性识别、孔隙度计算、含气性检测、岩石力学参数估算以及压裂改造效果评价等提供基础数据。近年来，随着我国深层超深层油气勘探开发的深入推进，以及页岩油气、煤层气等非常规天然气资源的大规模开发，声波测井技术从常规的纵波时差测量发展为偶极横波、四极子声波、阵列声波等多元化测量模式，仪器结构日趋复杂，测量精度和分辨率要求不断提升。据统计，目前国内在用各类声波测井仪超过3000套，年测井工作量达数万井次。然而，我国在该领域长期以来缺乏统一的校准技术规范，各仪器制造厂家、测井服务公司及计量检测机构大多参照企业标准或行业惯例开展计量性能核查，导致不同来源的声波测井数据之间存在明显差异，影响了对地下地质情况的准确判断。因此，制定全国统一的声波测井仪校准规范成为行业发展的迫切需求。1.2标准基本信息本标准编号为JJF2190-2025，属于国家计量技术规范（计量检定规程/校准规范系列），由全国计量技术管理机构归口管理。标准于2025年2月8日发布，2025年8月8日起正式实施，自实施之日起替代各企业及行业内部相关校准方法文件，成为全国声波测井仪计量校准的统一技术依据。标准分类号为“声学和声学测量”类目，采用中文编写，面向国内各计量技术机构、测井仪器制造企业、测井服务公司及相关科研院所。二、标准编制原则与依据2.1编制原则本规范的编制遵循以下基本原则：（1）科学性：校准项目和计量性能指标的确定以声波测井的物理原理、仪器的信号处理机制以及实际测井数据的地质应用需求为基础，确保校准方法的理论依据充分可靠。规范编制过程中充分参考了国际电工委员会（IEC）相关标准、美国石油学会（API）推荐规程以及国际计量局（BIPM）关于声学量值溯源的技术文件。（2）适用性：充分考虑声波测井仪器的多样性，将校准对象合理分类，既覆盖传统的单发单收和双发双收声波测井仪，又兼顾近年来广泛应用的阵列声波测井仪和偶极横波测井仪，满足不同层次用户的校准需求。（3）先进性：积极跟踪国内外声波测井技术的最新发展，将数字信号处理、自动校准技术等先进理念融入规范体系，校准方法力求操作便捷、数据处理科学。同时力求与国际标准接轨，为中国测井仪器装备“走出去”提供计量技术支撑。（4）可操作性：在保证校准结果可靠性的前提下，尽量简化校准流程，降低对校准设备和环境条件的要求，增强规范的实际执行力和适用范围。2.2编制依据本规范的编制主要依据以下文件：-《中华人民共和国计量法》及其实施细则-JJF1001《通用计量术语及定义》-JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》-JJF1071《国家计量校准规范编写规则》-GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》-相关行业标准和企业技术条件三、标准主要技术内容3.1适用范围界定本规范明确规定了声波测井仪的校准范围，适用于工作频率为1kHz～40kHz范围内的单发单收声波测井仪、双发双收声波测井仪以及阵列声波测井仪的首次校准、后续校准和使用中检查。标准同时规定了不适用于随钻声波测井仪和声波成像测井仪——此类仪器可根据实际需要参照本规范的相关条款执行。3.2校准项目和计量性能要求规范设定了以下主要校准项目及技术要求：（1）声波时差测量误差：在标准声速模拟装置上，声波时差测量误差不超过±2%（或满足仪器标称技术指标）。此指标直接关系到地层孔隙度计算和岩性识别的准确性。（2）声波幅度测量误差：幅度测量线性误差不超过±5%，确保声波幅度信息在裂缝识别和固井质量评价中的有效应用。（3）声波频率响应特性：在标称工作频率范围内，频率响应偏差不大于±3dB，保证不同频率成分的声波信号在传播和接收过程中保持相对稳定。（4）接收信号信噪比：仪器在标准水槽中测量时，接收信号信噪比不低于20dB，保障有效信号的提取精度。（5）计时系统精度：声波到时采样计时误差不大于±0.1μs，这是影响声波速度计算精度的关键指标之一。（6）温度漂移特性：在仪器标称工作温度范围内，声波时差测量值随温度的漂移量不超过标称技术指标，确保深井高温环境下测量数据的可靠性。3.3校准条件-环境条件：校准实验室温度控制在（20±5）℃范围内，相对湿度不大于85%RH。若在校准过程中发现环境条件对结果有显著影响，应进行必要的修正或在校准证书中予以注明。-校准介质：采用去气蒸馏水或标准声速模拟块作为声波传播介质，水的声速按国家声学计量基准溯源。-标准设备：包括标准声速测量装置（声速扩展不确定度不大于0.1%）、标准衰减器、标准频率计、标准示波器、水听器及其校准装置等，所有配套计量器具均应溯源至国家计量基准或社会公用计量标准。3.4校准方法校准方法依据仪器类型分类规定：-单发单收/双发双收声波测井仪：采用标准声速模拟块法或水槽比较法，在不同源距条件下对声波时差和幅度进行逐点校测。-阵列声波测井仪：采用标准水槽中多点源距同时激发和接收的校准模式，考查各接收阵列之间的一致性。各接收通道之间的时差测量偏差应不大于相应技术指标的要求。-温度特性校准：在可控温加热装置中，从常温逐步升温至仪器最高标称工作温度，分若干温度点重复声波时差和幅度测量，评价仪器的温度稳定性。3.5校准结果表达规范规定校准完成后应出具校准证书，证书内容包括：仪器基本信息、校准日期和环境条件、校准所用标准设备及溯源信息、各校准项目的测量结果及其测量不确定度、校准结果符合性判定（如适用）以及建议的复校时间间隔。测量不确定度按JJF1059.1的要求进行评定，主要不确定度来源包括标准装置引入的分量、重复性引入的分量、分辨力引入的分量以及环境条件引入的分量等。3.6复校时间间隔规范建议声波测井仪的复校时间间隔为1年。在以下情况下应适当缩短复校间隔：仪器经过重大维修或受剧烈冲击振动后；在恶劣环境条件下长期使用；使用频繁且对测量数据质量要求较高时。四、主要起草单位及介绍本规范由中国石油集团测井有限公司作为主要起草单位之一联合多家计量技术机构共同制定。在声波测井技术领域，该公司拥有长期深厚的技术积累，自主研制了多代声波测井仪器，包括双发双收声波测井仪、阵列声波测井仪、偶极横波远探测声波测井仪等系列产品，技术性能达到国际先进水平。公司建有国家认可的测井仪器计量检测实验室，配备了高精度声速标准装置、标准水槽、温控校准系统等先进计量设施，长期承担中国石油集团内部测井仪器的计量检定和校准任务。在本次标准制定过程中，该公司充分发挥了其在声波测井仪器研发、制造和应用方面的丰富经验，主要负责起草声波测井仪的技术要求、校准和测试方法等核心技术条款，并提供了多种型号仪器的试验验证数据。同时，该公司联合多家单位推动标准与产业深度融合，对推动我国测井行业计量标准的统一和提升具有重要作用。此外，参与本规范编制的其他单位还包括中国计量科学研究院（国家声学计量基准保持单位）、中国石油集团工程技术研究院有限公司、中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院、中国地质大学（北京）等高等院校和相关油田服务企业，形成了“计量技术机构+龙头企业+高校院所”的协作编制模式，有力保障了标准的科学权威性和行业适用性。五、标准实施意义与预期效益5.1统一量值溯源体系，提升数据质量本规范的发布实施填补了我国声波测井仪国家计量技术规范层面的空白，为全国声波测井仪的量值统一提供了技术依据。各测井服务公司、仪器制造企业、计量检测机构在实施校准工作时有了统一的技术准则，可有效消除因校准方法不一致而导致的系统差异，促进测井数据的互认和对比。5.2保障油气资源勘探开发随着深部油气勘探和非常规油气开发不断深入，井况条件日趋复杂，对声波测井仪器的性能提出了更高要求。规范通过严格的校准项目和合理的性能指标，有助于及早发现仪器性能退化或故障隐患，确保在复杂工况下获取的声波测井数据真实可靠，为资源储量的精确评价和开发方案的优化设计提供坚实的数据基础。5.3促进国产仪器产业发展规范中校准项目和指标的确定不是简单照搬国外标准，而是充分考虑了我国声波测井仪器的技术特点和实际应用需求，对国产仪器的技术提升具有明确的导向作用。通过计量性能的强制性校准与评价，可促进制造企业优化产品设计、完善质量管理，加快国产高端声波测井装备的技术成熟和市场推广。5.4支撑国际竞争与合作本规范的制定过程中积极参考了国际相关标准和技术文件，校准方法和技术指标与国际通行做法保持协调。这不仅便于国外技术交流与合作，也为国产仪器“走出去”提供了计量技术规则支撑，有助于增强中国测井技术在国际市场的影响力和话语权。六、结论与展望JJF2190-2025《声波测井仪校准规范》的发布实施是我国声波测井计量标准化建设的重要里程碑。该规范科学界定了声波测井仪的校准范围、校准项目、计量性能要求和校准方法，构建了覆盖单发单收、双发双收及阵列声波测井仪的完整校准技术体系，具有良好的科学性、先进性和可操作性。规范的落实将显著提升我国声波测井仪器计量保障能力和数据质量水平。参考文献[1]全国法制计量管理计量技术委员会.JJF1001-2011通用计量术语及定义[S].北京:中国质检出版社,2011.[2]全国计量器具管理标准化技术委员会.JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示[S].北京:中国质检出版社,2012.[3]国家质量监督检验检疫总局.JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则[S].北京:中国质检出版社,2010.[4]中国石油天然气集团公司.声波测井仪器技术条件与检验方法（企业内部标准）.[5]中国石油集团测井有限公司.声波测井仪器计量检测技术研究报告,2023.[6]中国石油勘探与生产分公司.测井工程质量监督