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一种井间 声波 测井系统

阅读：64发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种井间声波测井系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于矿场地球物理技术领域，尤其是涉及一种井间声波测井系统，该测井系统可完成对相邻裸眼井的井间声波测量工作，实现对相邻两井或多井间的地层声特性的测量和描述，并进而为反映井间储层物理特性、确定非均质性和储层的连通与走向提供帮助。一种井间声波测井系统，包括有井间声波发射装置、井间声波接收装置以及井间同步装置；井间声波发射装置由地面发射站以及串联井下发射仪器组构成；串联井下发射仪器组包括发射通讯线路、发射线路以及发射声系；井间声波接收装置由地面接收站以及串联井下接收仪器组构成；串联井下接收仪器组包括接收通讯线路、接收线路以及接收声系；井间同步装置包括有地面同步模块以及井下同步模块。，下面是一种井间声波测井系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种井间声波测井系统，其特征在于，包括有：
井间声波发射装置、井间声波接收装置以及井间同步装置；
所述井间声波发射装置由地面发射站以及串联井下发射仪器组构成；地面发射站包括有第一绞车动力系统、地面发射采集主机、第一无线通讯模块、第一传输电缆；串联井下发射仪器组包括有顺次接连的发射通讯线路、发射线路以及发射声系；串联井下发射仪器组发射通讯线路通过第一传输电缆与地面发射采集主机相连接；
所述井间声波接收装置由地面接收站以及串联井下接收仪器组构成；地面接收站包括有第二绞车动力系统、地面接收采集主机、第二无线通讯模块、第二传输电缆；串联井下接收仪器组包括有顺次接连的接收通讯线路、接收线路以及接收声系；串联井下接收仪器组接收通讯线路通过第二传输电缆与地面接收采集主机相连接；
所述井间同步装置包括有地面同步模块以及井下同步模块，地面同步模块接收来自导航卫星的时钟信号，经分频、校正、放大、驱动处理后传送至井下同步模块，由井下同步模块恢复、校正后生成井下基准同步时钟信号。
2.根据权利要求1所述的一种井间声波测井系统，其特征在于，串联井下发射仪器组中的发射线路由井下发射线路通讯接口、发射控制单元以及驱动线路构成；串联井下接收仪器组中的接收线路由井下接收线路通讯接口以及接收采集线路构成。
3.根据权利要求1所述的一种井间声波测井系统，其特征在于，串联井下发射仪器组中的发射声系由多个发射换能器构成，发射换能器的发射频率范围为10Hz-10kHz。
4.根据权利要求3所述的一种井间声波测井系统，其特征在于，所述发射换能器为偶极发射换能器、单极发射换能器、四极发射换能器中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种井间声波测井系统，其特征在于，串联井下接收仪器组中的接收声系由推靠器、三分量接收换能器以及加速度计构成，接收声系的接收频率范围为
0-30kHz。
6.根据权利要求5所述的一种井间声波测井系统，其特征在于，推靠器上设置有4-8个延伸臂，三分量接收换能器安装在推靠器的延伸臂上。
7.根据权利要求1所述的一种井间声波测井系统，其特征在于，发射线路、接收线路的供电电源均为直流输出电源。

说明书全文

一种井间声波 测井系统

技术领域

[0001] 本发明属于矿场地球物理技术领域，尤其是涉及一种井间声波测井系统。

背景技术

[0002] 作为石油勘探、油气开采领域中必不可缺的一项应用技术，声波测井利用声波在岩石层中传播时差估算钻井剖面的状况，例如估算岩石孔隙度、气层以及岩性等特征，因此其是测井物探的最常用的方法之一。而现有的单井声波测井仪器通常设置于一口井中，其在使用过程中反射波、直达波等信号往往会混合在一起，导致很难有限的提取得到反射波，并且因其探测范围的限制，一般测量范围只能达到几十米的区域。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种井间声波测井系统，该测井系统可完成对相邻裸眼井的井间声波测量工作，实现对相邻两井或多井间的地层声特性的测量和描述，并进而为反映井间储层物理特性、确定非均质性和储层的连通与走向提供帮助。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种井间声波测井系统，包括有：
井间声波发射装置、井间声波接收装置以及井间同步装置；
所述井间声波发射装置由地面发射站以及串联井下发射仪器组构成；地面发射站包括有第一绞车动力系统、地面发射采集主机、第一无线通讯模块、第一传输电缆；串联井下发射仪器组包括有顺次接连的发射通讯线路、发射线路以及发射声系；串联井下发射仪器组发射通讯线路通过第一传输电缆与地面发射采集主机相连接；
所述井间声波接收装置由地面接收站以及串联井下接收仪器组构成；地面接收站包括有第二绞车动力系统、地面接收采集主机、第二无线通讯模块、第二传输电缆；串联井下接收仪器组包括有顺次接连的接收通讯线路、接收线路以及接收声系；串联井下接收仪器组接收通讯线路通过第二传输电缆与地面接收采集主机相连接；
所述井间同步装置包括有地面同步模块以及井下同步模块，地面同步模块接收来自导航卫星的时钟信号，经分频、校正、放大、驱动处理后传送至井下同步模块，由井下同步模块恢复、校正后生成井下基准同步时钟信号。

[0005] 较为优选的，串联井下发射仪器组中的发射线路由井下发射线路通讯接口、发射控制单元以及驱动线路构成；串联井下接收仪器组中的接收线路由井下接收线路通讯接口以及接收采集线路构成。

[0006] 优选的，串联井下发射仪器组中的发射声系由多个发射换能器构成，发射换能器的发射频率范围为10Hz-10kHz。

[0007] 进一步优选的，所述发射换能器为偶极发射换能器、单极发射换能器、四极发射换能器中的任意一种。

[0008] 优选的，串联井下接收仪器组中的接收声系由推靠器、三分量接收换能器以及加速度计构成，接收声系的接收频率范围为0-30kHz。

[0009] 进一步优选的，推靠器上设置有4-8个延伸臂，三分量接收换能器安装在推靠器的延伸臂上。

[0010] 可选择的，发射线路、接收线路的供电电源均为直流输出电源。

[0011] 本发明提供了一种井间声波测井系统，该井间声波测井系统包括有井间声波发射装置、井间声波接收装置以及井间同步装置；进一步井间声波发射装置由地面发射站以及串联井下发射仪器组构成，井间声波接收装置由地面接收站以及串联井下接收仪器组构成，井间同步装置包括有地面同步模块以及井下同步模块。具有上述结构的井间声波测井系统可完成裸眼井间距不小于1500米、金属套管井间距不小于500米的井间声波测量工作，井下仪器耐温可达175摄氏度，耐压可达140Mpa。通过对相邻两井或多井间的地层声特性的测量和描述，可实现反映井间储层物理特性、确定非均质性和储层的连通与走向等功能。附图说明

[0012] 图1为本发明提供的一种井间声波测井系统的结构示意图。

具体实施方式

[0013] 本发明提供了一种井间声波测井系统，该测井系统可完成对相邻裸眼井的井间声波测量工作，实现对相邻两井或多井间的地层声特性的测量和描述，并进而为反映井间储层物理特性、确定非均质性和储层的连通与走向提供帮助。

[0014] 本发明提供了一种井间声波测井系统，如图1所示，该井间声波测井系统包括有井间声波发射装置1、井间声波接收装置2以及井间同步装置3。其中，井间声波发射装置1由地面发射站11以及串联井下发射仪器组12构成。地面发射站11又进一步包括有第一绞车动力系统、地面发射采集主机、第一无线通讯模块、第一传输电缆；而串联井下发射仪器组12包括有顺次接连的发射通讯线路121、发射线路122以及发射声系123，串联井下发射仪器组发射通讯线路通过第一传输电缆与地面发射采集主机相连接。具体的，串联井下发射仪器组设置于相邻裸眼井中的其中一井中，负责根据地面发射站的发射指令发射测井声波信号。作为本发明的一种较为优选的实施方式，串联井下发射仪器组中的发射线路优选由井下发射线路通讯接口、发射控制单元以及驱动线路构成；而串联井下发射仪器组中的发射声系由多个发射换能器构成，发射换能器的发射频率范围为10Hz-10kHz。其工作过程可描述为：
发射线路接受地面发射站控制，产生声波发射逻辑信号，该声波发射逻辑信号经放大驱动后送至发射声系。值得注意的是，该发射换能器选择使用为偶极发射换能器、单极发射换能器、四极发射换能器中的任意一种，从而可对应发出偶极、单极或四极声波信号。

[0015] 而井间声波接收装置2由地面接收站21以及串联井下接收仪器组22构成。其中，地面接收站21又进一步包括有第二绞车动力系统、地面接收采集主机、第二无线通讯模块、第二传输电缆；串联井下接收仪器组22包括有顺次接连的接收通讯线路221、接收线路222以及接收声系223；串联井下接收仪器组接收通讯线路通过第二传输电缆与地面接收采集主机相连接。具体的，串联井下接收仪器组设置于相邻两裸眼井中的其它一井中，负责根据地面接收站的接收指令接收测井声波信号。作为本发明的一种较为优选的实施方式，串联井下接收仪器组中的接收线路由井下接收线路通讯接口以及接收采集线路构成；而串联井下接收仪器组中的接收声系由推靠器、三分量接收换能器以及加速度计构成，接收声系的接收频率范围为0-30kHz。其工作过程可描述为：接收线路接收地面接收站控制，对来自接收声系中三分量接收换能器与加速度计的信号进行采集、程控放大、模拟滤波、数字化、叠加、数字滤波等处理。而较为优选的，三分量接收换能器安装在推靠器的延伸臂上，通过推靠器将三分量接收换能器推向井壁，推靠器可根据实际需要设置4-8个延伸臂。

[0016] 如图1所示，井间同步装置还包括有两部分，分别为地面同步模块以及井下同步模块；其中，地面同步模块用于接收来自导航卫星的时钟信号，并通过分频、校正、放大、驱动等步骤处理后将相应信号传送给井下同步模块；而井下同步模块通过恢复、校正等步骤后，生成井下基准同步时钟信号。该井下基准同步时钟信号用于分别为井间声波发射装置的串联井下发射仪器组以及井间声波接收装置的串联井下接收仪器组提供发射、接收等操作用的同步时钟信号。

[0017] 另外，作为本发明的一种较为优选的实施方式，井间声波发射装置中发射线路、井间声波接收装置中接收线路的供电电源均为直流输出电源。通过直流输出电源一方面给井下发射线路通讯接口、发射控制单元、驱动线路等结构单元进行供电；发射线路122接受地面发射站11控制、产生声波发射逻辑并放大驱动后送至发射声系123，驱动发射换能器发出声波信号，并在发射声波信号的同时，把发射监测信息传至发射通讯线路121中。直流输出电源另一方面给井下接收线路通讯接口、接收采集线路等结构单元进行供电；接收线路222接收地面接收站21控制、对来自接收声系223中三分量接收换能器与加速度计的信号进行采集、程控放大、模拟滤波、数字化、叠加、数字滤波等处理，并把数据传至接收通讯线路221中。

[0018] 除此之外，发射通讯线路121、接收通讯线路221还具有双向通讯传输的作用。例如：发射通讯线路121将来自地面发射站11的指令进行地面指令译码后传递给发射线路122，并将发射线路122的声波信号、控制信息回传至地面发射站11进行记录、存储、处理等功能；同样的，接收通讯线路221将来自地面接收站21的指令进行地面指令译码后传递给接收线路222，并将接收线路222的声波信号、控制信息回传至地面接收站21进行记录、存储、处理等功能。

[0019] 至此，将本发明提供的一种井间声波测井系统的实施方式总结如下：把串联井下发射仪器组放于一口中，把一个或多个串联井下接收仪器组放于另外一口或几口井中；地面发射站通过第一传输电缆给串联井下发射仪器组进行数据传输，地面接收站也通过第二传输电缆给串联井下接收仪器组进行数据传输；井间同步装置分别为井间声波发射装置、井间声波接收装置提供时间同步信号，其时间同步信号的基准源均来自导航卫星的时间信号；地面发射站与地面接收站之间还可以通过无线电通讯模块进行通讯与数据传输；串联井下发射仪器组、串联井下接收仪器组分别下到目的地层后，地面接收站给串联井下接收仪器组下发开腿指令，使接收声系撑开推靠臂使接收换能器贴近井壁，收集地面发射站指令串联井下发射仪器组发出的规律性发射声波信号，串联井下接收仪器组规律性接收声波信号，完成一个深度点的测量；在此过程完成后，串联井下发射仪器组、串联井下接收仪器组缓慢不断上提，直至完成所有井段深度点的测量与采集即可。

[0020] 串联井下发射仪器组发射的声波信号是在地面发射站下发的指令与井间同步装置下发的同步信号控制下进行的，串联井下发射仪器组接到控制信号后，开始启动发射与发射监测信号的采集，其过程为：发射线路产生声波发射逻辑并放大驱动后送至发射声系，驱动发射换能器分时发出单极、偶极与四极声波信号，发射声波信号的同时，发射线路把发射监测信息传至发射通讯线路，由发射通讯线路回传至地面发射站，由地面发射采集主机进行记录、存储与处理。

[0021] 串联井下接收仪器组接收的声波信号是在地面接收站下发的指令与井间同步装置下发的同步信号控制下进行的，在串联井下发射仪器组发射的同时，在井下同步信号控制下进行声波信号的采集，然后把声波信号传至接收通讯线路，由接收通讯线路驱动后上传地面接收站，由地面接收采集主机进行记录、存储与处理。

[0022] 本发明提供了一种井间声波测井系统，该井间声波测井系统包括有井间声波发射装置、井间声波接收装置以及井间同步装置；进一步井间声波发射装置由地面发射站以及串联井下发射仪器组构成，井间声波接收装置由地面接收站以及串联井下接收仪器组构成，井间同步装置包括有地面同步模块以及井下同步模块。具有上述结构的井间声波测井系统可完成裸眼井间距不小于1500米、金属套管井间距不小于500米的井间声波测量工作，井下仪器耐温可达175摄氏度，耐压可达140Mpa。通过对相邻两井或多井间的地层声特性的测量和描述，可实现反映井间储层物理特性、确定非均质性和储层的连通与走向等功能。

[0023] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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