[发明专利]一种冲激声源微孔电极探测系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种冲激声源微孔电极探测系统及其使用方法，所述冲激声源微孔电极探测系统于获取地层的声波速度数据以及储层界面的反射波数据，包括声源发生装置和接收器阵列，所述声源发声装置包括冲激声源微孔电极T1和冲激声源微孔电极T2，所述冲激声源微孔电极T1用于测量地层声速，其发射沿井壁传播的第一横波；所述冲激声源微孔电极T2用于探测储层界面模式，其发射的第二横波向井外地层传播，到达储层上界面以及储层下界面后反射回井内；所述接收器阵列用于接收冲激声源微孔电极T1发射的第一横波和冲激声源微孔电极T2发射的第二横波，并实时传输回地面，地面工程师对信息进行提取和处理，即可实时识别探测井旁地质构造体。

技术领域

本发明属于钻声波探测技术领域，具体涉及一种冲激声源微孔电极探测系统及其使用方法。

背景技术

石油具有不可再生性质，勘探难度大，开采率低，从现实情况考虑，如何最大程度开采出地下石油资源是我们最终要解决的问题，所以对于勘探，要求探测的更准、更远，声波深探测技术应运而生。随钻声波探测技术是在钻井过程中，以井中声源辐射到井旁地质构造中的声场能量作为入射波，接收从探测地层中反射回来的声场从而进行探测、识别井旁地质结构的一种测井方法。常规声波测井技术虽然有较高的探测精度，可达到厘米量级，但其探测深度较浅，难以观察到裂缝的延展发育趋势；地震勘探的探测深度较大，分辨率却低。随着声波深探测测井技术的出现与发展,很好的弥补了常规声波测井探测距离近、地震勘探分辨率低的不足。

随钻声波探测技术就探测精度与探测距离来说，探测深度和精度与声源的强度和频率有关。声源强度越大，频率越低，探测深度越远；声源强度越大，声源频率越高，探测精度越高。所以声源是深探测声波测井技术的关键之一。常见的单井声波远探测声源有单极子声源、偶极子声源、相控阵声源。单极子声源无指向性；偶极子声源具有一定的指向性，但对不同方位的分辨率不均匀；相控阵声源可以定向发射，提高了方位分辨率，但受井下空间限制，其尺寸的限制会使探测深度与精度大打折扣。目前没有兼顾高频、低频的声源，且发射功率有限。

考虑到井下环境，我们需要大功率、宽频带、可控、具有指向性的小型声源。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明采用等离子体冲激声源作为声波深探测测井的探测声源，用于探测井旁数十米甚至更远范围的地质构造体,使得声波深探测测井技术具有较高的分辨率和探测深度。

本发明采用的技术方案是：

一种冲激声源微孔电极探测系统，所述冲激声源微孔电极探测系统于获取地层的声波速度数据以及储层界面的反射波数据，包括声源发生装置和接收器阵列，所述声源发声装置包括冲激声源微孔电极T1和冲激声源微孔电极T2，所述冲激声源微孔电极T1用于测量地层声速，其发射沿井壁传播的第一横波；所述冲激声源微孔电极T2用于探测储层界面模式，其发射的第二横波向井外地层传播，到达储层上界面以及储层下界面后反射回井内；所述接收器阵列用于接收冲激声源微孔电极T1发射的第一横波和冲激声源微孔电极T2发射的第二横波，并实时传输回地面。

优选的，所述冲激声源微孔电极T1和冲激声源微孔电极T2的结构相同，均包括高压电极棒，所述高压电极棒的外侧包裹有绝缘玻璃纤维层，所述绝缘玻璃纤维层沿其周向设置有4列微孔，每一列微孔包括7个同轴且等间距的微孔，在每一列微孔正对方向均设置有不锈钢棒作为地电极，四个不锈钢棒围绕在高压电极棒的外侧分布。

优选的，所述高压电极棒采用不锈钢材质制成圆柱形金属杆，所述4列微孔沿着圆柱形金属杆的圆周方向等间距分布。

优选的，所述圆柱形金属杆的直径为5mm。

优选的，所述高压电极棒采用不锈钢材质制成长方体结构，所述绝缘玻璃纤维层包裹于长方体结构的外侧且与长方体结构的截面轮廓保持一致，所述4列微孔分布在长方体结构的四条棱上。

优选的，所述长方体结构的边长为3.535mm。