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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
2、波的形式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 井筒被仪器接收（即 PPP 波）；/ 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
3、，其传播速度低于井内流体速度，具有频散性和衰减性。传搁时闸信槽时间快地层 慢地层图 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。ft 18Prnpijnti nn就射締Fl&xura! v；aBDts.pl a cam ertinecfconaileiEdtromagrieiiotransmitter
4、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，出现明显的偏振特征，即 横波各向异性，井眼挠曲波将显示出传播上的各向异性，正交偶极子测井探测的 实际为不同方向上的挠曲波，而达到记录快慢横波的目的。
交叉偶极声波测量原理
