【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气勘探开发，特别涉及一种井下斯通利波激励方法及探测器。
技术介绍
1、在油气勘探开发过程中，渗透率是重要的储层参数之一，渗透率的评价精度影响储层有效性准确判断、开发方案制定及整体的勘探效益。但目前还没有直接测量渗透率的测井手段，渗透率评价一直以来都是测井储层评价的难点，特别是近年来，非均质缝洞、深层致密及非常规储层逐渐成为重要的勘探对象，渗透率准确评价成为亟待解决的问题。
2、在研究如何准确评价渗透率的过程中，研究人员发现，斯通利波穿过渗透性地层时，孔隙中流体的流动会导致斯通利波衰减，并同时发生频散，这种衰减、频散与地层的渗透率及裂缝发育情况密切相关，因此，斯通利波是裂缝及渗透率评价的有效手段。激发斯通利波需要低频(5khz及以下)声波测井信号，但目前常规单极声波测井信号的频率较高，通常在10-20khz范围内，在慢速地层，声波测井信号的频率也高于5khz，难以激发斯通利波，因此，能够激发低频声波测井信号的测井探测器是开展井下斯通利波测量的关键因素。但现有的声波测井探测器的发射换能器结构一般为圆管状或者片状，其辐射面为曲面，这些换能器的主频高(通常大于5khz)，辐射的声波信号频率高，且大部分进入地层中，难以在井孔中激发出斯通利波。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种井下斯通利波激励方法及探测器。
2、第一方面，本专利技术实施例提供一种换能器，包括：背衬、外壳和至少一片压电
3、所述外壳具有内腔，在所述内腔中设有所述至少一片压电陶瓷和所述背衬；
4、所述背衬为柱形，所述压电陶瓷为圆柱状，所述压电陶瓷的厚度小于所述压电陶瓷的直径，所述换能器以压电陶瓷的端面为辐射面，所述辐射面为平面，所述压电陶瓷的中心轴线与所述背衬的中心轴线平行或共线，以使所产生的声波信号沿压电陶瓷的中心轴线方向传播。
5、在一个实施例中，所述背衬的一端设有凹槽以容纳所述压电陶瓷，所述压电陶瓷设置于所述凹槽内；或者所述背衬与所述压电陶瓷相互抵接设置。
6、在一个实施例中，所述背衬为圆柱形，具有第一端面、第二端面和外侧面，所述第一端面和第二端面均为平面，所述外侧面为圆柱面；
7、至少一片所述压电陶瓷叠放，叠放后的一个端面与所述凹槽的内底面抵接，另一个端面与所述背衬的第一端面平齐，所述压电陶瓷的侧面与所述凹槽的内侧壁抵接。
8、在一个实施例中，所述圆柱状的压电陶瓷的中心设有第一通孔，所述背衬的中心设有第二通孔；
9、在所述压电陶瓷设置于所述凹槽内的情况下，或者所述背衬与所述压电陶瓷相互抵接设置的情况下，所述第一通孔与所述第二通孔连通以使线缆穿过。
10、在一个实施例中，在所述外壳上沿着所述换能器轴向方向设有至少一个条形槽，所述条形槽的长度与所述外壳的长度相同，所述条形槽用于使线缆穿过。
11、在一个实施例中，所述圆柱状压电陶瓷为多片，所述多片压电陶瓷串联，所述串联的压电陶瓷整体作为所述换能器的声激发装置。
12、第二方面，本专利技术实施例提供一种探测器，包括：依次装配的电子系统、保护壳、隔声体和接收声系，所述如前述的换能器位于保护壳中；
13、所述保护壳包括第一变径过渡带、主壳体、第二变径过渡带，所述换能器位于所述主壳体中；第二变径过渡带上设有用于使声波信号传出至井孔的透声窗；
14、所述电子系统用于控制所述换能器辐射声波信号，以及存储所述接收声系接收到的斯通利波信号；
15、所述隔声体用于阻隔所述换能器辐射的声波信号传播至所述接收声系；
16、所述接收声系用于接收斯通利波信号。
17、在一个实施例中，在所述第二变径过渡带上呈阵列排布设有至少一个透声窗，所述透声窗的结构为设置在所述第二变径过渡带上的通孔。
18、在一个实施例中，所述换能器的外壳上设有端面透声孔，所述换能器辐射的声波信号通过所述端面透声孔沿所述探测器的中心轴线方向传播，并传播至所述透声窗。
19、在一个实施例中，在所述保护壳的内表面上设有橡胶套，所述保护壳与所述橡胶套用于对所述探测器进行保护。
20、在一个实施例中，所述探测器还包括支撑架；
21、所述支撑架可穿过所述探测器的中心通孔，以支撑所述探测器；
22、所述支撑架上包括过线孔以使线缆穿过。
23、第三方面，本专利技术实施例提供一种激发斯通利波的方法，使用如前述的探测器激发、探测斯通利波。
24、第四方面，本专利技术实施例提供一种测井方法，使用如前述的探测器实现，包括：
25、电子系统控制所述换能器辐射声波信号；所述声波信号经第二变径过渡带上的透声窗传出至井孔；
26、所述接收声系接收斯通利波信号，根据接收到的斯通利波信号可确定地层的渗透性参数。
27、本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
28、本专利技术实施例提供的换能器，由于换能器所产生的声波信号沿背衬的中心轴线方向传播，即换能器所产生的声波信号沿换能器的中心轴线方向传播，而且换能器以压电陶瓷的端面作为辐射声波信号的辐射面，由于辐射面为平面，可以降低辐射的声波信号的频率，从而可以辐射出低频声波测井信号，增强激发能量，而且绝大部分声波信号沿换能器辐射面的法线方向传播，沿换能器辐射面切线方向的声波信号得到有效压制，使换能器产生的大部分声波能量在井孔中沿着井轴方向传播，减少了进入地层的声波信号，从而更有效地在井孔中激发斯通利波。
29、本专利技术实施例提供的探测器，由于在探测器的保护壳中设置了第一变径过渡带和第二变径过渡带，使探测器的保护壳从换能器安装处的大外径渐变到常规的较小外径，这种变径过渡带的设置，使探测器整体上不存在突变的位置，最大限度避免了探测器作业时遇卡的问题，而且在换能器安装处的两端均设置有变径过渡带，可以解决探测器在下放或者上提过程中遇卡的问题；同时，由于设置了第二变径过渡带以及透声窗，更有利于激发的低频声波信号辐射到井孔中，从而实现井下斯通利波信号的低频、高效激发，提高井下斯通利波测井的测量精度，为复杂储层裂缝及渗透率评价提供有效手段。
30、本专利技术实施例提供的激发斯通利波的方法，使用如前述的探测器激发、探测斯通利波，能够增强激励声源辐射声波信号的强度，降低声源的频率，有效激发井孔斯通利波信号。
31、本专利技术实施例提供的测井方法，使用如前述的探测器进行测井，在井孔中有效地激发斯通利波信号，通过激发的斯通利波信号进行测井工作，并接收斯通利波信号，能够根据接收到的斯通利波信号确定地层的渗透性参数，从而对地层的渗透性等进行评价，进而实现对储层有效性的准确判断，提高整体的勘探效益。
32、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种换能器，其特征在于，包括：背衬、外壳和至少一片压电陶瓷；
2.如权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述背衬的一端设有凹槽以容纳所述压电陶瓷，所述压电陶瓷设置于所述凹槽内；或者所述背衬与所述压电陶瓷相互抵接设置。
3.如权利要求2所述的换能器，其特征在于，所述背衬为圆柱形，具有第一端面、第二端面和外侧面，所述第一端面和第二端面均为平面，所述外侧面为圆柱面；
4.如权利要求2所述的换能器，其特征在于，所述圆柱状的压电陶瓷的中心设有第一通孔，所述背衬的中心设有第二通孔；
5.如权利要求1所述的换能器，其特征在于，在所述外壳上沿着所述换能器轴向方向设有至少一个条形槽，所述条形槽的长度与所述外壳的长度相同，所述条形槽用于使线缆穿过。
6.如权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述圆柱状压电陶瓷为多片，所述多片压电陶瓷串联，所述串联的压电陶瓷整体作为所述换能器的声激发装置。
7.一种探测器，其特征在于，包括：依次装配的电子系统、保护壳、隔声体和接收声系，所述如权利要求1-6任一项所述的换能器位于保护壳中；>
8.如权利要求7所述的探测器，其特征在于，在所述第二变径过渡带上呈阵列排布设有至少一个透声窗，所述透声窗的结构为设置在所述第二变径过渡带上的通孔。
9.如权利要求8所述的探测器，其特征在于，所述换能器的外壳上设有端面透声孔，所述换能器辐射的声波信号通过所述端面透声孔沿所述探测器的中心轴线方向传播，并传播至所述透声窗。
10.如权利要求7所述的探测器，其特征在于，在所述保护壳的内表面上设有橡胶套，所述保护壳与所述橡胶套用于对所述探测器进行保护。
11.如权利要求7所述的探测器，其特征在于，还包括支撑架；
12.一种激发斯通利波的方法，其特征在于，使用如权利要求7-11任一所述的探测器激发、探测斯通利波。
13.一种测井方法，其特征在于，使用如权利要求7-11任一所述的探测器实现，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种换能器，其特征在于，包括：背衬、外壳和至少一片压电陶瓷；
2.如权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述背衬的一端设有凹槽以容纳所述压电陶瓷，所述压电陶瓷设置于所述凹槽内；或者所述背衬与所述压电陶瓷相互抵接设置。
3.如权利要求2所述的换能器，其特征在于，所述背衬为圆柱形，具有第一端面、第二端面和外侧面，所述第一端面和第二端面均为平面，所述外侧面为圆柱面；
4.如权利要求2所述的换能器，其特征在于，所述圆柱状的压电陶瓷的中心设有第一通孔，所述背衬的中心设有第二通孔；
5.如权利要求1所述的换能器，其特征在于，在所述外壳上沿着所述换能器轴向方向设有至少一个条形槽，所述条形槽的长度与所述外壳的长度相同，所述条形槽用于使线缆穿过。
6.如权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述圆柱状压电陶瓷为多片，所述多片压电陶瓷串联，所述串联的压电陶瓷整体作为所述换能器的声激发装置。
7.一种探测器，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，王克文，武宏亮，刘鹏，冯周，卢俊强，李雨生，田瀚，李伟忠，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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