CN105888647B - 一种声波变密度测井仪标定方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明根据衰减率相关刻度原理，提出声波变密度测井仪探头一致性标定方法，设计标定装置，通过声波变密度测井仪探头一致性标定装置，在工房就可以对所有的声波变密度测井仪进行标定，得到每一支声波变密度仪器的标定系数，将声幅响应统一到同一个尺度中，解决了测井现场中无自由套管带来声幅刻度的问题，消除了套管尺寸、井液和管柱的影响，极大地方便了现场操作，提高了固井评价质量。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采领域，特别是涉及一种声波变密度测井仪标定方法与装置。
背景技术
在石油钻采领域，固井是钻井工程的重要环节之一，固井质量是保证油气井寿命，提高采收以及合理开发油气资源的关键技术之一。目前，利用声波变密度测井仪进行测量，是固井质量评价的重要手段。声波变密度测井仪的声系由一个发射探头和两个接收探头组成，源距分别是3ft(近探头)、5ft(远探头)，3ft探头接收沿套管滑行的套管波，测量套管波的首波幅度，用于评价套管与水泥环之间(第一界面)的水泥胶结情况。5ft探头接收地层反射的全波列，测量地层波的全波列，用于评价水泥环与地层(第二界面)的水泥胶结情况，综合反映一界面和二界面的胶结质量。
由于在实际工程中，一部分井固井设计时要求水泥浆必须返至井口，这就造成了利用声波变密度测井时没有自由套管用于声幅刻度的问题；同时由于套管尺寸的多样性，某些地区找不到对应的标准井进行刻度，所以影响了对固井质量的评价。考虑套管直径、管壁厚，水泥浆密度，水泥环厚度以及岩性等因素，国内油田按照预先设定的结构施工建造了水泥胶结刻度井群，用于声波变密度测井仪的刻度，但是基于刻度井群的方法，忽略了井液和管柱的差异性，而且需要将各个基地的声波变密度仪器拉至刻度井群进行刻度，周期长，成本高。
声波变密度测井仪的接收探头将声波信号转换成电压信号，电压信号经过放大后采集得到声波首波幅度。利用长短源距声波幅度求解衰减率，要求探头响应具有一致性。由于近探头和远探头本身性能的差异以及信号通路的差异，在同样的测试环境下，近探头和远探头的响应也很难一致，影响接收信号的声波幅度，从而导致固井质量的错误评价。
声波变密度测井仪探头的一致性差异指：当声源与两个接收探头的距离一致，接收探头所处环境一致时，两个接收探头所记录的声波首波幅度的比值。声波变密度测井仪接收探头一致性差异可定义为3ft探头的首波幅度与5ft探头首波幅度的比，即探头一致性越好，该比值越接近于1。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明根据衰减率相关刻度原理，提出声波变密度测井仪探头一致性标定方法，设计标定装置，通过声波变密度测井仪探头一致性标定装置，在工房就可以对所有的声波变密度测井仪进行标定，得到每一支声波变密度仪器的标定系数，将声幅响应统一到同一个尺度中，解决了测井现场中无自由套管带来声幅刻度的问题，消除了套管尺寸、井液和管柱的影响，极大地方便了现场操作，提高了固井评价质量。
本发明所采用的技术方案是：
一种声波变密度测井仪标定装置，包括水槽、屏蔽罩、探头一致性标定控制器和标定仪发射器；
所述水槽为一个管状结构，其一端采用同材质金属板材焊接密封；声波变密度测井仪从另一端伸入水槽中，声波变密度测井仪与水槽之间通过两个半圆环形的橡胶板进行密封；
所述屏蔽罩是一个由两个半圆柱体构成的圆筒，两个半圆柱体一侧铰接，屏蔽罩设置在水槽内，与声波变密度测井仪套接，用于屏蔽吸收测井仪发射探头发出的声波，阻断声波在水槽中传播；所述组成屏蔽罩的其中一个半圆柱体内设置有同步探头，用于检测接收声波变密度测井仪发出的声波；
所述探头一致性标定控制器设置在水槽外，控制器的输入端连接同步探头，输出端连接标定仪发射器，用于接收同步探头接收到的声波信号，并作为启动信号控制标定仪发射器工作；
所述标定仪发射器设置在水槽内，其轴心与声波变密度测井仪的中轴线共线；标定仪发射器与声波变密度测井仪的5ft接收探头的间距等于声波变密度测井仪发射探头与3ft接收探头的间距。
作为优选，所述水槽内设有多个滚轮和一个固定支架，多个滚轮用于支撑移动声波变密度测井仪，固定支架用于固定标定仪发射器。
作为优选，所述水槽用金属板材焊接密封的一端设有排水管，通过水泵与储水池连通，用于向水槽中注水或排水。
作为优选，所述水槽上对应声波变密度测井仪的发射探头位置和标定仪发射器位置分别设有第一操作口和第二操作口。
作为优选，所述探头一致性标定控制器包括电源模块、主控模块，所述主控模块包括依次电连接的声波发射逻辑模拟器、声波信号检测模块、声波发射逻辑控制模块、驱动激发模块，所述电源模块分别给声波发射逻辑模拟器、声波信号检测模块、声波发射逻辑控制模块、驱动激发模块供电，驱动激发模块与标定仪发射器电连接。
作为优选，所述电源模块包括一个低压直流输出模块和一个高压直流输出模块，电源模块输入220V交流电压，通过低压直流输出模块输出4路低压直流电压，分别为声波发射逻辑模拟器、声波信号检测模块、声波发射逻辑控制模块、驱动激发模块提供工作电源，通过高压直流输出模块为驱动激发模块中的发射电路供电。
一种声波变密度测井仪标定方法，包括以下步骤：
步骤1，先将屏蔽罩套在待标定的声波变密度测井仪上，在多个滚轮的协助下将声波变密度测井仪推进水槽中，仪器架在水槽的下半圆橡胶和滚轮上，保证仪器居中；从第二操作口放置标定仪发射器，使标定仪发射器的轴心与声波变密度测井仪的轴心在一条直线上，使标定仪发射器与声波变密度测井仪5ft接收探头的间距等于声波变密度测井仪发射探头与3ft接收探头的间距；
步骤2，按上水槽上半圆橡胶，使上下橡胶与声波变密度测井仪和水槽贴紧并向水槽中注水，待水槽盛满水后关闭阀门和水泵；通过软连线连接地面采集控制系统、井下遥传和声波变密度测井仪，组建基于声波变密度测井仪的采集控制系统；将同步探头和标定仪发射器接至探头一致性标定控制器；
步骤3，通过调整屏蔽罩的位置，分别采集测井仪发射、测井仪发射但被屏蔽和标定仪发射三种情况下，3ft和5ft接收探头的响应信号，根据采集的数据计算得到3ft和5ft探头的标定系数α。
作为优选，步骤3具体包括以下步骤，
步骤301，从第一操作口将屏蔽罩远离声波变密度测井仪的发射探头，启动地面采集控制系统，此时声波变密度测井仪发出的声波沿着水槽内壁和水传播，采集若干组3ft和5ft接收探头的响应信号取平均值，分别记为：A3ft和A5ft，此时采集的值是测井仪自发自收的响应值，3ft接收探头的信号比5ft接收探头的信号强；
步骤302，从第一操作口将屏蔽罩移至声波变密度测井仪的发射探头处，使屏蔽罩完全罩住测井仪的发射探头，采集若干组3ft和5ft接收探头的数据取平均值，分别记为：N3ft和N5ft,由于屏蔽罩内的橡胶和泡沫具有吸声效果，测井仪发出的声波被屏蔽罩吸收，声波不能沿着水槽的内壁和水传播，此时采集的值很小，完全是背景噪声值，反映电路的综合噪声；
步骤303，保持屏蔽罩的位置不变，启动标定仪控制器，当标定仪控制器检测到声波变密度测井仪发射了一次声波，标定仪控制器通过标定仪发射器启动一次发射，标定仪发射器发射的声波沿着水槽内部和水进行传播，采集若干组3ft和5ft接收探头的数据取平均值，记为A′3ft和A′5ft，此时5ft接收探头的信号比3ft接收探头的信号强，5ft接收探头的信号相对于测井仪来说，对应于3ft接收探头的信号，而3ft接收探头的信号相对于测井仪来说，对应于5ft接收探头的信号；
步骤304，根据采集的A3ft和A5ft、N3ft和N5ft以及A′3ft和A′5ft，利用声波衰减率公式计算得到标定系数α。
作为优选，步骤304中，标定系数α的计算方法为：
响应测井仪发射探头时的声波衰减率：
响应标定仪的发射器时的声波衰减率：
故标定系数：
其中L为声波变密度测井仪的源距，A3ft表示在响应测井仪发射器时3ft探头记录的首波幅度；A′3ft表示在响应标定仪的发射器时3ft探头记录的首波幅度。A5ft表示在响应测井仪发射器时5ft探头记录的首波幅度；A′5ft表示在响应标定仪的发射器时5ft探头记录的首波幅度，N3ft和N5ft分别为3ft接收探头和5ft接收探头采集到的背景噪声值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明提出了一种声波变密度测井仪接收探头响应一致性标定的方法，消除了由于接收探头本身性能差异以及测井仪信号通路有关的电路差异对探头响应信号测量的影响，剔除了声幅衰减率方法评价的外界影响因素，通过对声波变密度测井仪的标定，最终实现声幅衰减率完全反映固井的质量，提高了固井质量评价的准确性。
2.根据接收探头一致性标定的方法，发明了实现标定目的而使用的水槽、屏蔽罩以及一致性标定控制器，通过标定装置的发明，实现了对工区所有声波变密度测井仪的标定，并将标定结果统一到同一个尺度下，形成了统一的刻度文件，避免了不同测井仪测量同一口井有时得出相反评价结论的问题。
3.在对声波变密度测井仪标定的过程中，探头响应信号的采集使用的是原来与测井仪相配套的地面采集控制系统和井下遥传系统，采集数据的差异完全反映了探头接收信号环境的变化，没有引入干扰。
4.标定控制器采用被动方式接收测井仪发出的声波信号，利用声场同步方式，以主动方式激发声波，实现了在原测井仪工作时序下上传接收探头信息。由于标定控制器与测井仪不存在直接的硬连线，极大地方便了现场的使用；同时，采集系统也是原来的工作系统，极大地提高了标定控制器的适应性，发明的标定控制器可以适应国内油田所有的声波变密度测井仪。
5.标定控制器采用高速单片机和可编程逻辑器件作为中央处理器，通过对硬件编程，实现了硬件软化，极大地提高了控制器的集成度。通过在标定控制器中设计声波发射逻辑模拟器，模拟地面系统下发的发射逻辑功能，实现对标定控制器进行自我检查的功能，极大地方便了故障定位、现场调试和维修保养。
附图说明
图1为本发明中测井仪一致性标定原理示意图。
图2为本发明实施例提供的一种声波变密度测井仪标定装置结构示意图。
图3是本发明实施例提供的一种声波变密度测井仪标定装置中标定控制器的设计原理框图。
图4是本发明实施例提供的标定方法流程图。
图中所示：1.水槽，2.屏蔽罩，3.探头一致性标定控制器，4.标定仪发射器，5.同步探头，6.滚轮，7.固定支架，8.第一操作口，9.第二操作口，10.声波变密度测井仪，31.电源模块，32.主控模块，311.低压直流输出模块，312.高压直流输出模块，321.声波发射逻辑模拟器，322.声波信号检测模块，323.声波发射逻辑控制模块，324.驱动激发模块
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明中采用的声波变密度测井仪一致性标定原理是：测井仪的声系与标定仪的发射器组成一个有对称结构的声系，如下图1所示，测井仪发射器是声波变密度仪器的发射探头，标定仪发射器是一致性标定装置的发射探头，在地面采集系统控制下按照采集系统的时序激发频率为20KHz的声波信号。在测井仪发射声波时，采集3ft探头数据为声波变密度仪器近探头数据，5ft探头为声波变密度仪器远探头；在标定仪发射声波时，采集3ft探头为远探头数据，采集5ft探头为近探头数据。
参见图2，该图为本发明实施例提供的一种声波变密度测井仪标定装置，包括水槽1、屏蔽罩2、探头一致性标定控制器3和标定发射器4；所述水槽1为一个直径200mm，长3000mm的铝桶，其一端采用铝板焊接密封；声波变密度测井仪10从另一端伸入水槽中，声波变密度测井仪10与水槽1之间通过两个半圆环形的橡胶板进行密封；所述屏蔽罩2是一个由两个半圆柱体构成的圆筒，两个半圆柱体一侧铰接，屏蔽罩2设置在水槽1内，与声波变密度测井仪1套接，用于屏蔽吸收测井仪发射探头发出的声波，阻断声波在水槽中传播；所述组成屏蔽罩2的其中一个半圆柱体内设置有同步探头5，用于检测接收声波变密度测井仪10发出的声波；所述探头一致性标定控制器3设置在水槽1外，控制器的输入端连接同步探头5，输出端连接标定仪发射器4，用于接收同步探头5接收到的声波信号，并作为启动信号控制标定仪发射器4工作；所述标定仪发射器4设置在水槽1内，其轴心与声波变密度测井仪10的中轴线共线；标定仪发射器4与声波变密度测井仪10的5ft接收探头的间距等于声波变密度测井仪10发射探头与3ft接收探头的间距。
水槽1内设有多个滚轮6和一个固定支架7，多个滚轮6用于支撑移动声波变密度测井仪10，固定支架7用于固定标定仪发射器4。水槽1用金属板材焊接密封的一端设有排水管，通过水泵与储水池连通，用于向水槽中注水或排水。水槽1上对应声波变密度测井仪10的发射探头位置和标定仪发射器4位置分别设有第一操作口8和第二操作口9。
探头一致性标定控制器3，如图3所示，包括电源模块31、主控模块32，所述主控模块32包括依次电连接的声波发射逻辑模拟器321、声波信号检测模块322、声波发射逻辑控制模块323、驱动激发模块324，电源模块31包括一个低压直流输出模块311和一个高压直流输出模块312，电源模块31输入220V交流电压，通过低压直流输出模块311输出4路低压直流电压，分别为声波发射逻辑模拟器321、声波信号检测模块322、声波发射逻辑控制模块323、驱动激发模块324提供工作电源，通过高压直流输出模块312为驱动激发模块324中的发射电路供电，驱动激发模块324与标定仪发射器4电连接。声波发射逻辑模拟器每隔50ms发出一组声波发射逻辑，为标定控制器提供模拟发射逻辑，模拟地面采集控制系统下发的逻辑命令，可以用作测试探头一致性标定控制器的发射源，方便控制器的保养与维修；声波信号检测模块用来接收声波发射逻辑模拟器或待标定声波变密度测井仪器发射器发射的声波，屏蔽罩内嵌的声波探头输出信号接至声波信号检测模块，对输入信号进行滤波、放大和整形，变成一组脉冲信号；声波发射逻辑控制模块根据接收的声波信号，产生一个脉宽为25us的发射控制信号；25us的发射控制信号经过变压器耦合后接至驱动激发模块，驱动激发模块在发射控制信号的作用下，将电容高压储存的能量通过发射探头瞬间释放，产生2000V的高压脉冲驱动发射探头发出20KHz的声波信号。
标定控制器的主控模块32以高速单片机C8051F060和可编程逻辑器件为控制核心，采用声场同步方式，设计声波逻辑发射控制电路，利用变密度测井仪器对应的地面系统采集3ft探头和5ft探头的响应，通过采集的波列数据计算出刻度系数。该标定控制器具有适应性强、集成度高、一致性好、故障定位快等特点。
本发明还提供的一种声波变密度测井仪标定方法，如图4所示，包括以下步骤：
步骤1，先将屏蔽罩套在待标定的声波变密度测井仪上，在多个滚轮的协助下将声波变密度测井仪推进水槽中，仪器架在水槽的下半圆橡胶和滚轮上，保证仪器居中；从第二操作口放置标定仪发射器，使标定仪发射器的轴心与声波变密度测井仪的轴心在一条直线上，使标定仪发射器与声波变密度测井仪5ft接收探头的间距等于声波变密度测井仪发射探头与3ft接收探头的间距；
步骤2，按上水槽上半圆橡胶，使上下橡胶与声波变密度测井仪和水槽贴紧并向水槽中注水，待水槽盛满水后关闭阀门和水泵；通过软连线连接地面采集控制系统、井下遥传和声波变密度测井仪，组建基于声波变密度测井仪的采集控制系统；将同步探头和标定仪发射器接至探头一致性标定控制器；
步骤3，通过调整屏蔽罩的位置，分别采集测井仪发射、测井仪发射但被屏蔽和标定仪发射三种情况下，3ft和5ft接收探头的响应信号，根据采集的数据计算得到3ft和5ft探头的标定系数α。
其中步骤3具体包括以下步骤：
步骤301，从第一操作口将屏蔽罩远离声波变密度测井仪的发射探头，启动地面采集控制系统，此时声波变密度测井仪发出的声波沿着水槽内壁和水传播，采集50组3ft和5ft接收探头的响应信号取平均值，分别记为：A3ft和A5ft，此时采集的值是测井仪自发自收的响应值，3ft接收探头的信号比5ft接收探头的信号强；
步骤302，从第一操作口将屏蔽罩移至声波变密度测井仪的发射探头处，使屏蔽罩完全罩住测井仪的发射探头，采集50组3ft和5ft接收探头的数据取平均值，分别记为：N3ft和N5ft,由于屏蔽罩内的橡胶和泡沫具有吸声效果，测井仪发出的声波被屏蔽罩吸收，声波不能沿着水槽的内壁和水传播，此时采集的值很小，完全是背景噪声值，反映电路的综合噪声；
步骤303，保持屏蔽罩的位置不变，启动标定仪控制器，当标定仪控制器检测到声波变密度测井仪发射了一次声波，标定仪控制器通过标定仪发射器启动一次发射，标定仪发射器发射的声波沿着水槽内部和水进行传播，采集50组3ft和5ft接收探头的数据取平均值，记为A′3ft和A′5ft，此时5ft接收探头的信号比3ft接收探头的信号强，5ft接收探头的信号相对于测井仪来说，对应于3ft接收探头的信号，而3ft接收探头的信号相对于测井仪来说，对应于5ft接收探头的信号；
步骤304，根据采集的A3ft和A5ft、N3ft和N5ft以及A′3ft和A′5ft，利用声波衰减率公式计算得到标定系数α；
响应测井仪发射探头时的声波衰减率：
响应标定仪发射器时的声波衰减率：
故标定系数：
其中L为声波变密度测井仪的源距，A3ft表示在响应测井仪发射器时3ft探头记录的首波幅度；A′3ft表示在响应标定仪的发射器时3ft探头记录的首波幅度。A5ft表示在响应测井仪发射器时5ft探头记录的首波幅度；A′5ft表示在响应标定仪的发射器时5ft探头记录的首波幅度，N3ft和N5ft分别为3ft接收探头和5ft接收探头采集到的背景噪声值。
说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。
Claims (9)
1.一种声波变密度测井仪标定装置，其特征在于：该装置包括水槽(1)、屏蔽罩(2)、探头一致性标定控制器(3)和标定仪发射器(4)；
所述水槽(1)为一个管状结构，其一端采用金属板材焊接密封；声波变密度测井仪(10)从另一端伸入水槽中，声波变密度测井仪(10)与水槽(1)之间通过两个半圆环形的橡胶板进行密封；
所述屏蔽罩(2)是一个由两个半圆柱体构成的圆筒，两个半圆柱体一侧铰接；屏蔽罩(2)设置在水槽(1)内，与声波变密度测井仪(10)套接，用于屏蔽吸收测井仪发射探头发出的声波，阻断声波在水槽中传播；所述屏蔽罩(2)的其中一个半圆柱体内设置有同步探头(5)，用于检测接收声波变密度测井仪(10)发出的声波；
所述探头一致性标定控制器(3)设置在水槽(1)外，控制器的输入端连接同步探头(5)，输出端连接标定仪发射器(4)，用于接收同步探头(5)接收到的声波信号，并作为启动信号控制标定仪发射器(4)工作；
所述标定仪发射器(4)设置在水槽(1)内，其轴心与声波变密度测井仪(10)的中轴线共线；标定仪发射器(4)与声波变密度测井仪(10)的5ft接收探头的间距等于声波变密度测井仪(10)发射探头与3ft接收探头的间距。
2.根据权利要求1所述一种声波变密度测井仪标定装置，其特征在于：所述水槽(1)内设有多个滚轮(6)和一个固定支架(7)，多个滚轮(6)用于支撑移动声波变密度测井仪(10)，固定支架(7)用于固定标定仪发射器(4)。
3.根据权利要求2所述一种声波变密度测井仪标定装置，其特征在于：所述水槽(1)用金属板材焊接密封的一端设有排水管，通过水泵与储水池连通，用于向水槽中注水或排水。
4.根据权利要求2所述一种声波变密度测井仪标定装置，其特征在于：所述水槽(1)上对应声波变密度测井仪(10)的发射探头位置和标定仪发射器(4)位置分别设有第一操作口和第二操作口。
5.根据权利要求1所述一种声波变密度测井仪标定装置，其特征在于：所述探头一致性标定控制器(3)包括电源模块(31)、主控模块(32)，所述主控模块(32)包括依次电连接的声波发射逻辑模拟器(321)、声波信号检测模块(322)、声波发射逻辑控制模块(323)、驱动激发模块(324)，所述电源模块(31)分别给声波发射逻辑模拟器(321)、声波信号检测模块(322)、声波发射逻辑控制模块(323)、驱动激发模块(324)供电，驱动激发模块(324)与标定仪发射器(4)电连接。
6.根据权利要求5所述一种声波变密度测井仪标定装置，其特征在于：所述电源模块(31)包括一个低压直流输出模块(311)和一个高压直流输出模块(312)，电源模块(31)输入220V交流电压，通过低压直流输出模块(311)输出4路低压直流电压，分别为声波发射逻辑模拟器(321)、声波信号检测模块(322)、声波发射逻辑控制模块(323)、驱动激发模块(324)提供工作电源，通过高压直流输出模块(312)为驱动激发模块(324)中的发射电路供电。
7.使用权利要求1-6任一项所述声波变密度测井仪标定装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，先将屏蔽罩套在待标定的声波变密度测井仪上，在多个滚轮的协助下将声波变密度测井仪推进水槽中，声波变密度测井仪架在水槽下半圆橡胶和滚轮上，保证声波变密度测井仪居中；从水槽的第二操作口放置标定仪发射器，使标定仪发射器的轴心与声波变密度测井仪的轴心在一条直线上，使标定仪发射器与声波变密度测井仪5ft接收探头的间距等于声波变密度测井仪发射探头与3ft接收探头的间距；
步骤2，按上水槽左端的上半圆橡胶，使上下橡胶与声波变密度测井仪和水槽贴紧并向水槽中注水，待水槽盛满水后关闭阀门和水泵；通过软连线连接地面采集控制系统、井下遥传和声波变密度测井仪，组建基于声波变密度测井仪的采集控制系统；将同步探头和标定仪发射器接至探头一致性标定控制器；
步骤3，通过调整屏蔽罩的位置，分别采集测井仪发射、测井仪发射但被屏蔽和标定仪发射三种情况下，3ft和5ft接收探头的响应信号，根据采集的数据计算得到3ft和5ft探头的标定系数α。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤3具体包括以下步骤：
步骤301，从水槽的第一操作口将屏蔽罩远离声波变密度测井仪的发射探头，启动地面采集控制系统，此时声波变密度测井仪发出的声波沿着水槽内壁和水传播，采集若干组3ft和5ft接收探头的响应信号取平均值，分别记为：A3ft和A5ft，此时采集的值是测井仪自发自收的响应值，3ft接收探头的信号比5ft接收探头的信号强；
步骤302，从水槽的第一操作口将屏蔽罩移至声波变密度测井仪的发射探头处，使屏蔽罩完全罩住测井仪的发射探头，采集若干组3ft和5ft接收探头的数据取平均值，分别记为：N3ft和N5ft,由于屏蔽罩内的橡胶和泡沫具有吸声效果，测井仪发出的声波被屏蔽罩吸收，声波不能沿着水槽的内壁和水传播，此时采集的值很小，完全是背景噪声值，反映电路的综合噪声；
步骤303，保持屏蔽罩的位置不变，启动探头一致性标定控制器，当探头一致性标定控制器检测到声波变密度测井仪发射了一次声波，探头一致性标定控制器通过标定仪发射器启动一次发射，标定仪发射器发射的声波沿着水槽内部和水进行传播，采集若干组3ft和5ft接收探头的数据取平均值，记为A′3ft和A′5ft，此时5ft接收探头的信号比3ft接收探头的信号强，对于测井仪而言，5ft接收探头的信号对应标定仪工作时3ft接收探头的信号，3ft接收探头的信号对应标定仪工作时5ft接收探头的信号；；
步骤304，根据采集的A3ft和A5ft、N3ft和N5ft以及A′3ft和A′5ft，利用声波衰减率公式计算得到标定系数α。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤304中所述标定系数α的计算方法为：
响应测井仪发射探头时的声波衰减率：
响应标定仪的发射器时的声波衰减率：
故标定系数：
其中L为声波变密度测井仪的源距，A3ft表示在响应测井仪发射器时3ft探头记录的首波幅度；A′3ft表示在响应标定仪的发射器时3ft探头记录的首波幅度；A5ft表示在响应测井仪发射器时5ft探头记录的首波幅度；A′5ft表示在响应标定仪的发射器时5ft探头记录的首波幅度，N3ft和N5ft分别为3ft接收探头和5ft接收探头采集到的背景噪声值。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101315028A (zh) * | 2007-05-29 | 2008-12-03 | 中国石油天然气集团公司 | 数字声波变密度声系的非线性温度补偿方法 |
| CN101451432A (zh) * | 2007-12-04 | 2009-06-10 | 中国石油天然气集团公司 | 高精度数字声波变密度刻度方法 |
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