Page 128 - 《应用声学》2022年第3期

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图4 给出了低频随钻四极子声源在不同偏心位 模式波的到时起点变得不太清晰，其主要原因是由
置时激发波场中同一接收器输出的随钻四极子声 于组成发射换能器的 4 个单元及组成接收换能器的
波阵列波形。从该阵列波形图中可以看出，随着四 4 个单元与井孔轴线间处于完全不对称状态，导致
极子声源偏离中心，中心声源原来仅有的一个波包 各个接收单元输出信号存在差异，从而使低频随钻
(对应地层四极子模式波)的前面出现了另外一个幅 四极子声波测井阵列波形中存在了两种波动模式，
度很小的波包，由此可推断出在圆形井孔中四极子 并且其波形幅度与偏心距离有关。图6为低频随钻
声源偏心时，可激发出两种波动模式。为此选择四
极子声源偏心 xoff = 0.01 m 时的随钻四极子声波 xoff=0.020 m
测井阵列波形进行 STC 及 DSA 处理，给出相应的
低频随钻声波测井阵列波形、STC图及频散曲线图 xoff=0.015 m
如图5 所示。从STC图中也能明显看到存在两种不
xoff=0.010 m
同速度的波动模式，其中幅度大的为地层四极子模
式波，在其前方出现了一种速度约为1530 m/s 的波 xoff=0.005 m
动模式 (该波动模式记为 W 模式波，文中下同)。由
xoff=0 m
图5(c) 可以看出，W 模式波传播速度随频率升高而
增大，也是弱频散的，在激励源主频处其传播速度
0 2000 4000 6000 8000 10000
为 1527 m/s，结合文献 [10] 中低频随钻多极子波的 ௑ᫎ/µs
频散曲线可知，该 W 模式波为钻铤弯曲波。由图 4 图 4 圆形井孔中声源偏心不同距离时同一位置的
中波形可看出，随着低频随钻四极子声源偏心距离 测井接收波形
的增加，钻铤弯曲模式波和地层四极子模式波的幅 Fig. 4 The reception waveform at same position
度都增大了，并且钻铤弯曲模式波的出现使得地层 for different eccentric distance in circle borehole

1800
4.8
1700
4.6
ᡰሏ/m 4.4 ܦᤴ/(mSs -1 ) 1600

4.2 1500
Wവरฉᮠஙజጳ
1400
4.0
1300
0 2000 4000 6000 8000 10000 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
௑ᫎ/ms ᮠဋ/kHz
(a) ᫼ѵฉॎ (c) ᮠஙజጳ
1600
ਥए/(msSm -1 ) 1200

800
400
0
0 2000 4000 6000 8000 10000
௑ᫎ/ms
(b) STCڏ
图 5 圆形井孔中声源偏心 0.01 m 时随钻四极子声波测井阵列波形、STC 图及 W 模式波频散曲线
Fig. 5 The full wave calculating result of LWD quadrupole array reception waveform, STC figure, and W wave
pattern dispersion figure for the source off center 0.01 m of circle borehole using FEM method