究竟是哪里出了问题?近4个月的时间里,团队成员反复研究材料选型,换了十几批材料,并不断改进粘接工艺,经过上百次的反复试验,终于克服了耐高温、高压声波测井换能器的制作难题,研制出了达到国际先进水平的成品。
国产换能器交付后,随即投入实际应用,并进行了小规模的量产。
图2:横波远探测成像测井仪器
图片来源:中科院声学所
如何克服测井技术的“一孔之见”?
优化设计“探得远”,激发声源“听得清”
常规声波测井的探测范围往往局限在井周几厘米至几十厘米的范围内。这就像两个人说话时,双方距离越远,越难以听清对方的话;而如果藏在密闭空间里说话,外面人听到的声音会更小。
由于测井是在非常狭小的钻孔中进行的,常规测井技术的探测范围非常有限,因此测井技术常被人形容为“一孔之见”。
如何既“探得远”又“听得清”?
“对声波测井来说,这就需要不断优化设计激发声源,让声波不仅传得更远,还能‘戴上瞄准镜’,具有‘指哪打哪’的方向性。”陈德华介绍。
我国超声学领域几代科技工作者从上世纪80年代就开始探索。经过不懈努力,近年来,中科院超声学实验室不断发展低频横波远探测技术,将声波测井的探测范围拓展到了井周数十米甚至上百米。
“偶极横波远探测的声源相较于普通声波测井的频率范围要低很多。低频声波衰减较小,故而能实现更远的横向探测距离。”陈德华说,“同时,偶极声源的信号存在方位差异性,采用多分量的声波发射和接收,通过信号处理可以确定声波反射体的方向,这就让声波具有了指向性。”
2012年,中科院超声学实验室成功研发出偶极子阵列声波测井仪;2013年,开始着手横波远探测关键核心技术的研发;2021年底,第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录,创下该类国产仪器深度探测纪录,对保障国家能源安全具有重要意义。(人民日报)