实际上，由于套管和井内流体的声阻抗基本是常数，所以套管内的信号的衰减速率取决于套管外物质的声阻抗。换能器现在做为接收器，它探测高幅度的反射前波信号，其后跟着的是按指数规律衰减的信号，其峰到峰的时间是该信号传播到套管所需时间的两倍。 为了从USI采集的资料得到可靠的信息．现已开发出一种称为中处理的新技术。这种以频率为基础的新处理技术用要三个阶段：测井仪实际测量阶段、制作模型阶段和刻度阶段。 USI数据的T处理技术为了测量出下列参数，直接从基本的谐振响应得到声阻抗： ①水泥的声阻抗Z水泥（不管套管和地层间的物质是什么，都统统看作为水泥）； ②套管厚度Th套管。一般来说．套管壁的自然谐振频率近似地与套管的壁厚成反比； ③套管的内半径。通过确定波峰的位置来测量发射脉冲和回声主峰之间的时间。使用流体特性测量结果（FPM）把这个时间转换成套管的内半径，以便在考虑到换能器自身尺寸的同时计算出泥浆的声波传播速度；
④套管检查。根据声波传播时间和套管厚度测量结果可计算出套管的内径和外径。波形的最大幅度是套管内表面粗糙度的定性指示。
在测量阶段，通过快速傅里叶变换，将返回的时基信号转换成频率域，以便进行处理。通过对根据角频率导出的群延迟进行分析可以找到基本的套管谐振，井确定出它的特性。 在处理阶段，一个非常短的‘标准化窗口’被放在套管反射首波的中央，这样可以在没有套管谐振影响的情况下选择反射首波（图2-2-17）、由这个标准化窗口建立起来的系统响应可
图2-2-17 反射首波选择原则
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用于对由压力和温度对换能器的影响以及泥浆特性变化所引起的谱变化进行补偿。
较长的“处理窗口”（包括反射首波和谐振信号的前部）可用于确定基本套管谐振的特性，以便初次评价套管的厚度和环形空间物质的声阻抗。
T模型处理是从初步评价的套管厚度和声阻抗开始的，尔后产生一个脉冲响应谱．再对该谱进行标准化处理．然后就得出一个“准处理谱”。该模型的群延迟的计算及标准化方法和实际测量阶段所用的方法一样。再对得出的群延迟进行分析，以便得出一套新的特征参数（TH套管和Z水泥）。将这些参数与测量得出的参数进行对比，如果它们不匹配．就将这些参数通过模型再做一遍，再产生一套新的参数，然后再进行对比。这种重复处理对比过程直至用模型得出的参数与测量得出的参数匹配为止（通常需要三次重复处理对比〕。然后对处理得到的平面结果做套管表面非平面性影响的校正。
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2.1.3 USI的显示和成像
根据不同的应用有数种显示方式。较差的情况用红色表示。例如．红线可以表示仪器不居中、最小幅度、最大内半径、最小套管厚度，气指示等。在图像上红色强度的增加表示这种较差情况的增多，象低幅、金属损失以及在水泥胶结评价图上显示存在气等情况。USI测
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量数据有以下几种显示： 2.1.3.1流体特性显示
包括流体速度曲线（FVEL）、流体的声阻抗曲线（AIBK）和参考刻度器扳的厚度曲线（THBK）；用于选择固井测井参数的直观显示（见图2-2-18）。
2.1.3.2水泥胶结评价显示
显示胶结测量结果和套管侧向剖面；合成胶结指数和声阻抗的最小、最大和平均值；进行两种水泥胶结质量评价成像，一个带阻抗门槛，一个不带阻抗门槛。 2.1.3.3腐蚀显示
显示套管剖面；套管反射系数（AWBK）；套管内半径（IRBK）；厚度成像（THBK）；内、外半径曲线；平均和最大厚度曲线。 2.1.3.4综合显示
显示水泥胶结质量评价和腐蚀测量结果以及处理标示符；套管接箍指示。USI水泥胶结质量评价、腐蚀评价和综合显示提供了圆筒状套管的平面成像。
2.1.3.5声阻抗成像显示
有两种声阻抗显示：一种是线性比例，另一种是带声阻抗门槛，这个门槛值相当于气和泥浆的声阻抗。阻抗门槛颜色代表意义为： 2红色＜03MRayl（声阻抗指示为气）； 2蓝色＜26MRayl（声阻抗指示为流体）； 2黄色＜3MRBayl：从黄色到棕色．每个色级代表05MRavl．并且指标为固体（通常是水泥）； 2黑色＜8Mrayl：这些门槛根据情况的不同会发的流体门槛截止值）。 2.1.3.6幅度成像显示
由每个波形的主回声的幅度得出的幅度成像表示套管内表面的反射性。根据在给定深度上的最大值对这个成像进行标准化，所有的点都以那个给定的深度的最大幅度的衰减形式来显示。彩色线性比例为: 黑色=低信号（一6db）
从深红到白，每个色级代表0.5dB； 白色=高信号（0dB）。
图 2-2-18 USI成果显示图
生变化，例如，轻水泥（较低的声阻抗指示为具有较低的流体截止值）和重泥浆（具有较高
2.1.4 USI的应用
通过对换能器接收的回声信号的分析可得出4个独特的参数：套管的内半径、套管内表
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面的粗糙度、套管厚度和水泥的声阻抗。这些参数使USI测井仪有两个主要应用：一是水泥胶结质量评价测井，二是用于监控套管损坏和腐蚀的套管检查测井。我们也可用声成像进行广泛的套管检查应用，例如检查套管的物理损坏和确定射孔层段等。
使用为UBI设计的新型换能器可以得到更高的成像分辨率，只有在需要详细检查套管的内表面时才建议使用这种UBI测井仪。 2.1.4.1 水泥胶结质量评价
水泥胶结评价测井的目的之一是确定套管周围是否有水泥，目的之二是水泥是否对套管起到了固定和支持作用，目的之三是水泥是否起到了不同层间的隔离作用。水泥的声阻抗指示水泥的存在和质量。在环形空间的所有固体物质都能对套管提供支持作用。因此通常只需确定在需要的井段是否起到了液体隔离作用，如果没有，则需对套管射孔，然后通过射孔孔眼往环形空间挤水泥，使其起到流体隔离作用。当在环形空间内存在压缩强度很大的低渗透性物质时就可起到流体的隔离作用。水泥就是这样的一种理想物质，因为它既有较低的渗透性，又有较大的压缩强度。要想确定某一个层是否与上下层进行了完全的流体隔离，就必须知道环形空间中物质的类型和它的分布、污染情况等。在胶结不好井段的环形空间中，大部分固体物质是由泵砂子、钻井泥浆中固体颗粒等组成．它们很难用挤水泥的方法有效地驱替掉。因此，决定是否用挤入法进行水泥胶结质量修复取决于环形空间中的物质是固体还是液体。进行水泥胶结质量评价的总体原因是为了获取做好以后固井工作的有用信息。一口井一口井地进行水泥胶结质量评价．可使我们对不同的套管结构得出最佳的固井参数，从而获得最佳的固井效果。 2.1.4.2套管检查
当使用USI测井仪的主要目的是检查套管的腐蚀、磨损或损坏时，必须降慢测速，以便获得较高的纵向和方位分辨率。通过测量套管的内半径、厚度以及计算内表面的粗糙度来监视套管的实际状况。用一组成像图来显示这些信息（见UBI显示和成像）它们有如下用途：套管腐蚀的识别、定位和定量评价；评价由作业、打捞或塑性地层引起的套管损坏程度；根据剩余套管厚度评价腐蚀和损坏情况；套管内部和外部的金属损失；确定和识别射孔层段；指示套管剖面和重量的变化；其它套管异常的识别。
2.1.5 UBI测量原理
UBI测量超声波的幅度和传播时间。全新的处理技术提高了精度、避免了周波跳跃和减少了回声损失。UBI的传播时间测量结果与帽度测量一样可靠；通常是更准确。对两个工作频率（250或500kth）可以进行选择高频给出较高的图像分辨率；但是低频在高发散的泥浆中提供更好的测量结果。根据测井环境象泥浆的密度和类型以及所需的分辨率等来选择图像的分辨率。工作频率为250kHZ时标准分辨率已经很好。如果再提高图像分辨率，就必须降低测速。在仪器偏心小于1／4英寸时，对UBI的测量结果没有什么影响。即使在高斜度井中只要扶正器系统良好，仍可得到清晰而易于解释的图像。
2.1.6 UBI显示和成像
2.1.6.1成像显示
一般的UBI显示包括左边的幅度成像和右边的井眼半径成像。为了突出井眼的特征，一般对两种成像隔1米井段实行一次动态标准化。深色表示高幅度和大半径，指示井眼的粗糙程度、扩径以及存在衰减性物质等。在幅度成像左边和半径成像右边的两个刻度表示动态颜色和绝对值之间的关系。三条附加的曲线分别是测量结果的最小、平均和最大值。这些曲线
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可帮助我们迅速识别扩径井眼。成像可以相对于正北定位．在斜井中可以相对于井眼的高边定位。如果相对于井眼的高边定位，任何由管柱摩擦而引起的套管损坏都出现在图像的中央，因此很容易识别。 2.1.6.2横截面图显示
在特定深度上的横截面图对井眼变形的解释是非常重要的。解释程序通过圆形横截面图的形式来指示井眼变形的地方。并把有关数据以表的形式列出来帮助我们识别由键槽井眼、垮场和剪切滑动（见UBI的应用）等引起的井眼变形。同时还给出从上往下看的井眼俯视图。 2.1.6.3“螺旋图”
图2-2-19是由一组连续测量的声半径信息做的螺旋显示图，它很象在一系列相邻测量点上的横截面图的叠加、该图可帮助我们直观地识别井眼变形的情况。这种变形从图像和几个横截面图上很难看出。
图2-2-19 横截面图和螺旋图对比分析
2.2 CBIL井周声波成像 2.2.1测井原理
它是由一个旋转换能器以发射250～400kHZ频率的超声波束，该声波束被聚焦，直径约0.2英寸，射向井壁，声波在井壁与泥浆接触面上被反射回来，又被换能器在发射点所接收。换能器是半球形聚焦的，这样可以提高分辨率，使其在大井眼与重泥浆中比常规仪器具有更优越的性能。换能器以一定的速度环绕井壁360度旋转，仪器也以一定的测井速度上升，即测量点呈螺旋线上提，达到了纵横向上连续的测井记录。5700 CBIL超声波信号，每旋转一周发射250次，仪器每上升0.1英寸采样一次，因而能达到高分辨效果，其井壁覆盖率100%。 超声波成像测井记录包括：时间（TT）为发射器到井壁的双程旅行时间；幅度（AMP）为反射回接收器的声波信号能量大小。测井解释主要根据对这两个测量信息的图像特征进行解释，但TT和AMP测量的是二维数据，必须经过处理。
2.2.2 CBIL测井资料的处理内容
CBIL的处理包括以下四个步骤： 2.2.2.1 Accel——加速度校正
主要是消除仪器遇卡、遇阻等非匀速运动引起采样点深度位置不匹配。 2.2.2.2 Cbilprep——曲线重采样
曲线重采样的目的是：图象定位--主要对测量曲线按方位进行定位；统一采样密度--对电法成像及声波成像的所有测量曲线的采样密度进行统一；标准化处理及误差计算。 2.2.2.3 Centrolize——居中校正
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将仪器偏心校正到仪器居中时的测量状况 2.2.2.4 Filter——滤波处理
消除因井壁不规则引起的噪音，或进行信息增强处理。
2.2.3 CBIL仪器技术指标
直径 3.63英寸（92.1毫米） 长度 14.9英尺（4.55米） 重量 270磅（122.5公斤） 最高温度 400°F（204℃）
最大压力 20000磅/英寸2（138兆帕） 最高测速 600英尺/小时（182米/小时） 采样扫描 250个样/转 扫描速率 6转/秒
2.3声波成像的应用
声波成像仪器它可以在油基泥浆（非电导性泥浆）井中成像，它所提供的井眼声成像可以代替FMI成像，在高质量VBI图像的使用过程中已发现了一些令人激动的新应用，例如井眼稳定性的分析和地应力分析等。
2.3.1在油基泥浆井中成像
虽然在很多应用方面，电成像的解释更可靠；但是电成像测井仪却不能在油基泥浆井中测量。如果井眼成像对储层的评价起决定性作用，那么在油基泥浆中唯一可用的就是声波成像。
2.3.2探测裂缝和溶洞
裂缝一直是测井解释所注意的目标。常规测井资料的解释方法不能确定裂缝的产状及组合特征。井下声波电视测井资料经常用于评价裂缝和溶洞。在很多情况下，声波成像测井仪最适合于这种应用成像测井提供全井眼扫描图像，它以直观的图像表现出来，能提供裂缝的倾角和方位，还能区分张开缝与闭合缝，以及区分天然裂缝与诱导裂缝。
用声波半径测量结果和井眼横截面图有时可以探测出沿裂缝面的剪切滑动现象。因此可有力证明地层的非平衡构造应力和开口裂缝的存在。 2.3.2.1张开缝
如果裂缝张开，声波信号反射信号微弱，甚至无反射。图象特征是：在幅度图上表现为暗色；在时间图上没有信号返回，即无反射表面，表现为黑色。理论模型表明，宽度小于1/32inch的裂缝不能被探测到。 2.3.2.2半张开缝
裂缝部分被充填。图象特征是：幅度图上出现暗色；时间图上部分黑线，被充填部分有信号返回，所以，与幅度暗线对应处没有黑线表明已被充填。 2.3.2.3充填缝
裂缝已被完全充填。如果充填物岩性及结构与周围岩块有差异，则波阻抗不同，就会在幅度图上表现为一条暗线，时间图上却无变化。因此同时使用时间和幅度图像有助于区分张开缝和充填缝。 2.3.2.4诱导裂缝
诱导缝是由于钻具机械振动或地应力不平衡造成的，或过重泥浆压裂造成的。诱导缝在
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