图象上也表现为张开缝的特征，需认真与天然裂缝相鉴别。识别诱导缝的基本方法是：诱导压裂缝总是在趋向于与井轴平行方向发生；诱导缝的走向平行于最大主应力方向；诱导缝在一个井段总是成某种规则组系出现。 2.3.2.4溶洞
溶洞是由于地层水对岩块溶蚀造成的。溶洞的存在，必然造成溶洞与溶洞周围岩块的反射情况的差异。分两种情况，第一，当溶洞内无反射表面时，无反射信号，因而溶洞在时间和幅度图象上与周围岩块有显著的差异；第二，当溶洞内有反射表面时，有反射信号，但由于溶洞表面的曲率与井筒的曲率不一致，溶洞反射表面的反射角度也与井筒表面的反射角度不一致，这样必然造成溶洞表面的反射信号发生漫射，接收信号能量减弱。另外，溶洞的存在也造成飞行时间的增加，因而在图象上很易识别。
溶洞在时间与幅度图上均表现为与溶洞本身形状一致的暗色团块，但要注意与井眼崩落相区别，两者的主要区别在于：井眼崩落往往总是发生在两个成180度对称的方向上，而溶洞可以发生在任何方向上。
2.3.3地层评价
2.3.3.1层理分析
井下地层层理倾斜，在图象上呈正弦波状态，正弦波的幅度反映倾角值大小，波谷所在方位指示地层倾向，因而可以与地层倾角测井一样求出层理面的产状。 2.3.3.2孔隙性地层
声波图象用于评价储层，主要利用孔隙使岩石平均声阻抗降低的作用，因而孔隙层段，声波幅度普遍低，显示弱的反射信号。在声波幅度图像上表现为暗色，这种暗色不是以条带状出现，而是某一井段360°覆盖，变暗的程度越高，指示孔隙性越好。在时间图上表现为斑点状。 2.3.3.3沉积构造
反映沉积层理、沉积物岩性变化、岩石结构特征等，这些方面如果与FMI结合解释，效果将会更佳。
2.3.4井眼稳定性和地应力分析
井眼稳定性问题可以导致卡钻，浪费时间，也许导致设备的损失，甚至部分井的损失，最终导致钻井成本增加。用声波成像半径测量结果和井眼模截面图可以准确地确定井眼的几何形状．以便清楚而详细地分析井眼稳定性问题。 2.3.4.1键槽井眼
在斜井中．旋转的钻杆始终靠在井眼的底边，逐渐地摩擦井眼的底边而形成键槽井眼。键槽井眼在井眼相截面图上显示非常清楚。键槽井眼对钻井的害处很大，当键槽足够大时，它可以使钻杆或钻杆接箍卡在里面，从而造成卡钻。 2.3.4.2井眼跨塌
地层的水平应力很少是均匀的，它们几乎总是处于压缩状态。由于构造力和断层作用，一个方向上的应力通常比另一个方向上的应力大。在具有不均匀水平应力的地层中钻一口井破坏了原来地下的应力状态。由于井眼内的物质被挖走，所以就失去了对应力的支持作用，因此在井眼附近的地层要经受额外应力的作用。如果最大水平应力方向为北西一南东向，那么在并眼附近的南西和北东两侧的地层就要经受比以前更大的应力的剪切作用，但它仍处于北西一南东方向。当这种剪切应力增加到足够大时就会引起地层的压缩破坏，造成岩石的崩
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落和井眼垮塌。因此在相对的两个方向上造成井眼的跨塌扩径。
同时，在井眼北西和东南两侧的附近地层经受最小水平应力的作用，它们处于张性状态。在极端的情况下，可能出现张性破裂，从而形成与井壁垂直的裂缝。
崩落跨塌掉的岩石碎块聚集起来可能引起卡钻。崩落跨塌的程度随流体静压力的减小而增大。通常是通过增加泥浆密度来避免出现由井眼垮塌引起的钻井问题。IMPACT岩石综合机械特性分析计算程序可对这种井眼崩落垮损现象进行分析，从而预测出避免出现这种井眼崩落垮塌现象所需的最小泥浆密度。井眼垮塌处的垮塌段弧度所对应的角度与应力反差有关，它是进行岩石力学特性研究的一个重要参数。 2.3.4.3剪切滑动
图2-2-20所示的超声波幅度成像（左）和井眼半径成像（右）指出了存在剪切滑动。井眼横截面清晰地指示出井眼变形，它包括类似垮塌的扩径和缩径。平滑井眼部分是直径为井眼尺寸的图形，圆形之间有轻微的移动，这种形状是由裂缝两侧地层的滑动引起的。当一口井钻遇裂缝时，钻井泥浆将侵入到裂缝里面，因此泥浆和静压力将作用于裂缝面。如果泥浆静压力大于地层的流体压力（为了避免井喷，通常是这样），那么将降低裂缝的闭合压力以及降低沿裂缝面的摩擦；因此裂缝面两侧的地层可能发生相互滑动。这种滑动大部分都是在钻头刚钻过裂缝时发生．井自泥浆侵入到裂缝里面。当地层和井眼的滑动位移很大时，那么就可能造成卡钻的危险。井眼沿裂缝面的滑动位移时在半径成像图上表现为黑色的水平条带。有时这些黑色条带是不连续的，但是解释通常是清楚的。在黑色条带处的井眼横截面图清楚地揭示出滑动。
出现的切滑动的可能性和剪切滑动的大小以及所造成卡钻的机会都随泥浆密度的增加而增加。因此，在用增加泥浆密度防止垮塌前，必须对地层中是否存在裂缝或接合缝等进行研究。确定剪切滑动对在硬地层中预测和分析井眼稳定性来说是非常重要的。但是在UBI测井仪问世以前，没有一种有效的方法能够确定剪切滑动。
我们现在认识到：许多钻井中出现的问题．特别是在深井中出现的问题，都可能是由沿裂缝面的剪切滑动引起的。在这种情况下可以通过减小泥浆密度来解决问题，例如在某一钻井不好钻的地区的一口井中就遇到了这样的问题，通过把泥浆比重从1.6降到1.25就解决了问题。在另外一种情形下，因固井过程中增加了井眼里的压力使裂缝重新开启，从而可能发生沿裂缝面的剪切滑动；这样就有可能造成套管的断裂造成井报废。
图2-2-20 声波幅度成像显示剪切滑动
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2.3.4泥岩蚀变
某些泥岩与水基泥浆接触时会发生膨胀，这种蚀变的泥岩可能垮塌到井眼中。从而引起井眼扩径。岩石碎屑和泥球的聚集也可能造成对钻井的危害。这种影响在UBI图像上表现为无特征的井眼扩径和非常粗糙的井壁。这种现象经常在软泥岩中出现，特别是在含有蒙脱石的泥岩中更易出现。解决的办法是把泥浆换成KCL/聚合物泥浆或油基泥浆。
2.3.5确定水平应力
用UBI测井资料确定的沿裂缝面剪切滑动位移是已知的，那么就可以计算出应力的方向和最大与最小水平应力的比值。如果最大水平应力的方向已知（如根据井眼扩径的方位确定），就可以根据一个裂缝处的滑动位移得出应力比。水平应力信息是进行岩石机械特性评价（例如预测井眼垮塌及预测疏松砂岩射孔稳定性等）的重要参数。
2.3.6井眼形状的自动分析
在计算中心用井眼相拉面图信息可自动完成井眼形状的分析。用UBI成像还可以探测出井眼垮塌、键槽井眼和剪切滑动拉移等，并把它们标示在半径成像图上。
2.3.7套管内面腐蚀和磨损
当在深眼井段测完上提时，我们可以继续测量，我们可用这时测量的UBI资料来监测套管内表面的腐蚀和机械磨损情况。这种工作方式避免了进行套管腐蚀监测所需的额外测量（例如用UBI仪器测量）。
2.3.8识别薄层
井下声波成像分辨率为5mm，它可识别出5mm的薄层。
2.4主要影响因素
声波成像测量结果受多种因素影响，这是由于它本身的测量物理特性所决定的，了解其影响因素对于正确解释非常关键。主要影响因素有：
2.4.1频率
它发射的是超声波，频率范围在200～500KHZ之间，主频率在250KHZ，频率高其波长就短，受泥浆固体颗粒影响大，最易衰减。实际测井表明，在8 1/2\井眼中，当泥浆密度达到1.6以上时，难以测出好的结果。
2.4.2井眼流体
主要受流体成分（水基、油基、盐水等）和泥浆密度影响，而后者影响更为显著。
2.4.3距离
发射点到井壁的距离远近是至关重要因素，它比其它任何一种方式影响声波幅度衰减大小更为显著。经计算，增加1英寸井眼直径，能量损失约38%。可见，井眼太大时，基本上就接收不到反射信号。CBIL用增加仪器直径的设计来尽量减小泥浆环形空间的距离，改善了测量效果。
2.4.4井壁结构
井壁结构直接影响反射效果。光滑平整的表面，容易接收到强的反射信号；表面粗糙不平整，使声波发生漫反射，返回信号弱；如有未全充填洞和缝，则声阻抗降低，导致反射信号减弱。
2.4.5入射角度
声波换能器所接收反射声波信号的强弱，与声波入射角有关，根据反射定律，如发射声
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束和井壁反射面垂直，则能接收到反射信号；如果发射波束与井壁不垂直（<90°），那么反射回来的声波信号就不能被接收或接收效果很差。因此造成幅度低值现象，通常有两种情况发生这种现象： 2.4.5.1仪器偏心
仪器偏心造成两个扇区发射信号不能被接收，或接收角度不好，因而在时间图上部分暗、部分亮，幅度图象上对称分布着2个亮带与2个暗带。 2.4.5.2井眼椭圆
当井眼椭圆时，图像上形成8个扇区（即沿井轴方向8个条带），即使仪器居中，将造成四个扇区接收效果不好，四个扇区接收效果较好。图象上的特征是幅度和时间图上同时出现黑白相间的条带，轻微椭圆产生暗淡的条带，严重椭圆产生显著的条带。
2.4.6波阻抗差
井眼流体和地层波阻抗差决定了反射系数的大小，即反射能量的大小，井眼流体是稳定的，因而反射能量强弱直接反映地层特性的变化，如岩性、孔隙度、裂缝发育程度等，这是声波成像解释的重要依据。例如水和白云岩的反射系数为0.84；而水和砂岩的反射系数为0.65。两者相差为0.19，与其它影响因素相比，此差异对测量结果的影响虽不是太显著，但仍然值得注意。
综上分析认为，在各种影响因素中，井壁的表面结构、发射点到井壁的距离、泥浆密度及入射角是最重要的影响因素。它们的改变将严重影响测井质量和成像的效果。
3.偶极横波声波成像仪（DSI）
3.1 DSI的测量原理及其基本特点
偶极横波成像仪是声波测井技术的重大突破，它是斯仑贝谢MAXIS－500井下配套仪器。偶极横波（DSI）和西方阿特拉斯5700的井下配套仪器多极子阵列声波（MAC）。两个公司的仪器原理相同，仪器结构有区别，这里着重介绍MAXIS－500的DSI仪器。它是把单极和偶极声波技术结合起来，能精确地进行各种地层（包括慢速地层）的声波测量，它解决了慢速地层的横波测量问题。
DSI偶极横波成像仪把新一代的偶极技术与最新发展的单极技术结合在一起，从而提供了当今测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法。
偶极技术可使我们在软地层中像在硬地层中一样测取地层的横波。由于受到井眼、地层物理特性的限制，单极声波测井仪只能在声波传播速度大于井眼流体传播速度的地层（即硬地层）中测取横波速度，但偶极横波成像仪克服了这一缺点，在软地层中同样可以测取横波速度。
该仪器由一个可控的单极发射器（纵横波模式时频率为8-30KHZ，斯通利波模式时频率为80HZ-5KHZ）、两个正交的偶极发射器（频率为80HZ-5KHZ）和8个接收器的阵列接收器组成，这些接收阵列进行适当的配置可接收单极和偶极声波信息。
DSI使用偶极声源，这种声源是一种定向的压力源，由两个相位相反且耦合在一起的单极声源组成。这种压力源可使井壁产生小的弯曲，因而能在地层中激发弯曲波或挠曲波，它是一种频散现象很强的波，当频率很低时，其速度接近于横波速度，故可在软地层用来代替横波速度。
阵列接收站之间的间隔为6英寸，每个接收器由四个接收元件组成，这些接收元件在方位上成90度正交排列，DSI总共有8个阵列接收器共计32个接收元件，相对的接收元件分
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开进行偶极接收，它们合在一起进行单极接收；仪器结构见图2-2-21。
Principal tool combinations13 ft???????????AIT* Array Induction Imager ToolARI*Azimuthal ResistivityImager toolAuxiliary MeasurementsSondeCompensated Neutron LogFMI*FullboreFormationMicroImagertoolGamma RayGeneral PurposeInclinometryTool (GPIT)IPL* Integrated PorosityLithologytoolPhasor* Induction toolUBI* Ultrasonic Borehole Imager toolUSI*UltraSonicImager toolCartridge18 ft42 in.Receiver section单极子声源6 in.3.5 ftIsolation9 ft tojointmonopoletransmitter11 ft toupper dipoletransmitter11.5 ft tolower dipoletransmitter16.5 ftTransmitter section上偶极子声源下偶极子声源
图2-2-21 DSI偶极声波仪器结构示意图
新的低频发射器驱动可提高信噪比，所以可在非常慢的地层中和在非常大的井眼中成功地进行测井和数据采集。新的纵波首波探测技术（数字首波探测技术DFMD）测量的纵波时差与以前仪器测量的纵波时差具有很好的可对比性；但是它具有很高的6英寸纵向分辨率。由于可以同时测量两个正交方向上的偶极横波信息，所以可直接确定地层的各向异性。
偶极声波测井仪使用了具有方向性的发射器和接收器。偶极发射器很像一个活塞，它使井眼一侧的压力增加，而使另一侧的压力减小，引起井壁出现小的扰动；如图2-2-22所示，这样就在地层中直接激发出纵波和横波。这些挠曲波的传播与井眼同轴；而其质子振动方向
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