声波测井仪

2011年至2021年，我国用10年时间实施找矿突破战略行动。其间累计发现17个亿吨级大油田和21个千亿立方米级大气田，新形成32处非油气矿产资源基地，主要矿产保有资源量普遍增长。石油能源建设对我们国家意义重大，中国作为制造业大国，要发展实体经济，能源的饭碗必须端在自己手里。端牢能源的饭碗，必须发挥科技创新第一动力作用，通过技术进步解决能源资源约束、生态环境保护、应对气候变化等重大问题和挑战。近年来，中国科学院声学研究所超声学实验室固体声学与深部钻测团队，数十年如一日不懈探索用井下声波来探测能源的核心技术，开发出性能更优越的井下声学探测仪器，对支撑我国深地勘探、保障国家能源安全具有重要的意义。——编者找到油气田，有哪些步骤？“望闻问切”定位置，测井仪器作“眼睛”油气勘探是一项复杂而又有高难度的工作，并且存在巨大风险。那么，要想找到油气田，需要经历哪些步骤？中国科学院声学研究所研究员、超声学实验室主任陈德华说：“找油气田的过程，可以用传统医学中的‘望闻问切’四字来概括。”首先，地质学家会进行区域概查，确定可能存在油气田的地区和范围。这一步相当于“望闻问切”中的“望”和“闻”；然后进行区域普查，利用人工地震方法推断地下岩石的结构，这一步相当于“问”，可以大体确定地下哪些位置存在油气储层；接下来，工程师会钻开潜在油气田的第一口井——探井，进行区域详查，相当于“切”。陈德华说：“如果想了解油气层的具体位置以及油气的开采价值，以上的‘望闻问切’还不够，还需要结合一些高科技手段，比如测井技术。”测井被称为“石油工业的眼睛”，因为在漆黑而又高温的地下，无法直接观察到地层岩石信息，必须通过测井仪器记录数据并传输到地面，这个过程就好比人的眼睛接收到光信号，并处理成图像以供辨别。“将先进的测井仪器放入钻孔内，我们就可以对地下几千米处的油气层进行精细探测，精度能达到厘米级甚至更高。通过测井，可以确定地层的性质，进一步对地层作出准确评价，从而确定地层是否含有油气、含油气量多少、油层厚度以及评估油气可采量。” 陈德华说，“这个过程就好比人们在医院体检时‘做B超’。”测井方法通常分为声法、电法、核物理法和核磁共振法四种。其中，向地层发射声波、接收处理反射或折射回来的声波从而获取地层信息的方法，被称为声波测井。“相比其它几种方法，声波测井不仅环保，成本相对还低，更重要的是能够获得许多至关重要的地层岩石力学参数。”陈德华说。国产高端声波测井装备，是如何研发出来的？“从零开始”解难题，反复试验终量产本世纪初，世界范围内油气资源勘探和开发的竞争不断升级。“当时，我们缺乏自主研发的偶极子声波测井换能器，也难以大面积推广应用偶极横波测井的先进技术。这不仅影响了我国高端声波测井装备的国产化，还严重阻碍和制约了我国油气勘探、开采的进度。”陈德华回忆。面对棘手难题，中科院声学所的研究团队迎难而上。研究可以说是“从零开始”，团队成员们除了能看到市面上已有换能器嵌入仪器后的“长相”，了解它可以实现的一些基本功能外，其余相关材料、结构、参数等具体信息几乎一无所知。此后，经过近3年的反复摸索、试验，经历了成百上千次的失败后，团队终于研制出了换能器的第一批样品。陈德华说：“但是，这批换能器样品一旦放入高温环境中进行测试，要么整体开裂，要么压电陶瓷破碎，导致试验失败了一次又一次。”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。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。

中国石油集团测井有限公司（以下简称“中油测井”）坚持高水平科技自立自强，深化产学研用融合，集成优势技术，提升研发效率，加快增强核心功能、提高核心竞争力。2023年，中油测井聚焦装备制造高端化、智能化、绿色化发展，建成4条自动化加工线，推进装备升级换装，全链升级制造产能。自研的260摄氏度声波测井换能器、175摄氏度中子发生器通过了高温测试；2条天津射孔枪自动化生产线提效2倍，射孔枪出口海外39.6万米；成像探头形成自动装配能力，同比提效2.5倍；“先锋”射孔器材远销40个国家。中油测井发布测井创新基金10项，与科研院所、石油院校、高新企业共建创新联合体，获批成为国家自然科学基金依托单位，推进研发平台建设，形成“室内高精度联测+井场高保真快测”非常规岩芯油气实验体系。以荔参1井测井试验基地为主体，中油测井正在加快推进刻度实验、检验检测条件平台建设。同时，中油测井加大基础研究和前沿技术领域研究，邀请中国工程院院士咨询会诊，中油测井博士后科研工作站揭牌，高效推进十大科技项目，推行完全项目制管理，深化“平台+项目”管理，建立公司自主研发技术评估认可机制和成果发布平台。智能测导、高温快测等成果被认定为国际先进，8项技术成果获评中国石油自主创新重要产品。中油测井加速科研成果转化创效，针对高温高压、狭小空间、特殊介质等应用场景，推进补强能源技术装备短板等重大科研任务攻关。CPLog成套装备亮相国家科技创新成就展，CIFLog测井软件建成全球规模最大的测井专业数据库，光纤测井自主处理软件LogFOS打破国外技术垄断，超高温高灵敏度声波测井换能器实现进口替代，耐高温测井芯片、高性能中子管等“卡脖子”技术取得关键性突破。

各相关单位和专家：中国声学学会生物医学超声工程分会、中国声学学会检测声学分会、中国声学学会物理声学分会、中国声学学会微声学分会、中国声学学会功率超声分会定于2024年11月1-4日在陕西省西安市西安曲江国际会议中心联合举办“2024年首届全国超声大会”，会议依托陕西省超声学重点实验室主办，由陕西师范大学物理学与信息技术学院承办。会议将围绕超声学及超声工程相关的基础理论、应用开发、前沿技术、工业及临床应用等研究热点，为在本领域从事科学研究、应用开发及临床应用研究的高校、科研院所、企事业单位和临床医学人员提供充分交流的平台，促进国内超声研究事业的高质量发展。一、征文范围生物医学超声及临床医学应用（01）诊断和治疗超声、超声生物效应、超声医学成像、超声造影剂微泡、医用光声成像、超分辨率超声成像、超声靶向治疗与药物输送、组织的超声波特性分析、超声弹性成像、医用超声换能器、医学超声的临床应用、功能超声成像、临床超声医学。检测超声、光声检测和固体声学（02）检测声学理论与方法；超声导波、非线性超声学、声发射技术、超声成像方法与技术；超声信号检测与处理；超声换能器与测试方法；超声在线检测系统等。固体中的声波与声波导理论；复杂固体介质中的声场计算；深部钻测声学理论、方法、技术及应用，包括声波测井理论与方法、声波测井换能器及有关仪器装备技术。物理声学（03）声学超构材料、声子晶体、拓扑声学、非厄米声学、非线性声学、复杂介质和结构中的计算声学、光声学、热声学、声表面波及应用等。功率超声（04）国内外功率超声领域研究动态；功率超声的新设备，新工艺，新应用；功率超声系统的设计、测试和评价方法；功率超声应用（如声化学、超声植物提取等）领域的理论和实验研究；其他功率超声领域的热点研究成果。超声传感与仪器（05）超声传感以及超声波仪器设备新系统开发；超声智能控制系统新工艺与新应用；超声信号处理新方法等。微声学（06）压电与弹性波理论，微声滤波器与信号处理器件，微声传感器，微声操控器件，新型微声器件与材料。交叉融合新兴领域（07）数字岩石和岩石声学物理学、储层声学中的机器学习和统计方法、储层声学和声波测井、新型大功率超声换能器材料与器件、超声加工前沿技术等。二、主办、承办、协办单位主办单位：中国声学学会生物医学超声工程分会中国声学学会检测声学分会中国声学学会物理声学分会中国声学学会微声学分会中国声学学会功率超声分会陕西师范大学陕西省超声学重点实验室承办单位：陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西师范大学应用声学研究所西安声学学会陕西省声学学会协办单位：中华医学会超声医学分会中国生物医学工程学会医学超声分会中国仪器仪表学会声学仪器专委会中国研究性医院学会超声医学专委会中国科学院声学研究所北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心陕西省超声医学工程学会西安科技大学三、大会委员会(排名不分先后)大会主席：林书玉 教授，陕西师范大学（功率超声分会主任）大会副主席：刘晓峻 教授，南京大学（物理声学分会主任）马晋毅 研究员，中国电子科技集团公司第二十六研究所（微声学分会主任）他得安 教授，复旦大学（生物医学超声工程分会主任）王秀明 研究员，中国科学院声学研究所（检测声学分会主任）学术委员会：学术委员会主席：郑海荣 院士 中国科学院深圳先进技术研究院/南京大学李风华 研究员 中国科学院声学研究所苏众庆 教授 香港理工大学学术委员会委员：程建春 教授 南京大学程　茜 教授 同济大学陈　昕 教授 深圳大学程　营 教授 南京大学丁德胜 教授 东南大学邓明晰 教授 重庆大学郭建中 教授 陕西师范大学胡恒山 教授 哈尔滨工业大学李保文 教授 南方科技大学梁　彬 教授 南京大学梁　萍 教授 中国人民解放军总医院第五医学中心林书玉 教授 陕西师范大学廉国选 研究员 中国科学院声学研究所林伟军 研究员 中国科学院声学研究所刘晓峻 教授 南京大学刘晓宙 教授 南京大学刘正猷 教授 武汉大学罗渝昆 教授 中国人民解放军总医院第一医学中心马晋毅 研究员 中国电子科技集团公司第二十六研究所孙明健 教授 哈尔滨工业大学(威海)他得安 教授 复旦大学唐晓明 教授 中国石油大学（华东）屠　娟 教授 南京大学王小民 研究员 中国科学院声学研究所王秀明 研究员 中国科学院声学研究所王　文 研究员 中国科学院声学研究所王成会 教授 陕西师范大学项延训 教授 华东理工大学徐春广 教授 北京理工大学杨　军 研究员 中国科学院声学研究所章　东 教授 南京大学周光平 教授 深圳职业技术大学祝　捷 教授 同济大学张　涛 教授 西安科技大学周晓东 教授 西安国际医学中心医院组织委员会： 曹　辉 教授 陕西师范大学凤飞龙 教授 陕西师范大学郭建中 教授 陕西师范大学郝长春 教授 陕西师范大学李　锦 教授 陕西师范大学何　晓 研究员 中国科学院声学研究所贺西平 教授 陕西师范大学李　勇 教授 同济大学刘　洋 教授 天津大学林伟军 研究员 中国科学院声学研究所莫润阳 教授 陕西师范大学沈壮志 教授 陕西师范大学唐代华 研究员 中国电科第二十六研究所（微声学分会秘书）王成会 教授 陕西师范大学 （功率超声分会秘书）王　玥 副研究员 中国科学院声学研究所 （生物医学超声工程分会秘书）许凯亮 研究员 复旦大学张光斌 教授 陕西师范大学张　涛 教授 西安科技大学张小凤 教授 陕西师范大学周吟秋 副研究员 中国科学院声学研究所 （检测声学分会秘书）张志旺 研究员 南京大学 （物理声学分会秘书）四、会务组崔致远 副教授 陕西师范大学高　洁 副教授 陕西师范大学胡　静 副教授 陕西师范大学田　华 高级实验师 陕西师范大学田　野 副教授 陕西师范大学尹冠军 副研究员 陕西师范大学唐一璠 博士后 陕西师范大学王成会 教授 陕西师范大学武耀蓉 博士 陕西师范大学五、相关说明1. 本次会议的会议网站已经发布，诚邀各位专家学者通过会议网站投稿链接投稿参会。投稿要求：通过会议网站投稿地址（http://ncu2024.meeting666.com/）投稿，本次会议只接收稿件摘要，摘要格式见附件：投稿摘要格式.docx。投稿截止日期：2024年6月30日，录用通知发送日期：2024年8月30日。2. 如有疑问，请与会务组联系。中国声学学会生物医学超声工程分会中国声学学会检测声学分会中国声学学会物理声学分会中国声学学会微声学分会中国声学学会功率超声分会2024年5月