过套管声波测井在剩余油气开采、注采井监测、油气饱和度评价以及套管完整性评估等方面具有重要作用. 然而在固井水泥胶结质量较差时，声波信号主要为沿着套管传播的套管波，对地层时差提取形成挑战. 为解决这一难题，提出了过套管双源反激声波测井技术，该技术采用固定的双源激励参数 (即双源间的延迟时间和激励幅度比) 来压制套管波. 当套管波频散效应较为显著时，传统的双源激励参数难以获得最优压制效果，亟需优化双源激励参数以获得高信噪比地层信号. 本文首先基于分波理论计算了不同激励参数下的套管井声场响应，通过对比归一化后的套管波振幅，确定了压制套管波的最优激励参数. 在此基础上，设计声系结构并在模型井中开展物理实验. 通过改变双源间的延迟时间和激励幅度比来测量套管波振幅. 结果表明，虽然传统的双源激励参数能够有效压制套管波，但采用最优双源激励参数可明显提升压制效果，由此得到的地层纵波时差与裸眼井结果一致. 在理论和实验指导下设计研制了新型过套管双源反激声波测井仪器样机，该仪器集成了双源激励参数优化功能，实测结果显示双源数据信噪比显著提升，地层纵波时差相关性明显增强，表明了双源激励参数优化的必要性和有效性.
图1 (a) 模型井实验测量系统原理图; (b) 实验测量系统; (c) 模型井截面图; (d) 实物配置图
图2 自由套管模型井中不同双源参数对套管波的压制效果
针对过套管双源反激声波测井技术中双源激励参数 (即双源间的延迟时间和激励幅度比) 的优化问题，本文从理论计算、物理实验和现场应用三个方面论证了双源激励参数优化的必要性及其应用于过套管双源反激声波测井技术的有效性，得到以下成果和结论：
(1) 采用分波理论计算了不同双源激励参数 (延迟时间和激励幅度比) 下的套管波波形，通过对比双源激励时的归一化套管波幅度，确定了最优的双源激励参数，实现了套管波的最大程度压制.
(2) 设计了双源激励的声系结构并在模型井中开展了物理实验，通过改变延迟时间和激励幅度比的多次测量对比，归一化套管波幅度确定的最优激励参数与理论计算结果一致；相较于传统双源参数激励，最优参数激励的套管波压制效果更佳，由此提取的地层纵波时差与裸眼井测量一致，进一步提升了过套管双源反激声波测井技术的有效性.
(3) 按优化流程设计的新型过套管双源反激声波测井仪器样机成功获得高信噪比的地层波数据，其信噪比相较于传统双源仪器数据大为提高，阵列数据中地层纵波的时差相关性明显增强，验证了激励参数优化的必要性和有效性. 现场测井和数据处理结果对比表明，新仪器在固井质量较差井段获得了现有仪器难以测量的地层时差，而在固井质量较好井段，所得时差与常规测量一致，为过套管双源反激声波测井技术提供了佐证.
图3 过套管双源反激声波测井仪器现场应用实例
研究成果近期发表在国内地球物理领域重要期刊《地球物理学报》。论文通讯作者为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院苏远大教授，第一作者为博士生赵岳。合作者包括中国石油大学（华东）唐晓明教授、李盛清教授、饶博博士后和郭尚静博士，以及丰禾石油科技有限公司周建文总经理。
论文信息：赵岳, 苏远大, 饶博, 郭尚静, 周建文, 李盛清, 唐晓明. 2026. 过套管声波测井的双源反激参数优化实验研究. 地球物理学报, 69(9): 4321-4334, doi: 10.6038/cjg2026T0741.
