目前已研制出一种单极程控声源，使发射的脉冲频率和幅度可对遇到的地层和井眼调谐以优化单极波的传播，使声源特征的范围更宽。理论研究和现场资料表明，井眼的几何形状对纵波、折射横波及伪瑞利波的激发起重要作用。较大直径的井眼要求较低频率的激发，反之亦然。上述声源可在高速、低泊松比的地层中调谐实现最强的纵波激发，而在这种地层中纵波信号较弱。另外，这种声源可在极低速的地层中调谐激发基频纵波，在这种地层中纵波波至是频散的。通过改变单极声波脉冲的频率可选择增强或缩减斯通利波的激发。广谱还可用于质量控制，对不同声波进行更详细、高分辨率的频散分析。声源的程控能力保证了在各种地层和井眼条件下优化作业。
WaveSonicTM交叉偶极声波测井仪是单极声波测井新发展的硬件平台。该声波测井仪由下列部件组成：发射器及其控制线路、隔声器、阵列接收器和主要电子线路。整个仪器由地面计算机控制。该仪器的主要特点是能够控制交叉偶极声源和单极发射器的频率。该仪器采用三个发射器：一个全向单极发射器，两个偶极发射器。单极发射器由一个圆柱状压电晶体组成，沿仪器周围几乎完全均匀地发射声波能量。该仪器原型的单极发射器以脉冲方式激发，发射的单极波的中心频率约为5～6 kHz，带宽1～12 kHz。该中心频率为传统的单极全波测井仪单极发射频率的1/2～1/3。较低的频率对于给定的速度有更长的波长，导致纵波和折射横波的探测深度更深。单极源用来从全波波列导出折射波至，即纵波速度及其相关特性例如能量、频率成分等，和折射横波速度及其相关的波特性以及斯通利波速度及其相关参数。
与该仪器的早期类型相比，一个重要的差别是线性单极发射器的电子线路。单极和交叉偶极发射器在各方面都实现程控，包括频率、幅度、发射的波的特征和波的持续时间。该新型单极发射器控制线路能触发发射器发射声脉冲，中心频率为2～15 kHz或可选带宽：
控制声源频率，保证所发射的单极和偶极声波可“调谐”到预计的地层共振频率或某一个频率，使不需要的波至最小，例如斯通利波；控制幅度，接收器不需要自动增益控制，且不影响信噪比。
控制所发射波的特征，开辟新的可能性，使声源发射的Kelly或Richter子波能向外传播；控制单极或偶极发射的脉冲的持续时间，提供另一个途径来限制（或最大化）施加到地层的能量和接收信号的幅度，还能控制所发射信号的有效频率带宽。
该第三代交叉偶极声波测井仪可全面控制单极和偶极声源特征。此外，仪器的电子线路几乎可无限制地控制声源的发射顺序和相邻发射之间的时间间隔。对传统的电缆偶极声波测井，声源的激发周期和顺序主要取决于测井速度和所需的每英尺的采样数目。一般情况下，早期偶极声波测井仪首先激发单极声源，然后顺序激发两个偶极声源（或首先激发两个偶极声源，然后单极声源）。该第三代交叉偶极声波测井仪能够以任何可能的组合来程控或预程控全部声源的激发顺序。
相邻激发之间的时间间隔也可程控。在一般工作情况下，这三个声源激发(单极、偶极X、偶极Y)的相互间隔为100 ms。当测井速度为1800ft/hr时，相邻偶极声源激发之间的深度位移为0.6in。声源发射之间的时间延迟完全可以程控。
接收器阵列由8个共平面环中排列的32个晶体接收器组成。每个环有4个垂直于仪器轴的接收器，相互均匀相隔90o。接收器的径向定位依偶极声源而定，所以，对X和Y偶极声源有两个轴向接收器阵列和两个交叉接收器阵列。最上面的接收器环偏离单极声源10.2 ft，偏离X和Y偶极声源9.2ft。接收器的间距为0.5ft，而接收器的长度为3.5ft。在标准的交叉偶极和单极声波测井的采集模式中，对每个发射器的发射从32个接收器中的每个接收器采集波形数据，对每一个深度采样总计有96个波形传送到地面，包括32个单极波形、32个X偶极波形、32个Y偶极波形。测井速度受限于遥测速率、深度采样率和地面采集系统的处理能力。在正常工作条件下，测井速度可达1800ft/hr。全套波形数据的采集和传输不用任何井下处理，然后可用先进的处理算法根据纵波速度得出方位角的信息以及对纵波和折射横波的各向异性进行处理。
现场实例和模拟比较说明，8个接收器阵列接收到的波形在频率和相位方面相似。低频单极的现场实例和5～6kHz的模拟试验与高频发射（12～15 kHz）相比，对低Vp/Vs地层和高Vp/Vs地层显示较高的相关系数。现场试验和模拟结果指出：在高Vp/Vs地层（Vp/Vs≥1.9），最佳的纵波和折射横波激发的频率约为6 kHz。这些实例还说明纵波和折射横波在高频条件下具有低的相干性；在适度低的Vp/Vs地层条件下（Vp/Vs=1.6），与高频相比，6 kHz的纵波相干性较高；随后的发射采用从高到低交替的单极发射频率，当岩性从低Vp/Vs地层快速地变化到高Vp/Vs地层，能够增强单极测井的效果。
[center]文章来源： hc360慧聪网冶金矿产行业频道 [/center]