中油测井：深地“内窥镜”探出新未来

[中国石油新闻中心2025-07-22]

7月11日，中油测井自主研发的260摄氏度声波测井换能器形成原型样机，通过了实验室极高温性能测试。“我们针对极限工况换能器的长时间工作需求，应用耐超高温黏接技术，形成了260摄氏度换能器原型样机，通过260摄氏度以下工作4小时以上的室内高温强电场性能测试，各项指标均优于设计指标。”中油测井测井技术研究院机械研究所“超高温高灵敏度声波测井换能器研发”项目副项目长黄飞说。

应需而“生”为看清地层安装探头

声波测井技术在井下发挥“显微镜”“望远镜”作用。而声波测井换能器，就像地层“内窥镜”的探头，是声波测井装备的关键核心部件，可实现电能与声能相互转换。

它利用发射换能器振动发出声音，同时利用接收换能器接收携带地层信息的声音，通过分析接收声音的速度、幅度等特征，能“看清”地层内部微观结构，“弄清”地球深部岩石物理性质及含油气性、岩石在外力作用下发生破裂的难易程度、判断固井质量及套损检测等，支撑测井服务于油气勘探全生命周期。

“随着深层超深层油气勘探开发深入，测井仪器要在万米深井中承受1500至1700个标准大气压、200至230摄氏度高温，以及10余厘米的井眼直径限制。在如此受限的环境下，其核心部件声波换能器要实现稳定工作、高能信号发射和高灵敏接收，面临巨大挑战。”中油测井科技管理部副经理王炜说。

传统声波换能器存在“下不去、测不准”难题，高端声波换能器仍依赖进口，成为制约我国声波测井仪器发展的瓶颈。面对激烈市场竞争、国际技术封锁等多重难题，中油测井研发团队迎难而上，历经5年研发，攻克了换能器设计、耐高温材料与工艺等6项关键核心技术，实现了核心材料和关键工艺解卡，成功研发出175摄氏度/205摄氏度/235摄氏度系列化高灵敏度声波测井换能器。

长时可“靠”解决稳定工作的国际性难题

随着勘探开发面临对象的日益复杂，换能器超高温高灵敏度长时间稳定工作是国际性的技术难题。

“为此，我们研发团队集中解决高温、高压、有限空间下小型化高性能换能器设计难题，形成自主设计能力，助推声波测井换能器研发从‘跟踪模仿’迈向‘自主创新’，彻底改变了核心传感器受制于人的局面。”中油测井测井技术研究院院长陈文辉介绍说。

中油测井研发团队经历近千次实验室验证、近百次现场试验测试、550多天的驻厂攻关，成功研发耐高温高压电性抗疲劳新型材料，创新开发低热应力黏接技术，提升了换能器长时间稳定工作的可靠性。建成声波测井换能器全流程测试体系，形成从设计、材料、工艺到测试12个环节的完整创新链和产业链，实现了100%国产化自主制造。

中油测井自主研发的声波测井换能器，具备175摄氏度以下工作60小时以上、205摄氏度以下工作12小时以上、235摄氏度以下工作4小时以上的超高温高灵敏工作能力，与进口产品进行现场高温井测井作业对比，性能达到国外产品水平，换能器核心材料部分性能指标超过国际同类产品。

超深可“测”显著提升声波测井数据质量

超高温高灵敏度声波测井换能器，现已成为中国石油油气勘探开发的关键核心传感器，在测井装备升级、国产替代两个层面推广应用，在精准求取地层孔隙度、精准探测井旁裂缝等方面显著提升了声波测井数据质量。

目前，该换能器已在华北、塔里木、大庆、青海等油田和海外作业区推广应用47套，替代进口测井作业62口井，测井作业成功率100%，高质量完成208.4摄氏度/140.5兆帕超高温探井测井作业，最大测深超过万米，创造测井深度纪录，为超深井钻探工程实施提供了核心技术支撑。在松辽盆地近10年最深直井中识别出气层，保障了重点勘探领域油气重大发现。在全国最深地热井福深热1井进行地层构造测量，助力国家深层地热科学探索。

“2025年初，205摄氏度/235摄氏度系列高灵敏度声波测井换能器在万米超深井中，测量信号清晰稳定，远探测对弱小物理量具有很好识别能力，用准确、可靠的测井数据来认识和改造油气藏，为国家深地战略提供了有效支撑。”黄飞介绍说。

视点

中油测井首席专家?张炳军：

中油测井突破了材料和工艺2项卡点，成功研制全国产化175摄氏度/205摄氏度/235摄氏度超高温声波测井换能器。通过第三方测试，解决了超高温长时间稳定工作技术难题，可替代进口，实现了声波测井领域瓶颈技术突破和关键核心技术自主可控。通过创新链建成了产业链，形成了完备的生产工艺、生产设备、应用软件、刻度装置及其技术文件，实现100%国产化自主制造，为我国超深井、特深井测井作业提供了技术支持。该成果是我国超高温声波测井装备研制的关键核心元器件，总体达到国际先进水平，显著提升我国高端声波测井服务质量和效率，将有效支撑我国声波测井技术迈向国际高端服务市场。