波长比压电振子的尺度大许多时，可以将圆管状的压电振子视为一个脉动球源，其辐射指
向性近似为一个球面，其水平指向性曲线近似为如一个圆圈。井下的单极子声源可以向各个
方向的井壁均匀辐射声波能量，显然，由单极子接收器接收到的声波信号携带了整个圆周
上井壁介质性质的综合信息。

 

　　单极子声源在硬地层井孔中激发起以滑行纵波为首波，包括滑行横波、伪

rayleigh 波和

stoneley 波为先后顺序的全波列，其中滑行纵波、滑行横波、伪 rayleigh 波和 stoneley 波的幅
度依次增大，而主频则依次降低。在软地层井孔中，由于地层的横波波速小于井内液体的波
速，对称声源产生的波列中没有滑行横波模式波包，因而无法在软地层测量地层的横波信
息。单极子声波测井技术已经成功地应用于电缆声波测井（裸眼井和套管井）和随钻声波测
井。我国已经熟练地掌握了电缆单极子声波测井技术，正在进行随钻单极子声波测井技术的
研发。

 3 多极子声波测井技术 

　　在软地层充液井孔中利用单极子声波测井技术无法获得地层的横波波速，而地层的横
波波速对于地层评价和石油工程是一个至关重要的参数。因此，从

1980 年代起人们着力研

究在井下应用包括偶极子声源和四极子声源在内的非对称声源进行声波测井的方法研究。综
合采用单极子声源、偶极子声源和四极子声源的声波测井仪器称之为多极子声波测井仪器。
研究结果表明，在充液井孔中应用偶极子声源或四极子声源技术，可以分别在充液井孔中
激励起弯曲波和螺旋波。弯曲波和螺旋波都是频散波，其波速略小于地层的横波波速，但各
自的截止频率处的弯曲波和螺旋波的波速接近于地层的横波波速。

1990 年，以斯伦贝谢公

司的

dsi 为代表的偶极子横波测井仪已投入市场，偶极子横波测井仪不断在现场获得良好

资料。使用多极子声波测井仪器可以直接测量而不是估算出地层的横波波速，这对于地层评
价和地层应力分析都具有十分重要的意义。另外，利用正交偶极子声波测井技术可以评价地
层的各向异性，这成为在井眼中评价地层水平主应力和垂直裂缝的最直接、最准确的技术手
段。因此可以说，偶极子和四极子声波测井技术的出现是声波测井技术的一次重大技术进步。
 4、结束语 
　　以声波测井换能器的发展变化为主线，评述了声波测井技术的发展和变化。声波测井换
能器技术的变化恰恰是声波测井技术更新换代的最主要的特征。我国在发展自己的声波测井
技术时遵循着引进、消化、吸收和再创新的路线，单极子声波测井技术已经成为我国成熟的
声波测井技术，包括非对称声源技术在内的多极子声波测井技术是我国刚刚攻克的先进声
波测井技术并已经进入产业化进程。