原理
偶極橫波成像測井普通聲波測井使用單極聲波發射器，可向井周圍發射聲波，使井壁周圍產生輕微的膨脹作用，因此在地層中產生了縱波和橫波。在硬地層條件下，可以得到縱波和橫波，由此得出縱波和橫波時差，如在陣列聲波測井中所述，但是在疏軟地層中，由於地層橫波首波與井中鑽井液波一起傳播，因此單極聲波測井無法獲取橫波首波。為了解決這個問題，研製了偶極橫波成像測井(DSI)。
它採用了偶極聲波源，偶極聲波源很像一個活塞，它能使井壁的一側壓力增加，而另一側壓力減小，故使井壁產生擾動，形成輕微的撓曲，在地層中直接激發出縱波與橫波。這種撓曲波的振動方向與井軸垂直，但傳播方向與井軸平行，通常這種聲波發射器的工作頻率，一般低於4kHz。另外這種發射器：有低頻發射功能，其工作頻率，可低於1kHz，在大井眼和速度很慢的地層中可得出很好的測量結果，同時也增大了探測深度。
偶極橫波成像測井除沿地層傳播的縱波與橫波外，沿井眼向上還存在有剪下撓曲波的傳播，這種由井眼撓曲運動形成的剪下撓曲波具有頻散特性，不同頻率其波的傳播速度不同，在高頻時其傳播速度低於橫波的速度;低頻時其傳播速度與橫波相同。右圖是慢速地層中偶極聲波源的縱波、橫波和撓曲波的傳播示意圖，圖的下部是記錄的慢速地層中偶極聲波的波列圖，由此可見，用偶極聲波測井可以由剪下、撓曲波提取軟地層的橫波時差。
儀器組成
偶極橫波成像測井偶極橫波成像測井儀如圖所示，該儀器分為發射器、接收器和數據採集電子線路部分。
發射器由三個發射器單元組成：下偶極發射器和上偶極發射器，兩個偶極發射器的方向互相垂直;一個單極全方位陶瓷發射器。用低頻脈衝激勵單極換能器產生斯通利波，用高頻脈衝激勵該換能器產生縱波和橫波。用低頻脈衝激勵偶極換能器產生縱波和橫波。用低於1KHz 的脈衝激勵偶極換能器，能在大井眼和非常低速地層中提取橫波。聲波隔離短節實際是一種機械衰減器，其作用是阻止由發射器部分來的信號沿儀器直接上傳。
接收器部分包括8 個接收器位置，相鄰兩個接收器位置的間距為6in (15.2cm)，第一個接收收器位置與第八個接收器位置之間的距離為42in (1.07m)。每個接收器位置上有兩對接收器。一對同上偶極發射器方向一致，另一對同下偶極發射器方向一致。對於偶極方式，每對接收器是分開傳輸的;對於單極方式，二者是合在一起傳輸的。最低接收器位置與單極發射器的距離為9ft(2.7m)，與上偶極發射器的距離為11ft(3.4m)，與下偶極發射器的距離為11.5ft(3.5m)。
並行數據採集電路包括有同時數位化的8 個獨立波形，能把幾次發射產生的波形疊加起來、進行自動增益控制，並把信號傳輸到地面的相關電路。還包括記錄每條波形的幅度門坎交叉時間所用的門坎探測器，門坎探測器用於檢測縱波首波，得出時差值。
儀器的工作方式
偶極橫波成像測井有多種工作方式，它們可以進行任意組合。
1)下偶極方式
採集和處理下偶極發射器發射時，相應接收器接收到的偶極波形數據及撓曲波的慢度，從而獲取有關橫波數據。
2）上偶極方式
採集和處理上偶極發射器發射時，相應接收器接收到的偶極波形數據及撓曲波的慢度，從而獲取有關橫波數據。
3)斯通利波方式
當用低頻脈衝激勵單極發射器發射時，採集和處理相應接收器接收到的單極波形數據，從而得出斯通利波的時差。
4)縱波和橫波方式
用高頻脈衝激勵單極發射器發射時，採集和處理相應接收器接收到的單極波形數據，從而得出縱波和橫波時差。
5)首波檢測方式
用高頻脈衝激勵單極發射器發射時，採集和處理相應接收器接收到的單極波與閥值的交叉數據，從而測得縱波的時差。偶極橫波成像測井儀可與大部分測井儀進行組合測量。
偶極橫波成像測井的套用
偶極橫波成像測井偶極橫波成像測井除一般縱波的套用外，主要還有下列幾方面的套用：
1）鑑別岩性和劃分氣層
實驗室和現場實際經驗表明，利用縱波速度與橫波速度比（v/v）可以鑑別岩性，在v/v與縱波時差Δt的交會圖(如圖)中，白雲岩的 v/v=1.8，石灰岩的v/v=1.86 二者幾乎是一條與橫軸平行的直線，同樣對於純砂岩或含氣砂岩v/v=1.58，而且v/v 與Δt的關係也近似於一條直線。利用這些特點即可由v/v與Δt交會圖中鑑別岩性。但對於含水砂岩來說，隨著孔隙度的增大和壓實程度的降低，v/v增大，如圖中的實線所示，呈一斜線狀。
2)劃分裂縫帶
偶極橫波成像測井當斯通利波遭遇張開裂縫時，由於裂縫處聲阻抗大，故使斯通利波的能量被反射，通過對斯通利波波形的處理，可提取反射係數(反射能量與人射能量之比)，從而判別裂縫帶。右圖是一硬地層的實例，圖中顯示出第一個接收器記錄的斯通利波的變密度圖(第三道)和計算的反射係數(第二道)，在605ft、781ft、784ft、807ft、811ft 和840ft 的深度處有明顯的反射波，同時相應的反射係數也增大，地層微電阻率掃描測井證實在605ft、807ft、811ft 和840h處存在有裂縫，而在781ft 和784ft 深度處的裂縫難以確定，由於裂縫處的反射係數大，表明這些裂縫是張開的，但該圖無法評價裂縫的張開度。
3)岩石機械特性分析
根據測得的縱、橫波時差及地層密度，可以計算地層岩石的機械特性，如泊松比(σ)、楊氏彈性模量(E)、切變模量(μ )、體積模量(k)及拉梅常數(λ )等。利用這些岩石的機械特性，可以評價井眼穩定性，以及預測水力壓裂效果等。
偶極橫波成像測井是一種新的測井技術，在其解釋方法和套用方面尚需進一步研究開發。
