[发明专利]一种非对称远探测测井方法

说明书

本发明属于声波测井资料处理及解释方法技术领域，尤其涉及一种非对称远探测测井方法。利用该远探测测井方法可以实现对横波的有效探测，最终实现对不同方位的地质异常体反射信号灵敏区分，为井周全方位反射横波成像提供新的思路。一种非对称测量的远探测测井方法，所述非对称远探测测井方法采用对称偶极阵列作为发射组合，并为每一个发射极匹配设置n个接收极，n为大于等于1的自然数；接收极所处平面与发射极所处平面两者平行设置，且任意一个发射极与其相匹配设置的接收极之间存在有不为0的夹角。

技术领域

该发明属于声波测井资料处理及解释方法技术领域，尤其涉及一种非对称远探测测井方法。

背景技术

声波测井作为一种较为常用的测井方法，其利用的是声波在不同性质岩层中传播时，速度、幅度及频率等声学特性的变化来测定钻井地质剖面的特性，最终判断得到固井的质量。

举例而言，如图1-3所示，根据井孔声学的基本原理，可以确定得到波动方程及其位移解：

(λ+μ)▽(▽·u)+μ▽²u+ρω²u (1)

其中，Φ为纵波位移势函数；为z方向的单位矢量；Γ为SV横波位移势函数；χ为SH横波位移势函数。SV横波在竖直平面内偏振，SH横波在水平平面内偏振。纵波、SV横波和SH横波的波长分别满足下式中的一个方程：

其中，k_p＝ω/α和k_s＝ω/β分别是纵波、横波波数，α、β是纵波、横波速度，各势函数在波数域的解为：

其中和分别为纵波径向波数和横波径向波数。

反射系数A_n、B_n、C_n、D_n、E_n、F_n可以由以下井孔流体和地层应力位移连续来确定。

其中，τ_ij是孔隙地层受得总应力，井孔内外用上标中的(1)和(2)来区分。将各相关表达式代入，求解反射系数，即可进一步得到井孔中得到波形。声波测井响应的声压时域波形函数为：

而进一步根据反射声学基本原理可知：

声反射探测，记录的反射波信号受一些重要的因素控制：

其中,RWV代表接收到的反射波；S是声波仪器的系统传递函数，其包括信号产生和记录；RD是井眼辐射指向性；RC是接收方位模式；RF是反射体反射系数。它们都能随角频率ω变化，如图1所示。其中S、RD、RC这些参数与井孔声学密切相关，反射声学决定参数RF。

除了这些因素，反射波主要受沿着波程的传播损耗控制。传播损耗由两个部分组成：几何扩散1/D，其中D是传播到反射体又返回来的总距离；波程的幅度衰减exp(-ωT/2Q)，其中T是沿着波程D的旅行时，Q是品质因子。方程(10)表明，如果传播到远处反射体并反射回来的T在记录时间内，并且地层衰减1/D没有把反射波振幅减弱到噪声水平，在适当的辐射和接受情况下，则记录的数据能够对反射体成像。

①发射部分

方程(10)的理论模型中另一个重要的因素是声源辐射特性RD。虽然单极声源的辐射特性已经详细研究过(Meredith,1990)，但关于偶极S波反射探测的辐射特性需要更进一步分析。