[发明专利]一种评价地层水力压裂效果的方法及装置

权利要求书

1.一种评价地层水力压裂效果的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、在深度区间内进行阵列声波测井，得到深度区间内压裂前、后的正交偶极子声波测井时域四分量数据和仪器方位曲线；

S2、将所述压裂前的四分量数据及仪器方位曲线由仪器坐标系转换到地球坐标系下，构建不同方位的偶极声波测井数据；

S3、对所述不同方位的偶极声波测井数据进行滤波处理，消除测井随机噪声及来自层界面的反射干扰；

S4、根据直达波幅度对所述滤波后的偶极声波测井数据进行归一化处理，利用希尔伯特变换计算所述深度区间压裂前的散射波能量包络；

S5、采用步骤S2至步S4相同的方法获得所述深度区间压裂后的散射波能量包络；

S6、利用波形相干叠加法处理所述滤波后的偶极声波测井数据，得到压裂前、后地层的横波速度曲线；

S7、根据所述深度区间压裂前、后的能量包络，计算所述深度区间的一个深度点处压裂前、后散射波能量包络的差异ΔE；根据所述压裂前、后地层的横波速度曲线，计算所述一个深度点处压裂前、后弹性波慢度的差异Δs；

S8、根据所述一个深度点处压裂前、后弹性波慢度的差异Δs和所述压裂前、后散射波能量包络的差异ΔE判断当前深度点的井筒方向压裂效果和径向压裂效果；当Δs0时，将声波测井仪器的采样间隔记为所述一个深度点的压裂裂缝高度；

S9、采用步骤S7和步骤S8相同的方法判断下一个深度点的压裂状态，直到遍历整个深度区间；统计不同深度点井筒方向和径向压裂结果，确定整个深度区间内的压裂高度和径向压裂延伸宽度。

2.根据权利要求1所述评价地层水力压裂效果的方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程为：

S31、将深度区间内方位为的偶极声波测井数据进行带通滤波，消除测井随机噪声，得到滤波后的偶极声波测井数据v(z,t)，其中取值区间为[0,360°]，z为深度，t为时间；

S32、将偶极声波测井数据v(z,t)变换到频率-波数域，利用F-K滤波消除来自层界面的反射干扰，通过二维傅立叶反变换得到滤波后的偶极声波测井数据w(z,t)。

3.根据权利要求2所述评价地层水力压裂效果的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述根据直达波幅度对所述滤波后的偶极声波测井数据进行归一化处理的公式为：

g(z,t)＝w(z,t)/w₀ (1)

其中w₀为直达波幅度，w(z,t)为滤波后的偶极声波测井数据，g(z,t)为归一化处理结果。

4.根据权利要求2所述评价地层水力压裂效果的方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述利用波形相干叠加法公式为：

其中，X_m(t)是N个声波测井仪器接收换能器阵列中的第m个接收换能器，d是声波测井仪器接收换能器之间的间隔，T是时间窗T_w的位置，v是速度区间中的某一速度值；对整个声波波形或者波形中的某一时段以及给定的速度区间按式(2)计算出二维相关函数Corr(v,T)，当相关函数取极大值时对应的v值，即求出了横波速度v_s。

5.根据权利要求1所述评价地层水力压裂效果的方法，其特征在于，所述步骤S7中：

在一个深度点z＝z₀处压裂前、后散射波能量包络的差异ΔE为：

ΔE＝B(z₀,t)-A(z₀,t) (3)

其中，B(z₀,t)为压裂后的能量包络，A(z₀,t)为压裂前的能量包络，t为时间；

在深度点z＝z₀处压裂前、后弹性波慢度的差异Δs为：

Δs＝10^6/V_压裂后-10^6/V_压裂前 (4)

其中，V_压裂后为压裂后的横波速度，V_压裂前为压裂前的横波速度。