[发明专利]一种基于偶极声波测井仪偏心测量消除井外地质体方位不确定性的方法

说明书

本发明公开一种基于偶极声波测井仪偏心测量消除井外地质体方位不确定性的方法，主要包括：将正交偶极声波测井仪在井中偏心测量，从采集的四分量数据中分离出井外反射信号并进行偏移成像；用四分量反射信号组成φ向发射和接收的合成信号SH，变化φ值得到使SH达到最大幅值时的角度φ₀；利用四分量反射数据合成信号Ns1和Ns2并比较其相位差异；建立Ns1和Ns2之间相位差异随反射体方位变化的规律图版；判断反射体的真实方位并转换到固定坐标系下；对最大幅值信号SH(φ₀)进行偏移成像，确定反射体的离井距离。本发明通过将现有仪器偏心测量来消除偶极横波远探测中的方位180°不确定性，经济性和实用性较强；且综合利用了四分量反射信号中的幅值和相位信息，处理结果更加准确。

技术领域

本发明属于应用地球物理声学测井领域，具体来说，本发明通过将现有的正交偶极声波测井仪在井中偏心放置，提出一种根据偏心测量四分量反射信号的幅值和相位特征精准探测井外地质体位置的方法，有效消除了偶极横波远探测中存在的方位180°不确定性。

背景技术

偶极横波远探测技术是近年来油气勘探开发领域的重要进展之一，该技术通过充液井中的偶极声源向地层辐射横波，并在井中接收经井外地质体反射回来的横波进行井周成像(Tang,X.M.,2004,Imaging near-borehole structure using directionalacoustic-wave measurement[J]:Geophysics,69,no.6,1378-1386.)，现已成熟应用于井旁裂缝、地层界面、断层、溶洞和邻井的探测和识别中，更是成为非常规油气勘探中寻找油气“甜点”的利器。

目前，偶极横波远探测采用四分量测量可以确定井外地质体离井的距离、倾角和走向，但地质体的倾向结果存在180°不确定性，其不利于进一步指导定向侧钻和储层的压裂改造。

针对偶极横波成像技术存在的方位模糊性问题，Tang X.M.于2004年首次指出采用偶极发射-单极接收的单偶极混合测量模式获取的数据中包含了反射体的方位信息。在该测量模式的基础上，Li等人提出(Li C.,H.Chen,X.He,and X.M.Wang,2021,Identifyingreflector azimuth from borehole multicomponent cross-dipole acousticmeasurement[J]:Geophysics,86,no.6,P.D201-D214.)利用偶极声源辐射的P波来消除SH波确定方位时造成的不确定性，然而偶极P波反射只有在软地层情况下较为明显。此外，Li等人(Li,D.,W.X.Qiao,X.H.Che,X.D.Ju,S.B.Yang,J.Q.Lu,and B.Y.Men,2020,Eliminating the azimuth ambiguity in reflected S-wave imaging logging basedon the azimuthal receiver mode[J]:Journal of Petroleum Science andEngineering,199,108295.)提出通过偶极发射-方位接收的测量模式来消除方位不确定性，但这种方法需要环向上布置八个接收器，并且对接收换能器性能的一致性要求较高。

另一个重要的问题是，对于已经成熟应用于现场的正交偶极声波测井仪，需要对仪器的接收部分进行改造才能实现上述方法的功能，这在工程实施中缺乏可操作性和经济性。因此，需要提出一种在尽量使用现有正交偶极声波测井仪的基础上来消除方位不确定性的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于偶极声波测井仪偏心测量消除井外地质体方位不确定性的方法，以解决在不改变现有正交偶极声波测井仪内部结构的基础上，仅通过偏心测量，根据四分量反射信号的幅值和相位特征精准探测井外地质构造位置的方法，经济有效地解决偶极横波远探测中存在的方位180°不确定的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的处理步骤具体如下：