[发明专利]套管井偶极横波测井中声源频率的选定方法

摘要

一种应用于套管井偶极横波测井中声源频率的选定方法。主要解决偶极横波测井应用于套管井进行异常地应力检测时存在的无法对套管井中不同围岩情况下的交叉偶极测井频率进行选择的不足。其特征在于：首先由声波时差曲线给出该井的纵波速度；然后利用柱坐标下的速度场方程及套管井情况下的边界连接条件，采用三维速度－应力有限差分方法数值模拟油水井的偶极声全波波场；此后对通过数值模拟得到的套管井井周存在异常地应力情况下的快、慢弯曲波进行频散分析；由快慢弯曲波交叉点的频率确定声源主频。应用本发明使得套管井中不同围岩情况下的交叉偶极测井频率能够被正确选择，实现了在套管井中也可运用交叉偶极声波测井资料反演井周异常地应力。

主权项

1、一种套管井偶极横波测井中声源频率的选定方法，其特征在于该方法由下述步骤构成：(1)、对于利用交叉偶极声波测井资料进行地应力检测的油水井，查阅该井完井时的测井资料，由测井资料中的常规声波测井资料中的声波时差曲线给出该井的纵波速度，即声波时差的倒数；(2)、利用柱坐标下的速度场方程(1)～(3)及套管井情况下的边界连接条件，采用三维速度—应力有限差分方法数值模拟油水井的偶极声全波波场，数值模拟中地层的纵波速度根据步骤1中的声波速度曲线给出；柱坐标系(r，θ，z)下由速度矢量和应力矢量的各分量描述的速度场方程分量形式为：ρ∂vr∂t=1r∂(rTrr)∂r+1r∂Trθ∂θ+∂Trz∂z-Tθθr+Fr,----(1)]]>ρ∂vθ∂t=1r∂(rTrθ)∂r+1r∂Tθθ∂θ+∂Tθz∂z-Trθr+Fθ,----(2)]]>ρ∂vz∂t=1r∂(rTrz)∂r+1r∂Tθz∂θ+∂Tzz∂z+Fz.----(3)]]>式中F_r，F_θ和F_z分别是点力源在柱坐标系下的三个分量，应力矢量式中，“·”表示对时间的一阶导数，err=∂Vr∂r,]]>eθθ=Vrr+1r∂Vθ∂θ,]]>ezz=∂Vz∂z,]]>erθ=12[1r∂Vr∂θ-Vθr+∂Vθ∂r],]]>ezθ=12[1r∂Vz∂θ+∂Vθ∂z]]]>和erz=12[∂Vz∂r+∂Vr∂z]]]>分别为应变张量的各分量对时间的一阶导数。其中g_βγ(β，γ＝{r，θ，z})是应力源。c′_ij，i，j＝1，6是地层的弹性系数(3)、对步骤2中通过数值模拟得到的套管井井周存在异常地应力情况下的快、慢弯曲波进行频散分析，研究套管井中弯曲波速度随频率的变化特征，由快慢弯曲波交叉点的频率确定声源主频，在本步骤中采用谱域加权相似法进行弯曲波频散曲线提取，该方法利用构建的相位矢量对傅氏变换后的阵列波形进行相位匹配，并用一高斯窗加权构造适应度函数，从而由适应度函数在每一频率下的最大值确定弯曲波的慢度。