[發明專利]一種基于聲源激勵頻率的隨鉆聲波測井鉆鋌刻槽方法

在審

• 申請號: 202110105975.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112832753A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 季運佳;何曉;陳浩;王秀明
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: E21B47/16
• 分類號: E21B47/16
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

本發明屬于隨鉆聲波測井技術領域，具體地說，涉及一種基于聲源激勵頻率的隨鉆聲波測井鉆鋌刻槽方法，包括：聲波發射器發射不同聲源激勵頻率的信號；通過聲波接收器獲取不同聲源激勵頻率的鉆鋌能量信號的時域波形；對于不同聲源激勵頻率，繪制能量分布曲線；根據該曲線，繪制聲源激勵頻率與鉆鋌能量信號集中分布區域在鉆鋌徑向方向上的空間分布位置曲線；根據實時獲取的聲源激勵頻率，利用獲得的空間分布位置曲線，判斷當前獲取的聲源激勵頻率下，鉆鋌能量信號集中分布區域在鉆鋌徑向方向上的空間分布位置；并根據判斷出的空間分布位置，選擇對應的隨鉆聲波測井鉆鋌刻槽方式。

技術領域

本發明屬于隨鉆聲波測井技術領域，具體地說，涉及一種基于聲源激勵頻率的隨鉆聲波測井鉆鋌刻槽方法。

背景技術

隨鉆聲波測井技術以其邊鉆邊測，實時獲取地層信息，并實現地質導向等優點被廣泛應用于大斜度井、水平井和深海鉆探中。

隨鉆聲波測井儀器的聲波發射器和接收器安裝在鉆鋌上，當聲波發射器發射的聲源激勵信號進行低頻或高頻激勵時，接收器不僅記錄來自地層的縱橫波信號，還可接收到鉆鋌能量信號?，F有的隨鉆聲波測井儀器大都采用在聲波發射器和接收器之間的鉆鋌的內圓周側壁或外側圓周壁上刻有多個凹槽，能夠衰減沿著鉆鋌傳播的鉆鋌能量信號，從而清晰地識別來自地層的縱橫波信號。但是，現有的鉆鋌刻槽方法都忽略了鉆鋌能量信號的能量分布隨頻率變化的特性，僅采用單一的鉆鋌刻槽方式，來應對不同聲源激勵頻率激勵情況，從而不能總是最大幅度的削弱鉆鋌能量信號，導致鉆鋌的內圓周側壁或外圓周側壁上刻有的多個凹槽的削弱鉆鋌能量信號的效果不穩定、較差。

發明內容

為解決現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種基于聲源激勵頻率的隨鉆聲波測井鉆鋌刻槽方法，該方法包括：

聲波發射器發射不同聲源激勵頻率的信號；通過聲波接收器獲取不同聲源激勵頻率的鉆鋌能量信號的時域波形；聲波發射器和聲波接收器分別位于鉆鋌的兩端；

對于不同聲源激勵頻率，以鉆鋌徑向方向為橫坐標，以從鉆鋌內壁到外壁的歸一化鉆鋌能量信號的能量值為縱坐標，繪制能量分布曲線；

根據上述能量分布曲線，繪制聲源激勵頻率與鉆鋌能量信號集中分布區域在鉆鋌徑向方向上的空間分布位置曲線；

根據實時獲取的聲源激勵頻率，利用獲得的空間分布位置曲線，判斷當前獲取的聲源激勵頻率下，鉆鋌能量信號集中分布區域在鉆鋌徑向方向上的空間分布位置；并根據判斷出的空間分布位置，選擇對應的隨鉆聲波測井鉆鋌刻槽方式，實現對鉆鋌的刻槽。

作為上述技術方案的改進之一，所述繪制能量分布曲線的具體過程為：

采用聲場模式分析的方法，計算每個鉆鋌能量信號與對應的鉆鋌能量信號在鉆鋌徑向方向上的能量：

其中，P(r,ω)為在當前的聲源激勵頻率下，鉆鋌能量信號在鉆鋌徑向方向上的能量；e為自然常數；i為虛數；r和z分別表示預先建立的柱坐標系下的鉆鋌能量信號在鉆鋌徑向方向上的徑向位置和軸向位置；ω和k分別表示聲源激勵頻率和軸向波數；k₀為鉆鋌信號對應的復波數平面內的極點；D(ω,k)為與聲源無關的全局矩陣；N(ω,k)為與聲源有關的矩陣；

根據上述公式，對于不同聲源激勵頻率，以鉆鋌徑向方向為橫坐標，以從鉆鋌內壁到外壁的歸一化鉆鋌能量信號的能量值為縱坐標，繪制能量分布曲線。

作為上述技術方案的改進之一，所述根據上述能量分布曲線，繪制聲源激勵頻率與鉆鋌能量信號集中分布區域在鉆鋌徑向方向上的空間分布位置曲線；其具體過程為：