[發明專利]一種基于正交偶極四分量測量精準探測井外地質構造的聲波測井方法及裝置

在審

• 申請號: 202210355648.5
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114779346A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 唐曉明;李楊虎;蘇遠大
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V1/40
• 分類號: G01V1/40;E21B49/00
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

1.一種基于正交偶極四分量測量精準探測井外地質構造的聲波測井方法，采用如下處理步驟：

步驟一、將正交偶極四分量聲波測井裝置放于測量井中，依次激發兩個正交的偶極聲源，向井外地層中輻射彈性波；

步驟二、記錄儀器坐標軸相對于固定方向的方位角；

步驟三、用方位陣列接收器采集信號并按照特定模式組成四分量數據xx,xy,yx,yy；

步驟四、將采集的儀器方位數據和四分量數據通過電纜上傳至地面控制系統；

步驟五、對四分量數據進行濾波并做波場分離處理，壓制和剔除沿井孔傳播的直達波信號，提取出來自井外界面的反射信號；

步驟六、將從全波中分離出的四分量井外反射信號進行偏移成像；

步驟七、在儀器坐標系下，以相對于儀器x軸的角度φ為變量，用四分量井外反射信號組成φ向發射和接收的合成XX反射波信號XX(φ)＝xx·sin²φ-(xy+yx)·sinφcosφ+yy·cos²φ，變化φ值得到使XX達到最大幅值時的角度φ₀；

步驟八、利用四分量反射數據合成兩個新信號Ns1和Ns2，并比較它們之間的相位差異；

步驟九、按照步驟三中的四分量采集模式和步驟八中的新信號合成方式，通過理論模擬，建立新信號Ns1和Ns2之間相位差異隨井外反射體方位變化的規律圖版；

步驟十、根據理論模擬圖版，判斷φ₀是否為反射體的真實方位角：若φ₀與步驟八中信號Ns1和Ns2之間相位差異的關系符合步驟九中的理論圖版規律，則φ₀為真實方位角；否則真實方位角為φ₀+180°；

步驟十一、根據測量的儀器方位，將反射體的真實方位角φ₀或φ₀+180°從儀器坐標系轉換到固定坐標系下；

步驟十二、對最大幅值信號XX(φ₀)進行偏移成像；

步驟十三、利用地層橫波速度對成像進行時深轉換，進一步確定反射體的離井距離，得到最終反射成像結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于正交偶極四分量測量精準探測井外地質構造的聲波測井方法，所述步驟一中，兩個正交偶極聲源X和Y分別指向儀器坐標系的x和y軸方向，其中X和Y向偶極源由對稱分布在儀器x和y軸兩側的兩塊極板組成，兩塊極板激發信號的能量相同、極性相反；儀器工作時，依次激發X和Y向偶極源，向井外地層中輻射彈性波。

3.根據權利要求1所述的一種基于正交偶極四分量測量精準探測井外地質構造的聲波測井方法，所述步驟三中，方位陣列接收器包含至少八組在軸向上等間隔布置的方位接收站，每一組方位接收站由對稱分布在儀器x和y軸兩側的四塊接收極板組成；X和Y向偶極源激發后，每一組接收站記錄四個不同方位的共八個分量的聲壓信號，即XX1、XX2、XY1、XY2以及YX1、YX2、YY1、YY2，其中第一個字母代表聲源，第二個字母及數字代表接收器；八個分量信號在處理器中按照下述方式組合，得到四分量正交偶極數據：

其中，m₁和m₂為調節因子；當m₁和m₂取不同值時，可實現不同的四分量采集模式。

4.根據權利要求1所述的一種基于正交偶極四分量測量精準探測井外地質構造的聲波測井方法，所述步驟五具體為：首先對四分量波形數據進行濾波處理以減小噪聲干擾，然后進行直達波壓振處理以減少直達波周期，最后選用中值濾波或F-K濾波等方法進行波場分離，壓制和剔除直達波干擾，從全波中提取出反射波信號。

5.根據權利要求1所述的一種基于正交偶極四分量測量精準探測井外地質構造的聲波測井方法，所述步驟六具體為：對步驟五得到的四分量井外反射信號，首先按照共中心點疊加、傾角疊加和徑向補償方法進行信號增強處理，然后用時深轉換的偏移成像進行成像，并利用直接濾波或F-K濾波對成像結果做進一步的降噪處理。