[發明專利]一種井下定向孔單頻諧波探測方法及其應用

在審

• 申請號: 202210457421.1
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114737963A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉磊;范濤;趙兆;張鵬;房哲;安又新;郭建磊;李宇騰
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G01R23/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

1.一種井下定向孔單頻諧波探測方法，其特征在于，在發射鉆孔進行壓裂-注漿施工前后，分別進行一次諧波信號采集；采用四倍頻率諧波算法，從采集到的數據中提取平均諧波信號振幅值；對所述的平均諧波信號振幅值進行處理后，獲得壓裂-注漿施工前后吸收衰減系數差值。

2.如權利要求1所述的井下定向孔單頻諧波探測方法，其特征在于，該方法具體包括如下步驟：

步驟一，沖洗定向鉆孔；

步驟二，確定發射鉆孔和接收鉆孔，設計發射點和接收點的位置；

步驟三，進行施工前的諧波信號采集；

步驟3.1，進行時間同步；

步驟3.2，進行鉆桿鉆進的諧波信號采集；

步驟3.3，進行鉆桿退出的回移諧波信號采集；

步驟四，提取平均諧波信號振幅值ā；

完成步驟三中的施工前的諧波信號采集后，采用四倍頻率諧波算法，從施工前的諧波信號數據中提取平均諧波信號振幅值ā；

所述的鉆桿鉆進的諧波信號S的集合表示如下，其中，n表示發射點的個數，m表示接收點的個數：

S＝[S_(0，0)，S_(0，1)，S_(1，1)，S_(1，2)，S_(2，2)，S_(2，3)，......，S_(n-1，m-1)，S_(n-1，m)，S_(n，m)，_(n，m-1)]；

所述的鉆桿鉆進的諧波信號S的集合中，每個諧波信號S_(i,j)中均包含k個采集周期，所述的每個采集周期內包含四個采集時刻點，每個采集時刻點對應一個諧波數據值λ；

則所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)表示如下：

所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)的采集時間tf_(0,0)表示如下：

則所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)中，第一個采集周期內包含的四個諧波數據值λ分別表示如下；

所述的采集時刻點采集到的諧波數據值如式I所示：

所述的采集時刻點采集到的諧波數據值如式II所示：

所述的采集時刻點采集到的諧波數據值如式III所示：

所述的采集時刻點采集到的諧波數據值如式IV所示：

則所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)的諧波信號振幅值A，能夠按照下述式V和/或式VI計算獲得：

式I、式II、式III、式IV、式V和式VI中：

θ表示初始采集時刻點所對應的諧波信號的相位；

A表示諧波信號振幅值；

π表示半個周期對應的諧波信號的相位增加；

所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)中包含的4k個諧波數據值λ，則一共能求得2k個諧波信號振幅值A，以所述的式I至式VI類推，則根據所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)求得的諧波信號振幅值A_(0,0)的集合表示如下：

則所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)所對應的平均諧波信號振幅值ā_(0,0)按照式VII求得：

所述的鉆桿鉆進的諧波信號S的集合中，每個諧波信號S_(i,j)對應的平均諧波信號振幅值的計算過程，與所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)所對應的平均諧波信號振幅值的計算過程相同，以此類推，能夠獲得多個諧波信號S對應的平均諧波信號振幅值

所述的鉆桿退出的回移諧波信號Q的集合表示如下，其中，n表示發射點的個數，m表示接收點的個數：

Q＝[Q_(n-1，m-3)，Q_(n-1，m-4)，Q_(n-2，m-4)，Q_(n-2，m-5)，......，Q_(4，1)，Q_(4，2)，Q_(3，1)，Q_(3，0)]；

所述的鉆桿退出的回移諧波信號Q的集合中，每個回移諧波信號Q中均包含k個采集周期，所述的每個采集周期內包含四個采集時刻點，每個采集時刻點對應一個回移諧波數據值ω；

則所述的發射點F₃的第二回移諧波信號Q_(3,0)表示如下：

所述的發射點F₃的第二回移諧波信號Q_(3,0)的采集時間tr_(3,0)表示如下：

所述的鉆桿退出的回移諧波信號Q的集合中，每個回移諧波信號Q對應的平均諧波信號振幅值的計算過程，與所述的初始發射點F₀的第一諧波信號S_(0,0)所對應的平均諧波信號振幅值的計算過程相同，以此類推，能夠獲得多個回移諧波信號Q對應的平均諧波信號振幅值

步驟五，進行施工后的諧波信號采集和振幅值提取；

完成步驟三中所述的施工前的諧波信號采集后，對發射鉆孔進行壓裂-注漿施工；施工結束后，重復上述步驟3.1至步驟3.3，完成注漿-壓裂施工后的諧波信號采集，采用四倍頻率諧波算法，從施工后的諧波信號數據中提取諧波信號振幅值，并獲得施工后的平均諧波信號振幅值；

步驟六，對步驟四獲得的施工前的平均諧波信號振幅值以及步驟五獲得的施工后的平均諧波信號振幅值進行處理，獲得壓裂-注漿施工前后吸收衰減系數差值。