CN101196113A - 单发五收声系虚拟双发五收声系的方法 - Google Patents
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Abstract
单发五收声系虚拟双发五收声系的方法应用于单发声系声波时差测井，在不同深度点上取得的声波资料，经计算机处理获得双发声系的测量结果。特征是：井眼补偿型的双发声系可以看成是由一个上发射的单发声系和一个下发射的单发声系组成。单发声系有一个下发射探头，因此只需要获得一个上发射探头的声波资料就可以获得一个双发声系的井眼补偿型声波资料来。上发射声系的声波资料通过下发射声系的声波资料置换获得，置换原声波的发射探头和接收探头互换位置，其测量效果相同。因此，通过不同深度点上的下发射声系的声波资料组合出一个上发射声系的声波资料。使用单发射声系取得的测井资料经计算机处理获得双发射声系的测井效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油地质勘探和金属矿藏勘测技术领域，特别涉及一种声波时差法测井的方法，具体到说是一种利用计算机处理声波时差法测井资料的方法。
背景技术
声波时差测井是石油勘探中的一个重要测井项目。最初的声波测井仪的声系统结构是单发射的声系统结构。在本技术领域中声系统也简称为声系。参阅图1。声波时差测井仪在井中测量原理：一个上发射声系的声波测井仪，上发射探头T发出声波传到井壁B，从井壁B传到井壁C再传回仪器接收探头R1接收；上发射探头T发出声波传到井壁B，从井壁B传到井壁D再传回仪器接收探头R2接收。发射探头T到接收探头R1的垂直距离为Z0，接收探头R1到接收探头R2的垂直距离为Z。一次发声后，可以获得从T到R1和从T到R2的两个声波旅行时间数据Δt1、Δt2。其中：t0到t1的时间为Δt1；t0到t2的时间为Δt2，通过计算可以获得了地层的声波传输时差为Δt＝(Δt2-Δt1)/Z。
单发声系的声波测井仪所获得的声波测井资料在很大程度上受井眼条件影响。随着测井技术的不断发展，声波测井仪不断进步，开发出了双发射的声波测井仪。开始了双发声系声波时差测井，获得双发声系的井眼补偿型声波资料。双发声系的井眼补偿原理，参阅图2。当仪器向上通过变大的井眼时，在井眼从小到大变化的交界处，上发射测得的声波数据偏大，下发射测得的数据偏小，而在井眼从大到小变化的交界处，上发射测得的声波数据偏小，下发射测得的数据偏偏大，如果将上发射测量数据和下发射测量数据求平均值，就会抵消由于井眼变化引起来的数据偏差。从而达到了井眼补偿的目的。
双发声系声波时差测井仪的工作方式为，上发射探头发射一次声波，5个接受探头得到5道接收资料；然后下发射探头再发射一次声波，5个接受探头又得到5道接收资料。两次得到的接收资料是具有井眼补偿能力的双发五收声系声波测井仪的声波测井资料，从而完成一个测点的测量循环。可以看出井眼补偿型的双发声系可以看成是由一个上发射的单发声系和一个下发射的单发声系组成。
双发声系同单发声系比较，双发声系的声波测井仪所获得的声波测井资料不受井眼条件影响。然而，双发声系的声波测井仪缺点是：双发声系测井仪器结构复杂，双发声系长度比单发声系测井仪器的长度长。参阅图3和图4所示。图3是具有井眼补偿能力的双发声系声波测井仪；图4是不具有井眼补偿功能的单发声系声波测井仪。双发声系声波测井仪比单发声系声波测井仪长度要长。
目前，测井仪器向小型化方向发展，井眼补偿型的双发声系声波测井仪长度是影响声波测井的关键；另外为了提高测井时效，仪器一次下井要取得所有常规测井资料。单发声系声波测井仪还不能取得双发声系的井眼补偿型声波资料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单发五收声系虚拟双发五收声系的方法，可以利用单发声系声波测井仪进行测井，获得具有双发声系的井眼补偿型声波资料，实现双发射声波测井仪测井的相同效果。克服单发声系波测井仪取得的声波测井资料受井眼条件影响；同时克服双发声系声波测井仪结构复杂，双声系长度比单发声系长度长，不利于测井仪器向小型化发展的不足。
本发明采用的技术方案是：充分利用测井地面系统中计算机的存储和计算能力，采用单发五收声系声波测井仪测井，获得双发五收声系声波测井仪同样效果。即使用不具备井眼补偿能力的单发五收声系声波测井仪的声波测井资料，转换为具有井眼补偿能力的双发五收声系声波测井仪的声波测井资料。
原理是：现代测井地面系统中使用的计算机已经能够完成大量的存储和复杂运算。因此充分利用计算机存储的单发声系取得的声波测井资料，并经过计算得到双发声系的测量结果。见图5，最左侧示意的仪器就是一个标准的双发声系声波时差测井仪。单发声系声波时差测井仪只有一个下发射探头，只能获得一个下发射的声系的声波资料。因此我们只需要再获得一个上发射的声系的声波资料，就可以获得一个双发的井眼补偿型声系的声波资料来。这一个上发射的声系的声波资料能通过下发射的声系的声波资料里提取出来。从图5可以看出来，通过将对应深度上的相应声波资料提取出来就可以得到一个上发声系资料。一个具有井眼补偿能力的双发五收声系声波测井仪的声波测井资料。
具体做法是：
上发声系的合成过程见图6，图左为虚拟的上发声系，图右为实际的下发声系，从上而下探头顺序为R1、R2、R3、R4、R5、T1，由置换原理声波的发射探头和接收探头互换位置，其测量效果相同，因此，可以通过不同深度点上的声波资料组合出一个声系。具体过程如下：在声波测井仪器中，把发射探头到最近的接收探头的距离成为声系源距，两个相邻接收探头的距离成为间距。把声系源距设为L，接收探头间距设为R。单发声系接收探头编号为R1、R2、R3、R4和R5；单发声系发射探头编号为T1。以单发声系声波时差测井仪在井眼内，由下向上运动进行测井。
A、把声系上提L距离，所得到的T1R1的旅行时间作为深度0的上发声系T0R5的旅行时间资料；
B、将声系再上提R距离，所得到的T1R2旅行时间作为深度0的上发声系T0R4的旅行时间资料；
C、再将声系上提R距离，所得到的T1R3旅行时间作为深度0的上发声系T0R3的旅行时间资料；
D、再将声系上提R距离，所得到的T1R4旅行时间作为深度0的上发声系T0R2的旅行时间资料；
E、再将声系上提R距离，所得到的T1R5旅行时间作为深度0的上发声系T0R1的旅行时间资料；
F、通过实际的单发声系在上提过程中所测量到的5个深度点上的旅行时间得到了深度0上的虚拟上发声系所需的旅行时间。从而获得一个上发射的声系的声波资料。上发射的声系的声波资料与存储在计算机中的在深度0位置获得的下发射的声系的声波资料进行合成处理，获得一个双发的井眼补偿型声系的声波资料。完成一次下发声系虚拟上发声系的合成过程。
G、仪器从下向上连续进行测量并与深度数据一起存储。每上提1个采样间距的距离，重复合成过程根据相应深度点上的存储的资料就能够得到。即：当仪器上提到L+4R的深度时，就可以从所测量的下发射旅行时间中得到深度0上的上发射所需的各个旅行时间。
本发明的有益效果是：目前普遍使用的双发射声系的声波测井仪长度过长，无法适应大满贯组合测井的需要。本发明单发五收声系虚拟双发五收声系的方法，可以利用单发声系声波测井仪进行测井，获得具有双发声系的井眼补偿型声波资料，实现双发射声波测井仪测井的相同效果。克服了单发声系波测井仪取得的声波测井资料受井眼条件影响的缺点；同时也克服了双发声系的声波测井仪结构复杂的弊病。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是声波时差测井原理图。
图2是井径变化的对单发声系测井声波的影响图，同时也是井径变化时双发声系补偿原理图。
图3是双发五收声系测井仪示意图。
图4是单发五收声系测井仪示意图。
图5是单发五收声系虚拟双发发五收声系示意图。
图6是下发射单发五收探头声系资料虚拟上发射单发五收探头声系资料过程示意图。
具体实施方式
实施例：参阅附图4。一个单发五收的声波时差测井仪器，该仪器是一个典型的下发射单发声系，其探头间距R为150mm，探头源距L为600mm。
在深度0时，下发射声系的资料直接接收就可以获得，存入计算机。而在深度0上的上发射声系的资料，通过一下过程得到：
A、把声系上提600mm距离，所得到的T1R1的旅行时间作为深度0的上发声系T0R5的旅行时间资料；
B、将声系再上提150mm距离，所得到的T1R2旅行时间作为深度0的上发声系T0R4的旅行时间资料；
C、再将声系上提150mm距离，所得到的T1R3旅行时间作为深度0的上发声系T0R3的旅行时间资料；
D、再将声系上提150mm距离，所得到的T1R4旅行时间作为深度0的上发声系T0R2的旅行时间资料；
E、再将声系上提150mm距离，所得到的T1R5旅行时间作为深度0的上发声系T0R1的旅行时间资料；
F、通过实际的单发声系在上提过程中所测量到的5个深度点上的旅行时间得到了深度0上的虚拟上发声系所需的旅行时间。从而获得一个上发射的声系的声波资料。上发射的声系的声波资料与存储在计算机中的在深度0位置获得的下发射的声系的声波资料进行合成处理，获得一个双发的井眼补偿型声系的声波资料。完成一次下发声系虚拟上发声系的合成过程。也就是说，测量0深度点上的资料时，只要要等仪器连续上提测量到1200mm的深度上时，就能够得到所有在0深度点上所需的全部双发声系的所需资料。
G、下发射单发声系仪器从下向上连续进行测量，每上提一个采样点的距离(采样点间隔在25mm-100mm范围可选)，重复合成过程，根据相应深度点上的存储的资料就能够得到。即：当仪器上提到L+4R的深度时，就可以从所测量的下发射旅行时间中得到深度0上的上发射所需的各个旅行时间。通过实际的单发声系在上提过程中所测量到的5个深度点上的旅行时间得到了深度0上的虚拟上发声系所需的旅行时间。这一点在实际的测井过程中，只需要进行有针对性的资料存储和提取就可以完成。
Claims (1)
1.一种单发五收声系虚拟双发五收声系的方法，其特征是：在声波测井中，把发射探头到最近的接收探头的距离成为声系源距，两个相邻接收探头的距离成为间距，把声系源距设为L，接收探头间距设为R，单发声系接收探头编号为R1、R2、R3、R4和R5；单发声系发射探头编号为T1，以单发声系声波时差测井仪在井眼内，由下向上运动进行测井，
A、把声系上提L距离，所得到的T1R1的旅行时间作为深度0的上发声系TOR5的旅行时间资料；
B、将声系再上提R距离，所得到的T1R2旅行时间作为深度0的上发声系TOR4的旅行时间资料；
C、再将声系上提R距离，所得到的T1R3旅行时间作为深度0的上发声系TOR3的旅行时间资料；
D、再将声系上提R距离，所得到的T1R4旅行时间作为深度0的上发声系TOR2的旅行时间资料；
E、再将声系上提R距离，所得到的T1R5旅行时间作为深度0的上发声系TOR1的旅行时间资料；
F、通过实际的单发声系在上提过程中所测量到的5个深度点上的旅行时间得到了深度0上的虚拟上发声系所需的旅行时间，从而获得一个上发射的声系的声波资料，上发射的声系的声波资料与存储在计算机中的在深度0位置获得的下发射的声系的声波资料进行合成处理，获得一个双发的井眼补偿型声系的声波资料，完成一次下发声系虚拟上发声系的合成过程，
G、仪器从下向上连续进行测量并与深度数据一起存储，每上提1个采样间距的距离，重复合成过程根据相应深度点上的存储的资料就能够得到，即：当仪器上提到L+4R的深度时，就可以从所测量的下发射旅行时间中得到深度0上的上发射所需的各个旅行时间。
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