CN102508299A - 在井中发射并接收偶极横波的远探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在井中发射并接收偶极横波的远探测方法，在井中设置偶极子声源，控制该偶极子声源激发的偶极声波的频率，使偶极声源在井中弯曲波截止频率以下发射偶极声波，接收后的包括井中的直达波和井外的反射波的波形信号，经过滤波器滤波，再经过由微处理器和接收控制系统控制的程控增益调节，将信号调理到后续的模/数转换器相适应的幅度，经模数转换器数字化采样后送到微处理器，由该处理器将数字化数据储存并传播到地面采集系统。本发明可以解决传统的偶极横波法存在的因反射回到井中接收器的声波信号十分微弱，而难以测量和处理的技术问题。

Description

在井中发射并接收偶极横波的远探测方法

技术领域

本发明属于应用地球物理测井技术，具体来说，本发明是一种在井中进行声波/弹性波的发射和接收以探测井周地层中的地质构造或异常体的方法和技术。

背景技术

随着石油、天然气及矿藏勘探和开发需求的增长及测井技术的发展，需要对井周围数米到数十米范围内的地层构造及地质体进行探测。这些构造或地质体的具体例子如，地层界面、裂缝、断层、溶洞和矿体等等。在井中对这些构造地质体的测量技术称为远探测技术。它把常规测井技术的测量范围从井周一米左右提高到几十米，该技术应用前景十分巨大，可以用来找寻井周裂缝的位置和方位，以确定油气的通道及流动方向和下一步钻井的轨迹，也可以用来在水平井追踪储层的边界等。

目前的远探测技术有声、电两种，电法远探测由井中的仪器向地层发射低频电磁波，用以探测井周围地质异常体与背景地质电阻率的差异造成的电阻率异常，然而，低频电磁波的分辨率很低，所以电法远探测往往只能感知异常体的存在而不能确定其位置。

声波的远探测技术分单极纵波法和偶极横波法两种。前者利用井中单极子声源向井处辐射的纵波，并利用波在井外地质体的反射来确定地质体的位置，但单极纵波的频率一般在10kHz左右，较高频率的波衰减造成其探测范围有限，约为数米到十数米的范围，另外，由于单极的声源辐射的无方向性，因而该方法不能确定反射体的方位。偶极横波法是近年来发展起来的远探测技术，使用的频率约为3～5kHz。该方法采用偶极子声源在井中向井外发射横波，并在井中接收由井外地质体反射回来的横波。由于频率较低，该方法较单极纵波有较深的探测距离，可达二十多米的范围。此外，由于偶极子声源的指向性具有方向性，采用多分量(实际中为四分量)的偶极发射和接收，该方法不但能确定发射体的位置，还能确定其方位，因而较单极纵波有相当的优越性。

然而，在井中进行声波远探测，无论是对于单极纵波法，还是对新近发展的偶极横波法，都存在一个很大的局限性，即相对于井中传播并被接收器记录的声波来说，由于井中辐射到井外，并被反射回到井中接收器的声波是一个十分微弱的信号，其振幅只有井中传播的声波(称为直达波)的几十到几百，甚至几千分之一。这种微弱信号往往被淹没在声波测井的数据噪声之中，难以测量和处理，这种测量的局限性极大地限制了现有声法远探测技术的广泛使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种在井中发射并接收偶极横波的远探测方法，以解决传统的偶极横波法存在的因反射回到井中接收器的声波信号十分微弱，而难以测量和处理的技术问题。

本发明实现上述目的的技术方案如下：

方案之一，在井中设置偶极子声源，控制该偶极子声源激发的偶极声波的频率，避免使偶极声波以呈现出很强的频散特征的弯曲波的形式传播，即在弯曲波能被激发的最低频率称为截止频率以下发射偶极声波，保证无论是在井中，还是在井外地层中，偶极声波都将是纯粹的剪切横波；利用沿井轴方向排列的接收器阵列接收向井外辐射的横波经地层中的地质反射体反射回到井中的反射波与沿井轴传播的直达波，该接收阵列到声源的距离应不小于3个波长；接收后的包括井中的直达波和井外的反射波的波形信号，经过滤波器滤波，以去掉截止频率以上的波动能量，再经过由微处理器和接收控制系统控制的程控增益调节，将信号调理到后续的模/数转换器相适应的幅度，经模数转换器数字化采样后送到微处理器，由该处理器将数字化数据储存并传播到地面采集系统。

方案之二，在一个较宽的(0.2-8kHz)，包括弯曲波截止频率在内的频段内发射偶极声波，对井中的直达波和井外的反射波进行两次数据采集；第一次采集中，所用的滤波器设置为一宽带滤波器，其带宽与所选的上述偶极声波的宽带声源频段相当；这时采集到的波形数据即为常规的偶极声波测井数据，可直接用于地层横波速度及横波各向异性等参数的提取；第二次采集中，所用的滤波器的带宽仅限于弯曲波截止频率以下的频段；这时采集到的波形数据，通过滤波器将截止频率上的弯曲波成分滤掉以后，经增益调节后进入模/数转换器的波形数据可以用于地质反射体的成像处理。

方案之三，由两套偶极发射和接收系统组成四分量的横波远探测系统，分别称为X和Y系统，该X与Y偶极的指向是相互正交的，这种系统称为交叉偶极或正交偶极系统；当X向声源激发时，指向为X和Y的偶极接收器阵列同时对声源在井中产生的直达波和井处的反射波进行接收，每一个X和Y向阵列中的接收器都配置各自的接收和采集系统；同样地，当Y向的声源激发时，指向为Y和X的接收器阵列同时对Y声源产生的井内和井外波形进行接收；这种X和Y的发射接收和数据采集可按上述的方案一或方案二进行；这种四分量的数据采集得到的数据可以排成一个2×2矩阵，如下所示：

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{XX}& \mathrm{XY}\\ \mathrm{YX}& \mathrm{YY}\end{array}\right)---\left(9\right)$

其中，数据X的第一个字母表示发射源的指向，第二个字母表示接收器的指向，如数据XY表示由X源发射Y方向接收器接收到的数据；

对于按方案二的第一种采集方式(即宽带采集方式)得到的数据，上述的四分量数据即为常规的交叉偶极四分量数据，可以用来提取地层的横波各向异性；对于按方案一或方案二的第二种采集方式(即带宽仅限于弯曲波截止频率以下的滤波采集方式)，该数据即为四分量的反射横波数据，可以用来确定地层中地质反射体的位形和方位；已知四分量数据后，来自地质反射体的SH和SV型横波可由下式计算：

其中，

为X向声源的指向与反射体走向的夹角；由四分量数据确定来自地层中地质反射体的SH和SV反射波，并由这些反射波来确定反射体的位形和方位。

本发明的具体优点和积极效果如下：

本发明的井中偶极声波发射和数据采集技术使得数字化采集后的井外反射横波相对于井中直达波的振幅有很大的增强，以进一步提高声波远探测法的探测范围和有效性。采用四分量的发射和采集方法，可以同时确定地质反射体的位形和方位。

附图说明

图1是充液井孔中的偶极声源激发沿井轴传播和向井外辐射的声波的示意图。

图2是图1中声源频率为4kHz时井内和井外接收点上的波形振幅大小示意图。

图3是图2中井中激发弯曲波的速度频散曲线和振幅激发响应函数关系图。

图4是图1中声源频率为1kHz时井内和井外接收点上的波形振幅大小的比较图。

图5a是在对井中弯曲波截止频率以上(4kHz)接收的声波信号量化时，井外反射波相对于井中直达波振幅比较。

图5b是在对井中弯曲波截止频率以下(1kHz)接收的声波信号量化时，井外反射波相对于井中直达波振幅的比较。

图6是本发明所述的探测井外地质反射体的反射横波远探测测井仪的设置与仪器的电路和数据采集部分的电路原理框图。

图7是本发明所述的探测井外地质反射体的四分量交叉偶极反射横波远探测测井仪的原理示意图。

具体实施方式

本发明的具体原理说明如下：

为了理解这项技术的工作原理及其在该截止频率以下工作的重要性，我们首先对位于井中的偶极声源在井中和井外产生的声场进行理论分析。如图1所示，将一偶极声源置于充液井孔中，该声源在井中产生沿井轴传播的波。在数千赫兹频率范围内，这种波一般是以弯曲波的形式传播。井中流体波动的位移势可表示为：

$u_f=\▿{\mathrm{\Φ}}_f---\left(1\right)$

在偶极声源工作的同时，它还向井外地层辐射出弹性波。井外辐射的弹性波包括纵(P)波，及在竖直(SV)和水平面(SH)内偏振的两种横波。井外弹性波的位移场为：

$u=\▿\mathrm{\Φ}+\▿\×\left(\mathrm{\χ}\hat{z}\right)+\▿\×\▿\×\left(\mathrm{\Γ}\hat{z}\right)---\left(2\right)$

其中，

竖直向的单位向量；井外P波、SV波和SH波，及其井中流体声波的位移势函数Φ、χ、Γ和Φ_f分别为：

(3)

其中，r和z为径向和轴向距离，a为井的半径，

为偶极指向的方位角，为圆频率；A、B、D和F分别为井中声波、井外P波、SV波和SH波的振幅系数，由下面的矩阵方程确定[1]：

$\left(\begin{array}{cccc}{M}_{11}& M_{12}& M_{13}& M_{14}\\ M_{21}& M_{22}& M_{23}& M_{24}\\ M_{31}& M_{32}& M_{33}& M_{34}\\ M_{41}& M_{42}& M_{43}& M_{44}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}A\\ B\\ D\\ F\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{u}_f^d\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{rrf}}^d\\ 0\\ 0\end{array}\right)---\left(4\right)$

设声源随频率变化的谱函数为S(ω)，则上式中偶极源辐射到井壁的径向位移和压力分别由下式表示：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_f^d=f[K_1\left(\mathrm{fa}\right)/a-f{K}_2\left(\mathrm{fa}\right)]\·S\left(\mathrm{\ω}\right)/{\mathrm{\ρ}}_f{\mathrm{\ω}}^2\\ {\mathrm{\σ}}_{\mathrm{rrf}}^d=-f{K}_1\left(\mathrm{fa}\right)\·S\left(\mathrm{\ω}\right)\end{array}\right.---\left(5\right)$

(4)式中矩阵各元素的数学表达式如下：

M₁₁＝-I₁(fa)/a-fI₂(fa)            M₂₁＝ρ_fω²I₁(fa)

M₁₂＝K₁(pa)/a-pK₂(pa)             M₂₂＝ρ(2k²β²-ω²)K₁(pa)+2pρβ²K₂(pa)/a

M₁₃＝K₁(sa)/a                     M₂₃＝-2ρsβ²K₂(sa)/a

M₁₄＝ikK₁(sa)/a-iksK₂(sa)         M₂₄＝2ikρβ²s²K₁(sa)+2iksρβ²K₂(sa)/a      (6)

M₃₁＝0                            M₄₁＝0

M₃₂＝2pρβ²K₂(pa)/a              M₄₂＝2ikpρβ²[K₁(pa)/a-pK₂(pa)]

M₃₃＝-sρβ₂[sK₁(sa)+2K₁(sa)/a]   M₄₃＝ikρβ²K₁(sa)/a

M₃₄＝2iksρβ²K₂(sa)/a            M₄₄＝-(k²+s²)ρβ²[K₁(sa)/a-sK₂(pa)]

其中，I_n和K_n(n＝0，1，2)分别为第一类、第二类n阶变型贝塞尔函数；

和

分别为纵波、横波和井中流体声波的径向波数；α、β和αf分别为纵波速度、横波速度和井孔流体速度；k为轴向波数。

由矩阵方程(4)求解出各振幅系数，可以分别由式(1)、(2)和(3)得到偶极声源在井内和井外激发的声场，由此可以比较井内、外声场的相对大小。现考虑一个简单的模型(如图1)，其中井的半径为0.1m，井中流体的密度和声速分别为1g/cm³和1500m/s；井外地层的密度和纵、横波速度分别为2.5g/cm³、4000m/s和2300m/s。以源距为3m的井轴为起点，沿垂直于井轴的径向在地层放置一系列接收器，间距为0.5m。

由式(1)和式(2)，我们分别计算出井内和井外与偶极指向平行(即

)的位移场。对于井外声场，这一方向的波动是一SH型横波^[2]。比较第一个接收器(位于井中的)与其余接收器(位于井外的)的波形，我们来分析这些波形的波动特征及其随激发频率的变化。首先考虑波场在常规的偶极声波测井频段中的情况。采用Riker子波作为声源的时间函数，其中心频率为4kHz，计算得到的波形如图2所示。可以看出，位于井中(虚线)的第一接收器的波形振幅与位于井外(实线)的其它接收器的波幅相比超过一个量级以上。这种情况对远探测测井时记录井外的反射声场是极为不利的，其原因是：对测井声波数据进行数字化采样时，需将记录信号通过增益调节后，再送入模/数转换器进行量化。量化时的最大信号振幅由记录信号中的最大振幅所决定，在所讨论的情况中，这显然就是井中声波的最大振幅。而从井中辐射出去并反射回来的声波信号，经过传播距离上的几何扩散和地层的非弹性吸收衰减后，将变得很小(相对于图2中相对微弱的辐射声波信号，反射波信号还将小出许多)。显然，与井中的直达波振幅相比，反射波信号在量化采样时，只能在幅度很小的低位数上被数字化。这样，在量化后的数字化波形数据中，反射波信号的振幅将非常之低，甚至会低于波形数据中的噪声干扰的水平，导致常规偶极测井的数据中很难观测到远处地层来的反射信号。

造成井中偶极声场与井外辐射声场振幅的巨大差别的主要原因是井中声场的导波特征及其有关的“艾里相”这一振相。通常情况下，在2-5kHz的频段内，沿井轴传播的偶极声波是一种叫做弯曲波的导波形式传播的。在此频段内，弯曲波呈现出很强的频散特征。这时井中声波的声场特征可以由(3)式中的流体声场与(4)式中的矩阵方程用留数定理得到。具体来说，对应于弯曲波的极点可以由(4)式中的矩阵行列式的零点求得，由此可求弯曲波的相速度和群速度；而弯曲波的振幅激发函数可以由极点的留数计算出来^[1]。对于图1的模型及其参数，图3给出了井中弯曲波在0-12kHz频段中的相速度和群速度的频散曲线，以及弯曲波的振幅激发响应曲线。对应于相速度随频率剧烈下降的频率区间，群速度呈现出一极小值，在此极小值频率范围内激发和传播的导波称为“艾里相”，具有能量传播速度低而激发振幅强的特征。这可由图3中振幅激发函数的极大值与群速度极小值的对应关系中看到，对应于图2中第一道上的波形(虚线)，“艾里相”即为井中声波振幅最大的波列。

为了避免“艾里相”的巨大振幅对数据量化产生的“饱和”效应，以提高反射波信号在量化采样后的数字化数据中的相对振幅，一种有效的方法就是在井中弯曲波的截止频率以下测量地层的反射波。如图3所示，井中弯曲波的激发和传播是在约2-3kHz的频率以上，低于此频率弯曲波便不复存在。弯曲波能被激发的最低频率称为截止频率。在截止频率以下，井中偶极声源所激发的波动，对图1的发射和接收位形来说，无论是在井中，还是在井外地层中，都将是纯粹的剪切横波。这一点可以在数学上加以证明。在低频条件下，井中偶极声源远场辐射横波的渐近表达式可以从式(2)、(3)和(4)中推导出来^[2]：

式中，R为源到接收点的距离，为平行于偶极声源指向

的质点位移，即SH型横波，而u_θ为与垂直向夹角为θ的方向上的SV型横波。为了验证(7)式，我们相对于图2所示的中心频率为4kHz的波形计算了中心频率为1kHz的情况。对比于图3所示的弯曲波的频散曲线和激发函数，该模型对应的弯曲波的截止频率约为2.5kHz。而对于所用声源源函数的Riker子波，1kHz的中心频率所对应的声波最高频率为2.5kHz。显然，声源所产生的声波信号的频率范围在弯曲波的截止频率以下。图4的计算波形显示了声源在井中和井外所激发的声波。可以看到：在弯曲波的截止频率下，无论是在井中(第一道虚线波形)，还是在井外(其余的实线波形)，声源产生的波动都以地层横波速度传播，具有大小相当的振幅，且都十分接近其低频渐近式(式7第一式)。这种情况对远探测反射声波十分有利。将此低频声波信号在井中进行数字化采样时，虽然量化器中的最大信号幅度仍由井中的声场控制，但量化后的反射波相对于井中直达波的振幅，较之图2的情况将有量级上的提高。这是由于两个明显的因素所致：其一，如图4所示，声源在井中激发和向井外辐射的声场具有相同量级的振幅；其二，辐射的低频声波经反射后回到井中的探测器时所经历的传播衰减较(截止频率上的)高频声波要小很多。综合这两个因素，数字化后的低频反射波相对于直达波的振幅将大大增强，从而有利于反射波的远探测。

为进一步说明在井中弯曲波截止频率上、下对远探测声测井波形数据采样时的巨大差别，我们对图1的模型计算反射波的情况^[4]。假设距井轴5.3m处存在一垂直裂缝，其走向与偶极声源的指向平行。声源辐射的SH横波经过裂缝对其产生的全反射后，返回到距声源3.0m的井中接收点。不考虑地层的非弹性衰减，这时反射波的振幅减少完全由传播路径上的几何扩散所致。对于已讨论过的4kHz和1kHz的声源频率，计算得到的井中接收点上的直达波和反射波的波形由图5a和5b给出。

图5显示的正是波形数据在模/数转换器被量化时的情形。在实际声波测量中，波形信号通过接收线路的增益调节使其最大振幅与模/数转换器所能接纳的最大振幅相当，既以此最大振幅为归一化振幅。在4kHz频率的激发下，波形量化时的最大振幅波形为井中弯曲波的“艾里相”。与这一振幅相比，来自井外的反射波的振幅十分弱小(实际测量的反射波往往比图5a所示的还要小)。量化后的反射信号常常被淹没在量化噪声和其他数据噪声中，从而观测不到。相比之下，在1kHz频率的激发下，井外反射波相对与井中直达波的振幅大为增强(见图5b)。这种情况下对波形数据进行采样，量化后的反射波将被明确地记录下来。以上的对比说明了在井中弯曲波截止频率下进行偶极横波远探测测井的优越性。

图6是基于以上声学原理设计的低频横波远探测仪的示意图。在左图中，具有偶极发射声源和一系列偶极接收器的远探测仪放置在充液井孔中，井的半径为a，而地层的横波速度为β，由此可估算出井中弯曲波的截止频率为：

$f_c=\mathrm{\γ}\frac{\mathrm{\β}}{a}---\left(8\right)$

其中，γ为一比例系数，随地层横波速度由低至高的变化，其取值范围为0.11＜γ＜0.14。

由探测仪上的微处理器对发射控制系统发出指令，控制低频脉冲发生器产生脉冲信号，再由放大器将信号放大后，加于偶极声源。当探测仪上的偶极声源被激发时，它将激发沿井轴向传播的波动，并同时辐射出井外传播的波动。向井外辐射的横波经地层中的地质反射体反射回到井中，与沿井轴传播的直达波一起，被仪器上的接收器接收。接收后的波形信号(包括井中的直达波和井外的反射波)，经过滤波器滤波，以去掉截止频率以上的波动能量，再经过由微处理器和接收控制系统控制的程控增益调节，将信号调理到后续的模/数转换器相适应的幅度，经模/数转换器数字化采样后送到微处理器，由该处理器将数字化数据储存并传播到地面采集系统。对该远探测采集的包含地层反射波信号的数据进行分析处理，可以进一步得到地质反射体的信息。例如，可以用地震成像的方法^[3]，得到地层中地质反射体的影像。

方案一：

在(8)式所示的弯曲波截止频率下，按图6所示的探测仪的声源发射和数据采集过程，对井中的直达波和井外反射波进行数据采集，采集后的数字化波形数据可直接用于地质反射体的成像处理。

方案二：

在一个较宽的，包括(8)式所示的弯曲波截止频率在内的频段内，按图6所示的声源发射和数据采集过程针对井中的直达波和井外的反射波进行两次数据采集。第一次采集中，图6右侧中的滤波器设置为一宽带滤波器，其带宽与所选的宽带声源频段相当。这时采集到的波形数据，按图2所示的情形，主要为沿井中传播的直达波。因此，这种波形数据即为常规的偶极声波测井数据，可直接用于地层横波速度及横波各向异性等参数的提取。

第二次采集中，图6右侧中的滤波器的带宽仅限于(8)式所示的弯曲波截止频率以下的频段。此时虽然进入滤波器的波形数据，按图5a所示的情形，主要为沿井中传播的直达波，但是通过滤波器将截止频率上的弯曲波成分滤掉以后，经增益调节后进入模/数转换器的波形数据与图5b所示的情形相同，即由于截止频率以下辐射出井外的波动与直达波的振幅相当，经反射后回到井中的反射波相对于直达波的振幅将比滤波之前有很大的提高。这时采集的数据信号与方案一采集的数据类似，可以用于地质反射体的成像处理。

方案三：四分量横波远探测仪

由于偶极声源是指向性发声，需要采用四分量的声源发射和数据采集技术，才能在任意声源指向情况下，得到地质反射体的影像位形和方位^[2]。一种四分量的横波远探测的发射和接收示意图如图7所示。

将两套图6左侧所示的偶极发射和接收系统(分别称为X和Y系统)按图7所示的方式放置，其中X与Y偶极的指向是相互正交的，这种系统称为交叉偶极或正交偶极系统。当X向声源激发时，指向为X和Y的偶极接收器同时对声源在井中产生的直达波和井处的反射波进行接收，每一个X和Y向的接收器都配置了图6右侧中所示的接收和采集系统；同样地，当Y向的声源激发时，指向为Y和X的接收器同时对Y声源产生的(井内和井外)波形进行接收。这种X和Y的发射接收和数据采集可按上述的方案一或方案二进行。这种四分量的数据采集得到的数据可以排成一个2×2矩阵，如下所示：

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{XX}& \mathrm{XY}\\ \mathrm{YX}& \mathrm{YY}\end{array}\right)---\left(9\right)$

其中，数据X的第一个字母表示发射源的指向，第二个字母表示接收器的指向，如数据XY表示由X源发射Y方向接收器接收到的数据。

对于按方案二的第一种采集方式(即宽带采集方式)得到的数据，上述的四分量数据即为常规的交叉偶极四分量数据，可以用来提取地层的横波各向异性。对于按方案一或方案二的第二种采集方式(即带宽仅限于弯曲波截止频率以下的滤波采集方式)，该数据即为四分量的反射横波数据，可以用来确定地层中地质反射体的位形和方位。已知四分量数据后，来自地质反射体的SH和SV型横波可由下式计算：

其中，

为X向声源的指向与反射体走向的夹角。因此，无论声源的指向如何变化，由四分量数据总能确定来自地层中地质反射体的SH和SV反射波，并由这些反射波来确定反射体的位形和方位。

参考文献

[1]唐晓明，郑传汉.定量测井声学[M].北京：石油工业出版社，2004Tang X M，Zheng C H.Quantitative Borehole Acoustic Methods.Beijing：Petroleum Industry Press，2004.

[2]Xiao-Ming Tang and Douglas J.Patterson.Single-well S-wave imagingusing multicomponent dipole acoustic-log data.Geophysics[J]，vol.74，No.6(Nov.-Dec.2009)，pp：WCA211-WCA223

[3]Tang X.M.，Zheng Y.and Patterson D.Processing arrayacoustic-logging data to image near-borehole geologic structures[J].Geophysics，vol.72，No.2，2007，pp：87-97

[4]魏周拓.博士论文：反射声波测井数值与物理模拟研究[D].青岛：中国石油大学(华东)，2010

Claims (3)

1.一种在井中发射并接收偶极横波的远探测方法，在井中设置偶极子，控制该偶极子激发的偶极声波的频率，避免偶极声波以呈现出很强的频散特征的弯曲波的形式传播，即在弯曲波能被激发的最低频率称为截止频率以下发射偶极声波，保证无论是在井中，还是在井外地层中，偶极声波都将是纯粹的剪切横波；利用沿井轴方向排列的接收器阵列接收向井外辐射的横波经地层中的地质反射体反射回到井中的反射波与沿井轴传播的直达波，该接收阵列到声源的距离应不小于3个波长，接收后的包括井中的直达波和井外的反射波的波形信号，经过滤波器滤波，以去掉截止频率以上的波动能量，再经过由微处理器和接收控制系统控制的程控增益调节，将信号调理到后续的模/数转换器相适应的幅度，经模数转换器数字化采样后送到微处理器，由该处理器将数字化数据储存并传播到地面采集系统。

2.一种在井中发射并接收偶极横波的远探测方法，在一个较宽的，包括弯曲波截止频率在内的频段内发射偶极声波，这个较宽的频段一般在0.2-8kHz的范围内，对井中的直达波和井外的反射波进行两次数据采集；第一次采集中，所用的滤波器设置为一宽带滤波器，其带宽与所选的上述偶极声波的宽带声源频段相当；这时采集到的波形数据即为常规的偶极声波测井数据，可直接用于地层横波速度及横波各向异性等参数的提取；第二次采集中，所用的滤波器的带宽仅限于弯曲波截止频率以下的频段；这时采集到的波形数据，通过滤波器将截止频率上的弯曲波成分滤掉以后，经增益调节后进入模/数转换器的波形数据可以用于地质反射体的成像处理。

3.一种在井中发射并接收偶极横波的远探测方法，由两套偶极发射和接收系统组成四分量的横波远探测系统，分别称为X和Y系统，该X与Y偶极的指向是相互正交的，这种系统称为交叉偶极或正交偶极系统；当X向声源激发时，指向为X和Y的偶极接收器阵列同时对声源在井中产生的直达波和井处的反射波进行接收，每一个X和Y向阵列中的接收器都配置各自的接收和采集系统；同样地，当Y向的声源激发时，指向为Y和X的接收器阵列同时对Y声源产生的井内和井外波形进行接收；这种X和Y的发射接收和数据采集可按截止频率以下发射的方式或在一个较宽的，包括弯曲波截止频率在内的频段内发射的方式进行，这种四分量的数据采集得到的数据可以排成一个2×2矩阵，如下所示：

$\left(\begin{array}{cc}\mathrm{XX}& \mathrm{XY}\\ \mathrm{YX}& \mathrm{YY}\end{array}\right)---\left(9\right)$

其中，数据X的第一个字母表示发射源的指向，第二个字母表示接收器的指向，如数据XY表示由X源发射Y方向接收器接收到的数据；

对于按在一个较宽的，包括弯曲波截止频率在内的频段内发射的方式，以第一种采集方式得到的数据，上述的四分量数据即为常规的交叉偶极四分量数据，可以用来提取地层的横波各向异性；对于按截止频率以下发射的方式或按在一个较宽的，包括弯曲波截止频率在内的频段内发射的方式，以第二种采集方式得到的数据，该数据即为四分量的反射横波数据，可以用来确定地层中地质反射体的位形和方位；已知四分量数据后，来自地质反射体的SH和SV型横波可由下式计算：

其中，

为X向声源的指向与反射体走向的夹角；由四分量数据确定来自地层中地质反射体的SH和SV反射波，并由这些反射波来确定反射体的位形和方位。

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