CN108614297B - 消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统及方法，包括：从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射‑正交偶极接收波形数据及正交偶极发射‑多方位接收波形数据；根据所述正交偶极发射‑正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；对所述正交偶极发射‑多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。本发明具有消除使用正交偶极发射‑正交偶极接收进行偶极横波成像时对井旁裂缝、地层界面等反射界面评价的方位不确定性问题的有益效果。

Description

消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统及方法

技术领域

本发明涉及石油天然气地球物理勘探领域，尤其涉及一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统及方法。

背景技术

随着勘探开发的不断深入，石油开采的难度正在加大。国家经济建设对石油资源量的迫切需求使得今后也必须加大对国内外资源以及拓展海外石油资源的勘探和开发。这就要求在非均质、各向异性、裂缝性等复杂地层条件下能够在多维几何空间上提供更精细的描述地层信息的测井方法和技术。近年来，随着对碳酸盐岩油气藏勘探重视程度的提高和地质研究的深入，我国海相碳酸盐岩油气勘探不断获得重大突破。但是碳酸盐岩储层类型多，非均质性强，储层横向渐变较快，很难用现有的测井方法识别出远井地层的储层发育情况。

反射横波成像测井技术可以用来探测井旁的地层裂缝、断层、倾斜地层界面等构造；还能够在水平井中追踪油储边界，在套管井中探测井旁地层地质构造；并且，还可用于钻井过程中，利用反射声波测井来探测钻头前视信息，从而起到地质导向的作用。反射声波成像测井在分辨率和探测深度上介于井间地震和常规声波测井之间，具有良好应用前景和应用价值。Tang X.M.等利用四分量偶极数据对井旁地层进行成像，并指出横波方位角的变化可以确定反射体的走向。魏周拓研究了偶极声源的远场辐射特性，并且对反射声波声场的变化规律进行了探究；唐晓明等总结了横波远探测技术的进展以及在反射声波成像测井中，对比分析总结了偶极横波法优势。与单极纵波法反射声波成像测井相比，反射横波成像测井具有探测范围广、具有一定的周向方位分辨能力等优点。但是，现有的反射横波成像测井系统在对井旁的地层界面进行成像时，会存在地层界面的方位多解性的问题，给后续的地层评价和应用带来很大的困难。

因此，如何消除地层界面的方位多解性的问题，是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供了一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统及方法，以消除现有技术中(常规的)反射横波成像测井技术中使用正交偶极发射-正交偶极接收波形进行偶极横波成像时对井旁裂缝、地层界面等反射界面评价时的方位不确定性的问题，具有对于井旁存在的任意一个地层界面时，反演出的井旁反射界面只有一个，且该反射界面所在的方位正是方位接收波形中最大幅度所对应的方位的有益效果。

为了实现上述目的，本发明提供了一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，包括：充液井、置于所述充液井内的声学测量装置及处理器；所述声学测量装置包括：正交偶极发射换能器和多个多单元接收站；所述处理器分别与各所述多单元接收站通信连接；

所述正交偶极发射换能器在所述充液井中交替辐射脉冲声波；

所述多单元接收站包括沿圆周方向均匀摆放的至少八个接收换能器；

所述多单元接收站均通过各自的接收换能器接收所述脉冲声波；

所述处理器，从所述多单元接收站接收的所述脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据，并输出井旁地层界面方位值。

本发明还提供了一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井方法，该方法应用于所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，包括：

从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

本发明还提供了一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，包括：

波形数据提取单元，用于从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

预估值生成单元，用于根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

方位值确定单元，用于对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

本发明提供的一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统及方法，包括：充液井、置于所述充液井内的声学测量装置及处理器；所述声学测量装置包括：正交偶极发射换能器和多个多单元接收站；所述处理器分别与各所述多单元接收站通信连接；所述正交偶极发射换能器在所述充液井中交替辐射脉冲声波；所述多单元接收站包括沿圆周方向均匀摆放的至少八个接收换能器；所述多单元接收站均通过各自的接收换能器接收所述脉冲声波；所述处理器，从所述多单元接收站接收的所述脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据和正交偶极发射-多方位接收波形数据，并输出井旁地层界面方位值。本发明通过从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位的方法，具有消除现有技术中(常规的)反射横波成像测井技术中使用正交偶极发射-正交偶极接收波形进行偶极横波成像时对井旁地层裂缝、界面等反射界面评价时的方位不确定性，同时对于井旁任意一个地层界面时，反演出的井旁反射界面只有一个，且该反射界面所在的方位正是方位接收波形中最大幅度所对应的方位的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例中的声学测量装置的结构示意图；

图3是本申请一实施例中的处理器的结构示意图；

图4是本申请的一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井的流程图；

图5是本申请一实施例中的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井的流程图；

图6是本申请一实施例中的反射界面方位示意图；

图7是本申请的一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统的结构框图；

图8是本申请一实施例中的预估值生成单元的结构框图；

图9是本申请一实施例中的方位值确定单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本案。

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种反射横波成像测井系统，其结构示意图如图1所示，该系统包括：充液井1、声学测量装置2及处理器3。其中声学测量装置2放置于充液井1内。

图2为声学测量装置的结构示意图，如图2所示，声学测量装置2包括：正交偶极发射换能器201及多个多单元接收站202。其中正交偶极发射换能器201的个数至少为一个。

其中处理器3各多单元接收站203通信连接。

正交偶极发射换能器201，在充液井1的井孔中交替辐射脉冲声波，正交偶极发射换能器201的个数至少为1个，本发明不以此为限。

多单元接收站202包括沿圆周方向均匀摆放的至少八个，第一接收换能器203，多单元接收站202个数至少为2个，本发明不以此为限。

多单元接收站202均通过多个接收换能器203接收脉冲声波。

处理器3，从多单元接收站202接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据，并输出井旁地层界面方位值。其中正交偶极发射-正交偶极接收波形数据包括xx、xy、yx及yy四个分量数据。

如图1所示，本发明采用多个八单元接收站的声学测量系统(声系)。每一个接收站由均布在同一个圆周上的八个接收换能器构成。每一个偏振方向的偶极子声源发出声波信号时，所有八单元接收站的各个接收换能器都接收到一道脉冲声波信号，从而形成大量的脉冲声波波形数据。这些接收数据可以组合为单极子接收数据、不同偏振方向的偶极子接收数据、四极子接收数据、八极子接收数据和覆盖整个圆周的多方位接收数据。

本发明提供的一种消除井旁地层界面评价方位不确定性的反射横波成像测井系统，对于井旁存在的任意一个地层界面时，本发明反演出的井旁反射界面只有一个，而该反射界面所在的方位正是方位接收波形中最大幅度所对应的方位，消除了现有的反射横波成像测井技术中使用正交偶极发射-正交偶极接收进行反射横波成像时对地层裂缝、界面等反射界面评价时的方位不确定性问题。现有的反射横波成像测井技术中使用的正交偶极发射、正交偶极接收声系，进行反射横波成像时对地层裂缝、界面等反射界面评价时有方位不确定性问题。

在一个实施例中，如图3所示，处理器3包括：提取模块301及计算模块302。

提取模块301，从多单元接收站202接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据，并将提取的正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据发送到计算模块。

计算模块302，对正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行井孔模式波滤波及反射波分离，进行反射横波偏移叠加成像处理并输出偏移叠加图像。该偏移叠加图像包括多个井旁地层界面，任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

在一个实施例中，正交偶极发射换能器201辐射的脉冲声波的频率范围为0.5千赫兹至20千赫兹。

本发明提供了一种消除井旁地层界面评价方位不确定性的反射横波成像测井方法，应用于上述的一种消除井旁地层界面评价方位不确定性的反射横波成像测井系统，其流程图如图4所示，该方法包括以下步骤：

S101：从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

S102：根据正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

S103：对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

由图4所示的流程可知，本发明提供的一种消除井旁地层界面评价方位不确定性的反射横波成像测井方法，通过从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；根据正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像处理；在该成像图中，任一井旁地层界面的方位呈现为数值相差180°的两个预估方位值；对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，可以排除上述两个预估方位值中的一个，从而确定井旁地层界面的实际方位。具有对于井旁仅仅存在一个地层界面时，反演出的井旁反射界面只有一个而该反射界面所在的方位正是方位接收波形中最大幅度所对应的方位，消除了现有的反射横波成像测井技术中使用正交偶极发射-正交偶极接收进行反射横波成像时对裂缝、地层界面等反射界面评价时的方位不确定性问题。

为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，本实施例提供了一种消除井旁地层界面评价方位不确定性的反射横波成像测井方法，其流程图如图5所示，该方法包括以下步骤：

S201：从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据。

具体实施时，多单元接收站通过各接收换能器接收脉冲声波，通过处理器从多单元接收站接收的脉冲声波中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据。

S202：根据正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值。

如图5所示，步骤S202具体执行过程如下：

S301：对正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行滤波及反射横波分离，获得正交偶极发射-正交偶极接收的四个分量波形数据；

S302：根据四个分量波形数据合成反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据；

S303：根据反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据进行偏移叠加成像处理生成偏移叠加图像。

具体实施时，各多单元接收站通过接收换能器接收脉冲声波信号，对任意接收站中沿圆周方向均匀摆放的N个接收换能器(N≥8)接收到的波形数据进行滤波及反射横波分离，获得正交偶极发射-正交偶极接收波形数据的四个分量数据。如图2所示，本实施例中N＝8，本发明不以此为限。当N＝8时正交偶极发射-正交偶极接收波形数据的四个分量数据合成反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据，再根据合成的反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据进行偏移叠加成像处理，生成偏移叠加图像。

其中，对正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行滤波及反射横波分离，可以将井孔模式波与反射横波分离，同时将上行波与下行波分离。

S203：对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

图6是本申请的反射界面方位示意图，如图6所示，其中地层为3，一个反射界面的方位为A，另一个反射界面的方位为B。由于反射横波偏移叠加成像会将井旁的任意一个实际的地层界面的成像为两个数值相差180°的可能反射界面，其中一个反射界面的方位值A对应真实井旁地层界面，另一个反射界面的方位值B对应虚拟的井旁地层界面，即由现有的反射横波偏移叠加成像评价出的反射界面的方位存在180°的不确定性问题。

如图5所示，步骤S203具体执行过程如下：

S401：对各接收换能器接收的正交偶极发射-多方位接收波形数据进行滤波，获得覆盖整个圆周的各道接收换能器接收对应的正交偶极发射-多方位接收波形数据。

具体实施时，各多单元接收站通过接收换能器接收的脉冲声波信号，对任意一个接收站中沿圆周方向均匀摆放的8个接收换能器接收到的波形数据进行滤波及反射横波分离，获得覆盖整个圆周方向的8道接收波形数据。

S402：对各道正交偶极发射-多方位接收波形数据进行开窗计算，生成各道的反射波波形面积。

具体实施时，根据获得的覆盖整个圆周方向的8道接收波形数据，进行开窗计算，生成各通道的反射波波形面积。

S403：比较各道的反射波波形面积的反射波幅度，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位。

具体实施时，通过对8道反射波波形面积的反射波幅度进行比较，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位。

S404：根据两个预估方位值及反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

具体实施时，根据反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定该井旁地层界面的两个方位值相差180°的两个预估方位值中一个，为该井旁地层界面的实际方位，如图6所示，该井旁地层界面的实际方位为井旁地层界面的方位A或B中的一个，结合反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，即可确定该井旁地层界面的实际方位为A。

基于与上述反射横波成像测井方法相同的申请构思，本发明还提供了一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，如下面实施例所述。由于该反射横波成像测井系统解决问题的原理与反射横波成像测井方法相似，因此该反射横波成像测井系统的实施可以参见反射横波成像测井方法的实施，重复之处不再赘述。

图7为本发明另一实施例中提供的一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统的结构示意图，如图7所示，该反射横波成像测井系统包括：波形数据提取单元101、预估值生成单元102及方位值确定单元103。

波形数据提取单元101，用于从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

预估值生成单元102，用于根据正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

方位值确定单元103，用于对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

在一个实施例中，如图8所示，预估值生成单元102包括：分量波形数据生成模块1021、合成模块1022及图像生成模块1023。

分量波形数据生成模块1021，用于对正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行滤波及反射横波分离，获得正交偶极发射-正交偶极接收的四个分量波形数据；

合成模块1022，用于根据四个分量波形数据合成反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据；

图像生成模块1023，用于根据反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据进行偏移叠加成像处理生成偏移叠加图像。

在一个实施例中，如图9所示，方位值确定单元103包括：波形获取模块1031、开窗计算模块1032、比较模块1033及实际方位确定模块1034。

波形获取模块1031，用于对各接收换能器接收的正交偶极发射-多方位接收波形数据进行滤波，获得覆盖整个圆周的各道接收换能器接收对应的正交偶极发射-多方位接收波形数据；

开窗计算模块1032，用于对各道正交偶极发射-多方位接收波形数据进行开窗计算，生成各道的反射波波形面积；

比较模块1033，用于比较各道的反射波波形面积的反射波幅度，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位；

实际方位确定模块1034，用于根据两个预估方位值及反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

在一个实施例中，脉冲声波的频率范围为0.5千赫兹至20千赫兹。

基于与上述消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井方法相同的申请构思，本申请提供一种计算机设备，如下面实施例所述。由于该计算机设备解决问题的原理与反射横波成像测井方法相似，因此该计算机设备的实施可以参见反射横波成像测井方法的实施，重复之处不再赘述。

在一个实施例中，计算机设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，如图4所示，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S101：从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

S102：根据正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

S103：对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

基于与上述反射横波成像测井方法相同的申请构思，本申请提供一种计算机可读存储介质，如下面实施例所述。由于该计算机可读存储介质解决问题的原理与方法相似，因此该计算机可读存储介质的实施可以参见反射横波成像测井方法的实施，重复之处不再赘述。

在一个实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，如图4所示，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S101：从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

S102：根据正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

S103：对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

本发明提供的一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统及方法，包括充液井、置于充液井内的声学测量装置及处理器；声学测量装置包括：正交偶极发射换能器和多个多单元接收站；处理器分别与各多单元接收站通信连接；正交偶极发射换能器在充液井中交替辐射脉冲声波；多单元接收站包括沿圆周方向均匀摆放的至少八个接收换能器；多单元接收站均通过各自的接收换能器接收脉冲声波；处理器，从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据和正交偶极发射-多方位接收波形数据，并输出井旁地层界面方位值。本发明通过从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；根据正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像处理，生成偏移叠加图像；在偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；对正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位的方法，具有消除现有技术中(常规的)反射横波成像测井技术中使用正交偶极发射-正交偶极接收波形进行偶极横波成像时对井旁裂缝、地层界面等反射界面评价时的方位不确定性，同时对于井旁仅仅存在一个地层界面时，反演出的井旁反射界面只有一个，且该反射界面所在的方位正是方位接收波形中最大幅度所对应的方位的有益效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，其特征在于，包括：充液井、置于所述充液井内的声学测量装置及处理器；所述声学测量装置包括：正交偶极发射换能器和多个多单元接收站；所述处理器分别与各所述多单元接收站通信连接；

所述正交偶极发射换能器在所述充液井中交替辐射脉冲声波；

所述多单元接收站包括沿圆周方向均匀摆放的至少八个接收换能器；

所述多单元接收站均通过各自的接收换能器接收所述脉冲声波；

所述处理器，从所述多单元接收站接收的所述脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据，并输出井旁地层界面方位值；

其中，所述处理器包括：

提取模块，从所述多单元接收站接收的所述脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

计算模块，对所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行井孔模式波滤波及反射波分离，进行反射横波偏移叠加成像并输出偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位；

其中，所述对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位，包括：

对各所述接收换能器接收的所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行滤波，获得覆盖整个圆周的各道所述接收换能器接收对应的正交偶极发射-多方位接收波形数据；对各道所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行开窗计算，生成各道的反射波波形面积；比较各道的所述反射波波形面积的反射波幅度，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位；根据两个所述预估方位值及所述反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

2.根据权利要求1所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，其特征在于，所述脉冲声波的频率范围为0.5千赫兹至20千赫兹。

3.一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井方法，应用于权利要求1至2中任意一项所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，其特征在于，包括：

从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

4.根据权利要求3所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井方法，其特征在于，所述根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像，包括：

对所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行滤波及反射横波分离，获得正交偶极发射-正交偶极接收的四个分量波形数据；

根据四个所述分量波形数据合成反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据；

根据所述反射的SH波波形数据及所述反射的SV波波形数据进行偏移叠加成像处理生成所述偏移叠加图像。

5.根据权利要求3所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井方法，其特征在于，所述对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位，包括：

对各所述接收换能器接收的所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行滤波，获得覆盖整个圆周的各道所述接收换能器接收对应的正交偶极发射-多方位接收波形数据；

对各道所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行开窗计算，生成各道的反射波波形面积；

比较各道的所述反射波波形面积的反射波幅度，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位；

根据两个所述预估方位值及所述反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

6.一种消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，其特征在于，包括：

波形数据提取单元，用于从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

预估值生成单元，用于根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

方位值确定单元，用于对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

7.根据权利要求6所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，其特征在于，所述预估值生成单元包括：

分量波形数据生成模块，用于对所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行滤波及反射横波分离，获得正交偶极发射-正交偶极接收的四个分量波形数据；

合成模块，用于根据所述四个分量波形数据合成反射的SH波波形数据及反射的SV波波形数据；

图像生成模块，用于根据所述反射的SH波波形数据及所述反射的SV波波形数据进行偏移叠加成像处理生成所述偏移叠加图像。

8.根据权利要求6所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，其特征在于，所述方位值确定单元包括：

波形获取模块，用于对各所述接收换能器接收的所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行滤波，获得覆盖整个圆周的各道所述接收换能器接收对应的正交偶极发射-多方位接收波形数据；

开窗计算模块，用于对各道所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行开窗计算，生成各道的反射波波形面积；

比较模块，用于比较各道的所述反射波波形面积的反射波幅度，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位；

实际方位确定模块，用于根据两个所述预估方位值及所述反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

9.根据权利要求6至8中任意一项所述的消除井旁界面方位不确定性的反射横波测井系统，其特征在于，所述脉冲声波的频率范围为0.5千赫兹至20千赫兹。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位；

其中，所述对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位，包括：

对各所述接收换能器接收的所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行滤波，获得覆盖整个圆周的各道所述接收换能器接收对应的正交偶极发射-多方位接收波形数据；

对各道所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行开窗计算，生成各道的反射波波形面积；

比较各道的所述反射波波形面积的反射波幅度，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位；

根据两个所述预估方位值及所述反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

从多单元接收站接收的脉冲声波信号中提取正交偶极发射-正交偶极接收波形数据及正交偶极发射-多方位接收波形数据；

根据所述正交偶极发射-正交偶极接收波形数据进行反射横波偏移叠加成像，生成偏移叠加图像；所述偏移叠加图像中任一井旁地层界面具有方位值相差180°的两个预估方位值；

对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位；

其中，所述对所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行反射波幅度统计，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位，包括：

对各所述接收换能器接收的所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行滤波，获得覆盖整个圆周的各道所述接收换能器接收对应的正交偶极发射-多方位接收波形数据；

对各道所述正交偶极发射-多方位接收波形数据进行开窗计算，生成各道的反射波波形面积；

比较各道的所述反射波波形面积的反射波幅度，生成反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位；

根据两个所述预估方位值及所述反射波幅度最大值对应的井旁地层界面方位，确定两个所述预估方位值中的一个为井旁地层界面的实际方位。