CN112965100A - 一种确定偶极声源发射频率的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种确定偶极声源发射频率的方法和装置，应用于预设类型地层的邻井成像中，包括：获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解；根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流；根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率。通过本公开的方案，可以确定偶极声源合适的发射频率。
Description
技术领域
本申请实施例涉及但不限于测井领域，尤其涉及一种确定偶极声源发射频率的方法及装置。
背景技术
在海上油田开发中后期，一般情况下单井平台都具有井间距离小、丛式井网密集的特点，确定两井之间的距离和方位是丛式井钻井防碰中的难点。采用声波测井的方式进行邻井成像以确定测量井和邻井的距离和方位被证明是比较可行的方法，但在浅层、软地层中，由于横波速度低且衰减较大，不易于利用横波速度对邻井进行成像。
通过正演模拟得知，在软地层，偶极纵波的辐射幅度远大于偶极横波，且与单极纵波相比，偶极纵波和偶极横波一样，具有方位灵敏度的优点，因此，相比于偶极横波和单极纵波，偶极纵波应该更适用于进行浅层、软地层邻井成像。
传统的单极纵波单极子激发频率约为10kHz，偶极声源激发频率一般为2-5kHz。在浅层、软地层邻井成像时，采用偶极声源激发，利用辐射到地层中的偶极纵波进行成像，激发频率是选择高频还是低频是亟待需要解决的问题。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本公开提供了一种确定偶极声源发射频率的方法及装置，在软地层邻井成像中确定合适的偶极声源激发频段。
一方面，本公开一种确定偶极声源发射频率的方法，应用于预设类型地层的邻井成像中，包括：
获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解；
根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流；
根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率。
一种示例性的实施例中，预先建立的模拟坐标系包括：
以偶极声源位置为坐标原点，声源的偏振方向为x轴正方向，测量井延伸方向为Z轴，声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角为θ角，声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角为
角，声源到场点之间的距离为R。
一种示例性的实施例中，所述获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解，包括：
确定预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数的关系式；
采用最速下降法计算得到偶极纵波的位移势函数的最速下降解，作为位移势函数的渐近解。
一种示例性的实施例中，所述根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括:
将该偶极纵波的位移势函数的最速下降解代入偶极纵波的位移势函数的关系式，得到偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式；
根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波的远场辐射指向性函数；
根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流。
一种示例性的实施例中，所述偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式为：
其中，kp0＝ωcosθ/α为地层纵波的最速下降解；
分别是由kp0得到的井中流体径向波数，n为方位序数，n＝1代表偶极声源；kf＝ω/αf为流体纵波波数，ω为圆频率，αf为流体纵波速度；α是地层的纵波速度；振幅系数Bn与第二类变型贝塞尔函数Kn有关，表示从内向外传播的声波，且会受到井眼半径a的影响；i为虚数单位。
一种示例性的实施例中，所述偶极纵波的远场辐射指向性函数为：
其中，RP表示固体介质中纵波的远场辐射指向性函数。
一种示例性的实施例中，所述根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括：
根据偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式结合应变关系和虎克定律，得到偶极纵波的速度分量和应力分量；
利用该速度分量和应力分量得到目标地层中偶极纵波的能流密度；
在以声源为中心，半径为R的球面上，对所述能流密度进行积分得到不同发射频率下的辐射能流。
一种示例性的实施例中，所述根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率，包括：
针对不同的发射频率，分别对不同发射频率下的辐射能流结合所述远场辐射指向性函数分别获取每个辐射能流的峰值点处的偶极纵波的辐射指向性数据；
根据每个辐射指向性数据分别确定每个辐射能流峰值的覆盖角度，选择覆盖角度最大的发射频率作为偶极声源发射频率。
另一方面，本公开还提供了一种确定偶极声源发射频率的装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于保存确定偶极声源发射频率的程序，所述处理器用于读取执行所述用于确定偶极声源发射频率的程序，执行上述实施例中任一项所述的方法。
另一方面，本公开还提供了一种存储介质，存储介质中存储有用于确定偶极声源发射频率的程序，所述程序被设置为在运行时执行上述实施例中任一项所述的方法。
本申请实施例公开一种确定偶极声源发射频率的方法和装置，应用于预设类型地层的邻井成像中，包括：获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解；根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流；根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率。通过本公开的方案，可以利用上述方法确定偶极声源发射频率。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
图1为本公开实施例的确定偶极声源发射频率的方法流程图；
图2为一些示例性实施例中充液井孔中偶极声源向井旁地层中辐射声场的坐标系示意图；
图3为一些示例性实施例中的确定偶极声源发射频率的流程图；
图4为一些示例性实施例中的软地层中偶极声源辐射P波、SH横波、SV横波的辐射指向性对比图；
图5为一些示例性实施例中偶极声源软地层情况下的辐射波能流示意图；
图6为一些示例性实施例中的不同声源频率在不同辐射角度下的辐射能流峰值图；
图7为一些示例性实施例中的激发频率分别为2.4kHz和8kHz情况下邻井成像对比图；
图8为一些示例性实施例中的采集的阵列声波数据经过处理得到的邻井成像图；
图9为本公开实施例的确定偶极声源发射频率装置示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本申请实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本公开实施例提供了一种确定偶极声源发射频率的方法，如图1所示，应用于预设类型地层的邻井成像中，包括：
S110.获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解；
S120.根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流；
S130.根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率。
本实施例中，预设类型地层可以为浅层、软地层，在浅层、软地层中。
一些技术中，邻井井眼成像方法一般为在测量井中激发偶极声源，偶极声源向井外地层辐射出弹性波，包括偶极纵波和偶极横波，这些井外弹性波遇到邻井时，就会反射回测量井中，被测量井中的接收换能器接收，利用接收到的偶极反射波进行偏移成像处理，得到邻井的图像，以此来判断目标井的距离和方位。
一种示例性实施例中，预先建立的模拟坐标系包括：以偶极声源位置为坐标原点，声源的偏振方向为x轴正方向，测量井延伸方向为Z轴，声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角为θ角，声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角为
角，声源到场点之间的距离为R。如图2所示，将一远探测声波仪器置于测量井中，偶极声源位置为坐标原点，测量井半径为a，井中充液，测量井延伸方向为Z轴。声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角为θ角，声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角为
角，声源到场点之间的距离为R。偶极声源在井外产生三种弹性波(P波、SH横波和SV横波)。
一种示例性实施例中，所述获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解，包括：
确定预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数的关系式；
采用最速下降法计算得到偶极纵波的位移势函数的最速下降解，作为位移势函数的渐近解。
一种示例性实施例中，所述根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括:
将该偶极纵波的位移势函数的最速下降解代入偶极纵波的位移势函数的关系式，得到偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式；
根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波的远场辐射指向性函数；
根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流。
一种示例性实施例中，所述偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式为：
其中，kp0＝ωcosθ/α为地层纵波的最速下降解；
分别是由kp0得到的流体径向波数，n为方位序数，n＝1代表偶极声源；kf＝ω/αf为流体纵波波数，ω为圆频率，αf为流体纵波速度；α是地层的纵波速度；振幅系数Bn与第二类变型贝塞尔函数Kn有关，表示从内向外传播的声波，且会受到井眼半径a的影响；r0为声源半径，i为虚数单位。
一种示例性实施例中，所述偶极纵波的远场辐射指向性函数为：
其中，RP表示固体介质中纵波的远场辐射指向性函数。
一种示例性实施例中，所述根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括：
根据偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式结合位移与应变转换关系和虎克定律，得到偶极纵波的速度分量和应力分量；
利用该速度分量和应力分量得到目标地层中偶极纵波的能流密度；
在以声源为中心，半径为R的球面上，对所述能流密度进行积分得到不同发射频率下的辐射能流。
一种示例性实施例中，所述根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率，包括：
针对不同的发射频率，分别对不同发射频率下的辐射能流结合所述远场辐射指向性函数分别获取每个辐射能流的峰值点处的偶极纵波的辐射指向性数据；
根据每个辐射指向性数据分别确定每个辐射能流峰值的覆盖角度，选择覆盖角度最大的发射频率作为偶极声源发射频率。
下面用一个示例说明上述实施例，如图3所示确定偶极声源发射频率的流程图。
S310.建立模拟坐标系。
在进行邻井探测时，将远探测仪器放入测量井(第一口井)中，仪器偶极声源向井外地层辐射出弹性波，井外弹性波遇到邻井(第二口井)时，反射回第一口井中，被井中的接收换能器接收，利用接收到的偶极纵波反射波进行偏移成像处理，得到邻井的图像。在这种邻井探测方式中，首先建立软地层中偶极辐射声场模拟坐标系，如图2所示。将一远探测声波仪器置于测量井中，以偶极声源位置为坐标原点，声源的偏振方向为x轴正方向，测量井延伸方向为Z轴，测量井半径为a，井中充液。
声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角为θ角，声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角为
角，声源到场点之间的距离为R。偶极声源在井外产生三种弹性波(P波、SH横波和SV横波)。
S320.获得在预先建立的模拟坐标系下，偶极子声源在软地层中产生的辐射声场远场渐近解。
井外三种弹性波(P波、SH横波和SV横波)在频率—波数域内的位移势函数可以表示为:
其中，φ、χ和Γ分别表示固体介质中纵波、SH横波和SV横波位移势函数；n为方位序数，n＝1代表偶极声源；k是轴向波数；
是流体纵波的径向波数，kf＝ω/αf为流体纵波波数，ω为圆频率，αf为流体纵波速度；
和
分别为地层纵波和横波径向波数，kp＝ω/α和ks＝ω/β分别是地层纵波和横波波数，α和β分别是地层的纵波和横波速度；振幅系数Bn、Dn和Fn与第二类变型贝塞尔函数Kn有关，表示从内向外传播的声波，且会受到井眼半径a的影响；r0是偶极声源两点源的半径，
为环向方位角(如图2中的
角)，Kn是贝塞尔函数r
在声波远探测测井中，考虑的是距离井轴数十米的辐射远场，场点到井轴的辐射距离R远大于弹性波的波长，满足远场近似的条件，此时采用最速下降法计算得到偶极纵波的位移势函数的最速下降解，作为位移势函数的渐近解即求得P波、SH横波与SV横波位移势函数的渐近解：
上述公式中，kp0＝ωcosθ/α和ks0＝ωcosθ/β分别为地层纵波和横波波数的最速下降解；
和
分别是由kp0和ks0得到的流体径向波数。
将(2)式中位移势函数的渐近解在球坐标系
下求导，在忽略O(1/R2)的条件下，可得到P波、SH横波和SV横波的远场位移函数的渐近解表达式：
上述公式中，uR、
和uθ分别表示偶极子声源在软地层中产生的辐射声场P波、SH横波和SV横波的远场位移函数的渐近解即远场渐近解。
S330.根据位移势函数的渐近解确定软地层中偶极P波、SH横波和SV横波的辐射指向性。
辐射指向性表示沿井外竖直面内不同θ角(如图2中的θ角)处辐射波幅的大小，可由弹性波辐射远场的位移函数得到。从式(3)可以看出其远场辐射的几何扩散因子均为1/R，说明辐射场以球面波的形式向外传播。下式中括号内的表达式分别定义了P波、SH横波和SV横波的远场辐射指向性：
从上述公式中，RP、RSH和RSV分别表示P波、SH横波和SV横波的远场辐射指向性，可以看到，辐射指向性会受到声源主频ω、地层密度ρ以及纵横波速度α和β的影响，此外井眼半径a也通过振幅系数(Bn、Dn和Fn)影响辐射指向性的大小。如图4所示，软地层情况下井中偶极声源辐射P波、SH横波、SV横波辐射指向性对比结果图中可以看到，在软地层条件下井外三种弹性波纵波、SH横波、SV横波在不同辐射角度下的辐射能流峰值。图中圆周角为声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角θ，(图2中的θ角)；偶极声源频率设置为3kHz；软地层参数为纵波慢度176μs/ft，横波慢度677μs/ft。不同曲线代表不同频率下的辐射能流覆盖角度。如图中所示SH横波和P波，其中偶极P波的辐射幅度远大于SH横波与SV横波，其中SV波在径向存在零点，不适用于邻井成像，而P波的辐射幅度为SH横波的十倍，因此在软地层使用偶极P波进行邻井成像，要优于SH横波与SV横波。
S340.计算软地层中P波、SH横波和SV横波的辐射能流。
偶极声源在不同频率下向井外辐射的能量不同，刻画能量大小的物理量是辐射能流。为计算软地层中偶极纵波辐射能流，首先将(3-P波、SH横波和SV横波的远场位移函数的渐近表达式)中的纵波位移表达式代入位移与应变关系和虎克定律，得到地层应力表达式；
在地层应力表达式中,σRR、
σRθ分别表示的是纵波、SH横波和SV横波的应力。
然后根据纵波、SH横波与SV横波的远场位移谱的渐近表达式可以得到R、
与θ方向上质点的振动速度。把已知的速度分量和应力分量代入能流密度表达式，得到地层中辐射波的能流密度Erad
式中，
和
分别表示了纵波、SH横波和SV横波的能流密度，
和
分别为R、
与θ方向质点速度的复共轭。σRR、
σRθ表示的是应力。
再将其在以声源为中心，半径为R的球面上进行积分便可得到辐射波的能流：
由于质点速度v与地层应力σ都是由位移函数经过计算得来，因此同样会受到声源主频、地层纵横波速度以及井眼半径的影响，进而使该参数影响辐射波能流。
S350.计算不同频率下的偶极P、SH、SV波辐射能流。
一般在浅层井眼尺寸都比较大，因此，根据式(7)计算了12.25in井径下，不同频率时，P波、SH横波和SV横波在软地层中的辐射能流曲线，如图5所示SH横波、P波和SV横波辐射能流。从图5中可以看出，三种波的能流均随着频率逐渐变化。对比三种辐射波的能流大小可知，在低于1.8kHz时，SH横波较强，但是在大部分频段辐射P波较SH与SV横波的能流要高，偶极声源的辐射远场中P波占据了主导地位，因此在软地层使用偶极P波进行远探测是合理的。偶极P波在3kHz、7kHz、10kHz左右都存在峰值，但是这并不意味着越高约好。
S360.结合辐射指向性进行频带优选。
根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定最优的偶极声源发射频率，即频带优选需要综合参考辐射能流及辐射指向性。图6为峰值点处的偶极纵波辐射指向性。图中圆周角为声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角θ，(图2中的θ角)。不同曲线代表不同频率下的辐射能流覆盖角度，从图中可以看出，频率为2.4kHz时，如图所示，能流峰值覆盖角度从30度-150度，在辐射方向与z轴正方向之间的夹角为90时，能流密度最强，此时两井平行，夹角为90度，随着频率增加，能量向两侧低角度移动，如10kHz时，如图中所示，能流峰值覆盖角度向30度方向移动，说明在辐射方向与z轴正方向之间的夹角为30时，能流密度最强，此时两井夹角为30度。邻井探测时，邻井夹角较大的情况比较普遍，而且高频衰减较大，因此，邻井探测还是使用2.4kHz低频激发更优。
S370.对不同声源频率激发的仪器进行实验井测试。
采用偶极发射频率分别为2.4kHz和8kHz的两支仪器在实验井进行了测试，确定适合于浅层软地层邻井成像的偶极声源发射频率，选取的两口实验井距离约7米，其中一口井有9度的井斜，测量井井径约6.89in，邻井下玻璃钢套管，试验结果如图7所示，图7中第一列、第二列分别是激发频率为2.4kHz和8kHz时的偶极纵波邻井成像效果图，这两列图中都能看到井旁的反射体，从上到下距离测量井距离越来越大，第一列图中的反射体纵向上更连续更清晰，第二列图中虽然采用了8kHz声源的测井数据，但是在成像处理时如果采用高频滤波，成像效果也不好，所以成像还是依赖低频成分，事实上也是2.4kHz的低频成分成像。因此，通过实验井测试可知2.4kHz的激发频率更合适。
采用上述示例所确定的最佳偶极激发频率2.4kHz，采集的阵列声波数据经过处理得到的邻井成像图。如图8所示，图中第一列是深度，第二至八列分别为0、30、60、90、120、150、180度切片方位上的成像图，成像图中可以看出来有三组比较明显的邻井存在：1)在220-280米深度段，在120-180度方向上有多条明显的条状反射体，可能为多个邻井的成像；2)在230-340米深度段，在0-90度方向上，存在一条从上到下连续的斜状反射体，在60度方向上反射波信号最强，据此判断该测量井在60度方位上存在一口邻井；3)在340-460米深度段，150-180度方向上，井旁有两组明显的连续的反射体，在180度方向上反射信号最强，为邻井成像。图7中邻井成像图清晰度高，因此2.4kHz激发频率应为偶极纵波成像在浅层软地层中的最佳激发频率。
在上述示例中，通过计算偶极声源向井外辐射的纵波、SH横波、SV横波辐射波能流及辐射指向性，分析了它们随频率的变化规律，确定了利用声波方法在浅层软地层中计算邻井距离和方位方法中偶极声源最佳激发频率，并结合实验井、实际井资料进行了验证，利用所确定的频率可以获得较为清晰的邻井成像结果。
本公开实施例还提供了一种确定偶极声源发射频率装置，如图9所示，包括：包括存储器和处理器；所述存储器用于保存确定偶极声源发射频率的程序，所述处理器用于读取执行所述用于确定偶极声源发射频率的程序，执行上述实施例中任一项所述的方法。
另一方面，本公开还提供了一种存储介质，存储介质中存储有用于确定偶极声源发射频率的程序，所述程序被设置为在运行时执行上述实施例中任一项所述的方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
Claims (10)
1.一种确定偶极声源发射频率的方法，应用于预设类型地层的邻井成像中，其特征在于，包括：
获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解；
根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流；
根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率。
2.根据权利要求1所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，预先建立的模拟坐标系包括：
以偶极声源位置为坐标原点，声源的偏振方向为x轴正方向，测量井延伸方向为Z轴，声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角为θ角，声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角为
角，声源到场点之间的距离为R。
3.根据权利要求2所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解，包括：
确定预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数的关系式；
采用最速下降法计算得到偶极纵波的位移势函数的最速下降解，作为位移势函数的渐近解。
4.根据权利要求1所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括:
将该偶极纵波的位移势函数的最速下降解代入偶极纵波的位移势函数的关系式，得到偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式；
根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波的远场辐射指向性函数；
根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流。
5.根据权利要求4所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，
所述偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式为：
其中，uR表示偶极纵波的远场位移，i为虚数单位，n为方位序数，n＝1代表偶极声源；kp0＝ωcosθ/α为地层纵波的最速下降解；
是由kp0得到的流体径向波数；kf＝ω/αf为流体纵波波数；ω为圆频率，αf为流体纵波速度；θ为声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角，α是地层的纵波速度；振幅系数Bn表示从内向外传播的声波，与第二类变型贝塞尔函数Kn有关，且会受到井眼半径a的影响；ρ表示地层的密度，
为声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角，R为声源到场点之间的距离。
6.根据权利要求5所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述偶极纵波的远场辐射指向性函数为：
其中，RP表示固体介质中纵波的远场辐射指向性函数。
7.根据权利要求4所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括：
根据偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式结合位移与应变转换关系和虎克定律，得到偶极纵波的速度分量和应力分量；
利用该速度分量和应力分量得到目标地层中偶极纵波的能流密度；
在以声源为中心，半径为R的球面上，对所述能流密度进行积分得到不同发射频率下的辐射能流。
8.根据权利要求7所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率，包括：
针对不同的发射频率，分别对不同发射频率下的辐射能流结合所述远场辐射指向性函数分别获取每个辐射能流的峰值点处的偶极纵波的辐射指向性数据；
根据每个辐射指向性数据分别确定每个辐射能流峰值的覆盖角度，选择覆盖角度最大的发射频率作为偶极声源发射频率。
9.一种确定偶极声源发射频率的装置，应用于预设类型地层的邻井成像中，包括存储器和处理器；其特征在于，所述存储器用于保存确定偶极声源发射频率的程序，所述处理器用于读取执行所述用于确定偶极声源发射频率的程序，执行权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有用于确定偶极声源发射频率的程序，所述程序被设置为在运行时执行权利要求1-8任一项所述的方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114839684A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-02 | 中国海洋大学 | 一种套管井纵波提取方法、装置、设备和存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080151690A1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-06-26 | Baker Hughes Incorporated | Imaging Near-Borehole Reflectors Using Shear Wave Reflections From a Multi-Component Acoustic Tool |
| CN102508299A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 中国石油大学(华东) | 在井中发射并接收偶极横波的远探测方法 |
| EP2488722A1 (en) * | 2009-07-20 | 2012-08-22 | Services Pétroliers Schlumberger | Estimating formation stresses using radial profiles of three shear moduli |
| US20190330981A1 (en) * | 2016-06-01 | 2019-10-31 | Schlumberger Technology Corporation | Estimation of horizontal stresses and nonlinear constants in anisotropic formations such as interbedded carbonate layers in organic-shale reservoirs |
| CN111691876A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-22 | 中海油田服务股份有限公司 | 一种利用声波测井对邻井成像的方法、装置及存储介质 |
| CN112068206A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-11 | 中国石油大学(华东) | 一种基于井孔与弹性波相互作用理论的邻井探测方法 |
-
2021
- 2021-02-18 CN CN202110190181.9A patent/CN112965100B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080151690A1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-06-26 | Baker Hughes Incorporated | Imaging Near-Borehole Reflectors Using Shear Wave Reflections From a Multi-Component Acoustic Tool |
| EP2488722A1 (en) * | 2009-07-20 | 2012-08-22 | Services Pétroliers Schlumberger | Estimating formation stresses using radial profiles of three shear moduli |
| CN102508299A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 中国石油大学(华东) | 在井中发射并接收偶极横波的远探测方法 |
| US20190330981A1 (en) * | 2016-06-01 | 2019-10-31 | Schlumberger Technology Corporation | Estimation of horizontal stresses and nonlinear constants in anisotropic formations such as interbedded carbonate layers in organic-shale reservoirs |
| CN111691876A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-22 | 中海油田服务股份有限公司 | 一种利用声波测井对邻井成像的方法、装置及存储介质 |
| CN112068206A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-11 | 中国石油大学(华东) | 一种基于井孔与弹性波相互作用理论的邻井探测方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 张聪慧等: "偶极横波远探测典型地质体解释模型研究及应用", 《应用声学》 * |
| 张聪慧等: "含气孔裂隙地层的声波测井响应特征", 《应用声学》 * |
| 郝仲田等: "偶极横波远探测测井技术应用研究", 《地球物理学进展》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114839684A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-02 | 中国海洋大学 | 一种套管井纵波提取方法、装置、设备和存储介质 |
| CN114839684B (zh) * | 2022-05-20 | 2024-04-19 | 中国海洋大学 | 一种套管井纵波提取方法、装置、设备和存储介质 |
Also Published As
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