Page 61 - 《应用声学》2020年第1期

第 39 卷 第 1 期 杨岩等： 井外溶洞储层的偶极横波反射特征研究 57

后续的成像及解释工作带来困难，可能会出现解释 为经过溶洞后壁反射但还未传播出溶洞的反射波；
错误。图3为距离井轴10 m、直径为4 m 的溶洞SH 图 5(d) 为经过溶洞后壁反射在地层中传播的反射
反射波场，可以看到随着溶洞与井孔距离的变大，溶 波，可以清晰地看到经过溶洞后壁会聚的声波不再
洞的反射到时以球心为中心成圆弧状的这种特点 是能量均匀的球面波，而是有方向性的声波，从波场
越来越明显，且反射波的在接收源距上的分布也表 快照中可以明显看到，溶洞后壁相当于一个凹面镜，
现出了特点，即在小源距接收器范围内会出现较强 对声波有聚焦效果，而随着溶洞直径的变大，该聚焦
的后续反射波，随着源距的增大，该反射波逐渐变弱 效果变差，聚焦范围随之变大，这也解释了当溶洞直
甚至消失。图4 为距离井轴20 m、直径为 20 m 的溶 径较小时反射波场后续的接收波形只能在小源距
洞 SH 反射波场，与图 3 比较发现，随着溶洞直径的 的接收器中接收到，而随着溶洞直径的变大该反射
进一步增大，来自溶洞远井壁界面的后续反射波在 波不仅能在小源距的接收器中接收到，随着仪器在
小源距接收器范围内仍然具有很强的振幅，而且其 井中的提升在其他源距接收器中也可以接收到后
会随着仪器的提升而变化，在整个接收器源距的分 续能量较强的反射波形，该反射与前部 SH 反射波
布范围变大。 的时间间隔与溶洞大小以及离井轴距离有关。
为了研究后续反射波随着源距变化的分布特 因此，当溶洞体尺寸较大时，在反射波场中可
征，以离井轴距离为 10 m、直径为 4 m 的溶洞模型 以明显地观察到分别来自溶洞前后两个界面的反
为例，提取波场快照，如图 5 所示。图5(a) 和图 5(b) 射波，对比两种不同的反射波，其特点是在小源距接
分别为声波在地层中向外传播和经过溶洞前壁时 收器中总能够接收到来自溶洞后壁(远离井壁一侧)
形成的反射波，可以看出溶洞前壁形成的反射波 能量较强的反射波，而在大源距接收器中可以接
是一个能量均匀的球面波，因此在波形图中不管 收到来自溶洞前壁 (即靠近井壁一侧) 能量较强的
是大源距和小源距的接收器中都能接收到；图 5(c) 反射波，利用该特征可以对前后两个界面分别成像，

COG᥋ᬷ
8 8 8
7 7 7
6 6 6
ງए/m 5 4 ງए/m 5 4 ງए/m 5 4

3 3 3
2 2 2
1 1 1
0 0 0
0 5 10 15 0 5 10 15 0 5 10 15
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(a) D=0 m (b) D=3 m (c) D=5 m
CSG᥋ᬷ
5 5 5

4 4 4
ູᡰ/m 3 ູᡰ/m 3 ູᡰ/m 3

2 2 2

1 1 1

0 0 0
0 5 10 15 0 5 10 15 0 5 10 15
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(d) P=0 m (e) P=4 m (f) P=8 m
图 2 不同数据道集模拟结果 (L = 4 m, d = 1.2 m)
Fig. 2 Simulation results of different data trace sets (L = 4 m, d = 1.2 m)