Page 65 - 《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 61

根据波的旅行时以及速度，易得以下估算球直 源距范围靠近井壁一侧更强，该特征可用于分析溶
径的公式： 洞体的尺寸。本研究可为偶极横波远探测的资料解
s 释以及仪器设计提供依据。
d e ≈ · v f , (9)
v s (2) 缝洞结合体的偶极源反射波场，在小源距
其中，s 为两种阵列成像结果溶洞距离的差，v s 为横 范围内仍然可以观察到能量较强的后续反射波，但
波速度，v f 为溶洞内介质速度，这里为水，实际中可 总体来说裂缝反射强度要大于溶洞的反射强度，且
以根据储层参数估算。由图 9 可以估算出溶洞直径 来自溶洞前壁 (靠近井壁一侧) 的反射波会湮没在
约4 m，这与模型一致。 裂缝反射波中，这会对成像结果带来一定的干扰。

本文模型是高角度缝洞模型，下一步的研究应该围
0
1 绕缝洞结合体倾角对反射波的影响来展开讨论。
2
(3) 对溶洞的偶极四分量反射波进行方位分析，
3 得到的方位与溶洞中心轴的一致，说明传统用于分
ງए/m 4 5 析界面走向的方法仍然适用于溶洞，只不过得到的

6 方位是溶洞中心轴的。
7
(4) 本文分析虽然是假定溶洞为一理想球体，
8
实际中溶洞体可能形状不规则，但是只要溶洞存在
9
0 5 10 15 凹界面，可以近似为球体，本文的结论都是适用的。
ᡰሏ/m
(a) D=0 m
0 参 考 文 献
1
2 [1] 李凡异, 魏建新, 狄帮让, 等. 碳酸盐岩溶洞的 “串珠” 状地震
3 反射特征形成机理研究 [J]. 石油地球物理勘探, 2012, 47(3):
ງए/m 4 5 [2] 李凡异, 魏建新, 狄帮让. 碳酸盐岩溶洞横向尺度变化的地震
385–391.

6 响应正演模拟 [J]. 石油物探, 2009, 48(6): 557–562, 15.
Li Fanyi, Wei Jianxin, Di Bangrang. Forward simula-
7
tion of seismic response in carbonate caverns with varied
8
lateral scale[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum,
9
0 5 10 15 2009, 48(6): 557–562, 15.
ᡰሏ/m [3] Haldorsen J, Voskamp A, Thorsen R, et al. Borehole
(b) D=3 m acoustic reflection survey for high resolution imaging[C].
Proceedings of the 2006 SEG Annual Meeting, F, 2006.
图 9 溶洞不同源距反射波成像 (L = 10 m, d = 4 m)
[4] Tang X M, Patterson D J. Single-well S-wave imaging
Fig. 9 Reflection wave imaging of karst cave with using multicomponent dipole acoustic-log data[J]. Geo-
different source spacing (L = 10 m, d = 4 m) physics, 2009, 74(6): WCA211–WCA223.
[5] 唐晓明, 魏周拓. 利用井中偶极声源远场辐射特性的远探测测
3 结论 井 [J]. 地球物理学报, 2012, 55(8): 2798–2807.
Tang Xiaoming, Wei Zhoutuo. Single-well acoustic reflec-
tion imaging using far-field radiation characteristics of a
本文通过大规模时域有限差分的方法数值计
borehole dipole source[J]. Chinese Journal of Geophysics,
算了三维溶洞储层的不同测量位置、不同源距的连 2012, 55(8): 2798–2807.
续反射波场，得出了以下结论： [6] Li C, Yue W Z, He Y, et al. Elastic wave reverse time mi-
(1) 溶洞体的偶极源反射，除了首先到达的前 gration for directional dipole reflection imaging[C]. SEG
Technical Program Expanded Abstracts, 2014: 638–642.
界面的 SH反射波外，后续还有能量较强的波列，应 [7] 何峰江. 声反射成像测井仪器仿真及波形处理技术研究 [D].
为球内的凹界面聚焦作用的结果。因而不同源距成 北京: 中国石油大学, 2005.
像结果中，会有两部分界面，前后距离大于模型本身 [8] Wei Z T, Tang X M. Numerical simulation of radiation,
reflection, and reception of elastic waves from a borehole
尺度，这是由于后续的波形有一部分路径并不是直
dipole source[J]. Geophysics, 2012, 77(6): D253–D261.
线且不以横波速度传播，对于小源距后部反射强，大 [9] Virieux J. P-SV wave propagation in heterogeneous