Page 135 - 《应用声学》2020年第2期

第 39 卷 第 2 期 李超等： 多分量方位远探测声波测井的理论与应用 293

The amplitude of the dipole SH reflection reflects the strike of the interface. But a 180 degrees uncertainty
still exists. Combining the advantages of monopole and dipole remote exploration methods, the azimuth of the
interface can be identified quickly and accurately. Numerical simulation and field data processing results show
that the joint method can improve the reliability of the results.
Keywords: Acoustic logging; Multicomponent; Remote exploration; Azimuth identification
Y Y 2 共 8 个分量，其中第一个字母代表声源，第二
0 引言 个字母及数字代表接收器方位。则正交偶极的四分
量波形可由式(1)获得：
利用阵列声波测井中记录到的反射波来进行 
井旁构造成像的远探测声波测井技术是近年来声  XX = XX1 − XX2,




波测井领域的重要进展之一，它可以探测裂缝、溶  XY = XY 1 − XY 2,

(1)
洞等储层在井外的扩展情况，以及水平井的储层  Y X = Y X1 − Y X2,


边界，还可以识别地震勘探无法探测到的小构造 


 Y Y = Y Y 1 − Y Y 2.
等 [1−2] ，目前逐渐成为复杂油气藏勘探的有力手段。
随着测井仪器测量方式和数字信号处理技术的发 Y 
展，出现了利用具有方位接收器的阵列声波测井仪 X X
器探测井外构造方位信息的技术 [3−5] ，以及利用正 Y 
交偶极声波测井仪测量的反射横波来进行反射体 R
SV
方位识别的技术 [2,6−7] ，相对于传统的单极子探测 P
技术，这些新技术有更好的探测效果以及方位识别 SH
能力 [8−9] ，而反射体方位信息对于储层评价以及工
程措施如压裂改造等至关重要。 SV P
目前，已有的单偶极远探测方位识别方法均各 T SH
有优势。单极子声源频率高，不同方位的接收器对 Ԧ࠱ႍ᭧
T  ̌ߘ Y
于反射方位敏感，可以根据波形幅度信息快速判断 ⇁
X ֓ ⇁ X
方位，但是其探测深度较浅，方位分辨率受到方位接 z ֓
ӭౝܦູ
收器个数的影响；而偶极远探测方法探测深度较大， x Y
y ൤̔Ϧౝܦູ
SH 反射横波幅度更大，更容易探测井外深部构造，
图 1 多分量远探测仪器原理图
且对于构造走向较为敏感，但其存在180 的方位不
◦
Fig. 1 Schematic diagram of multicomponent re-
确定性 [2] 。本文通过将单偶极远探测识别方位的方
mote exploration acoustic logging instrument
法相结合，利用多分量远探测仪器，集合两类方法的
1.2 方位识别方法
优势，研究解决反射方位识别问题的方法。
当反射体到井眼的距离远大于井径时，反射波
1 基本原理 可以看作是平面波入射到井孔。以井外不同平面波
入射到井内被不同方位接收器所接收到的波形特
1.1 多分量远探测仪器探测原理 征为基础，来说明反射波方位的识别方法，如图 2 所
偶极横波多分量远探测仪器 (Victory multi- 示。图2(a)显示了平面波入射井孔以及井内四个不
component reflected shear wave imager, VMSI) [9] 同方位接收器分布的示意图，采用二维有限差分进
同时包含了单极子声源，仪器工作时单偶极声源依 行模拟，平面波声源为雷克子波，模拟纵波(单极子)
次激发声波，四个周向上相隔 90 的接收器记录不 入射时声源主频为 8 kHz，横波 (偶极子) 时声源主
◦
同方位的四个分量波形，如图 1 所示。单极子记录 频为 4 kHz，模型参数如表 1 所示。井孔内有一居中
MX1、MX2、MY 1、MY 2 四个分量，偶极子记录 的仪器，井孔直径为 0.22 m，仪器直径为 0.1 m，井
XX1、XX2、XY 1、XY 2 以及 Y X1、Y X2、Y Y 1、 外地层为硬地层(地层1)。