Page 136 - 《应用声学》2021年第5期

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2.3 井周方位慢度成像技术 小于这个角度仪器将不能区分。
在声波测井中，一般采用慢度 -时间相关叠加
3 实际资料处理应用
(Slowness-time coherence, STC) 法来进行速度分
析 [10] ，在三维声波测井中，由于采用不同方位的接
三维声波测井仪器在胜利油田的 XX井中进行
收器，这里将STC方法变为如下：
了测试，测量井段为碳酸盐岩硬地层，图8为某一深
2
∫ T +T w N 度点的单极源和偶极源全波列，13个接收器波形显
∑

X i,m [t+s(m − 1)d] dt 示了很好的一致性，证明仪器整体及换能器具有良
T m=1
ρ (s, T) = ,
i ∫ N 好的性能。图9为三维声波和XMAC的在同一井段
T +T w ∑
2
N |X i,m [t+s(m − 1)d]| dt 的偶极波形频散分析图，由于增加了接收器并且采
T m=1
用宽频带偶极子源，三维声波的偶极频散曲线在高
i = 1, 2, · · · , N r , (8)
频段连续性更好，相干图整体分辨率更高，更有利于
其中，N r 是方位接收器的个数，N 是轴向接收器的 后续的分析和处理。图10为3个单极子源对应的全
个数(N =13)，s是慢度，T 是时间，通过在不同方位 波列以及T6源的速度分析结果与XMAC仪器测量
i 的时间窗 T w 内对波形进行相干叠加，可以计算出 结果的对比分析。其中第 1 道为深度道，第 2∼4 道
相关系数，取系数最大处对应的慢度即为该方位模 分别为 T2R4、T3R1和 T6R1 的共接收器道集数据，
式波的慢度。考虑到实际测量时仪器在提升过程中 第一个字母数字组合为声源，第二个为对应的接收
不断旋转，因此需要对得到的周向慢度函数 ρ 在周 器，由于 T2R1的波形在临界源距之内，因此选择展
向上进行插值拟合以获得和旋转角度同一数量级 示了较大源距的 R4 接收器波形，第 5 道为对 T6 单
的周向方位慢度曲线，再根据仪器方位角将整个井 极子源的阵列波形进行速度分析得到的纵波、横波
段的方位慢度校正到统一的坐标系下，即可得到不 和斯通利波慢度与 XMAC 仪器测量的结果进行的
同模式波的方位慢度成像结果。 对比分析，红色曲线均为三维声波结果，由图 10 可
由于方位接收器个数的限制，慢度提取的方位 见，三维声波与传统阵列声波在测量地层慢度上结
分辨率也受限，然而对慢度的周向分辨率目前还无 果一致。最后一道为 STC 法计算的相关系数图，可
明确的定义，这里仍以通常的计算方法为准，即认为 以看出波形在不同深度具有较好的相关性，在地层
方位分辨率为 45°(360/N r ，N r 为方位接收器个数， 速度变化较大的井段相关性也变差，但是由于增加
本文 N r =8)。此处的方位分辨率指的是可以分辨 了接收器阵列，仍能从较弱相关性的信号中提取出
的井周方位异常体所占的最小圆周角度，即异常体 地层信息。

4.0 4.6
3.8 4.4
3.6 4.2
3.4 4.0
ູᡰ/m 3.2 ູᡰ/m 3.8

3.0 3.6
2.8 3.4
2.6 3.2
2.4 3.0
2.8
0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8 10
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(a) ӭౝߕT3Лฉѵ (b) ϦౝߕXXЛฉѵ

图 8 硬地层单个深度位置的单极和偶极波形
Fig. 8 The full waveform of a single depth for monopole and dipole source