Page 230 - 《应用声学》2023年第2期

418 2023 年 3 月


 XbX1 = XbY 1 − XbX2,





 XbX2 = XbX1 − XbY 2,
(2)
 XbY 1 = XbY 1 − XbX1,





 XbY 2 = XbX2 − XbY 2,
Y  以及
X X
Y  
Ԧ࠱᭧
 Y bX1 = Y bY 1 − Y bX2,




ࠕᮠଌஆ٨᫼ѵ  Y bX2 = Y bX1 − Y bY 2,

(3)
 Y bY 1 = Y bY 1 − Y bX1,





 Y bY 2 = Y bX2 − Y bY 2.
Xb Yb TD2 1.2 方位识别与确定
Xb
Yb
在以上介绍的错位双偶极声源进行远探测的
测量原理基础上，提出了新型方位偶极声波仪器探
ࠕᮠϦౝԧ࠱٨
测地质体真实方位的步骤如下：
Ya
Xa Xa 步骤 1：对偶极声源 a 对应的信号采用公式 (1)
Ya TD1 计算获得四分量波形，采用传统偶极远探测方法
获得地质体 0 ∼ 360 方位成像结果，结果中存在
◦
◦
ࠕᮠϦౝԧ࠱٨1
180 方位不确定性，对需要确定真实方位的地质体
◦
先选出2个角度；
图 1 方位偶极远探测仪器测量原理图
步骤 2：分别通过公式 (2) 和公式 (3) 获得错位
Fig. 1 Measurement principle diagram of azimuth
偶极信号，根据偶极源的方位和地质体走向角度，选
dipole remote detecting tool
取和走向角度更接近的声源的 2个同向分量进行比
根据上述分量得到如下差分信号： 较，比较 XbX1 和 XbX2，或者 Y bY 1 和 Y bY 2 的接

收反射信号，根据 2 组接收器的波形到时和幅度差
 XX = XaX1 − XaX2,


 异判断反射波的传播方向；


XY = XaY 1 − XaY 2,

(1) 步骤 3：对地质体存在的一段深度的每个深度
 Y X = Y aX1 − Y aX2,

 位置重复步骤2，获得该地质体真实方位角；



 Y Y = Y aY 1 − Y aY 2. 步骤 4：根据该真实方位角度对 0 ∼ 360 的方
◦
◦
位成像结果进行处理，压制伪像的反射幅度，得到反
该四分量与常规偶极相同，可以应用于地质体
映地质体真实方位信息的方位扫描成像结果。
走向判别与各向异性提取等。与相对方位相减得到
偶极分量不同，这里提出一种相邻方位相减的方法， 1.3 数值模拟与仿真
由于声源方向旋转了 45 ，没有和其平行或垂直的 为了进一步说明及验证提出的方法的可行性，
◦
正交分量，而将相邻方位按照以下方式相减，每一 本节通过三维数值模拟波场的数据分析进一步阐
偶极源都可以得到2 组与其平行或者垂直接收的分 述错位双偶极远探测的理论方法。数值模拟模型的
量，受仪器影响，当反射波传播回井孔时，不同方位 xy 剖面如图2 所示，模型在 z 轴方向无变化，右下角
的接收分量存在时移和幅度差异 [11] ，而这 2 组新的 存在一个 z 方向和井轴平行的界面。界面方位定义
分量由于处于仪器的不同方位并存在一定间隔，也 为，井轴与界面的垂直连接线和 x 轴方向夹角，模
应存在到时和幅度差异，由于 SH 波与纵波偏振方 型中为 30 。若以 x轴方向为正北方位，则界面走向
◦
式不同，这里主要考虑到时差异，Xb和Y b声源分别 角度为 60 和 240 。仪器源距为 3 m，声源为主频
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◦
对应的4组错位偶极分量定义如下： 3 kHz的雷克子波。