Page 128 - 《应用声学》2024年第6期

1304 2024 年 11 月

证了该方法在实测数据中的可行性并且通过 II 界 缺乏成像结果影响因素的系统性研究。因此，本文
面成像结果估算了套管偏心量和水泥环厚度。然 基于合成数据，分析水泥类型、套管尺寸、水泥胶结
而，上述研究仅针对环空介质为普通水泥的情况进 质量、不规则 II 界面产状和偏移速度模型对套管井
行了算法验证。套管井测量环境复杂，环空介质与 RTM 成像结果的影响规律，为实际复杂套管井测
地层的波阻抗之差、II 界面的不规则产状以及水泥 量环境中的井壁高精度超声成像提供理论与技术
胶结质量对RTM成像精度与准度的影响尚不清楚， 支撑。

̌
ݓ ᣉ ඵ ڡ ೝฉ٨ ݓ ඵ ڡ
ኮ ซ ࡏ ኮ ซ ࡏ
ଌஆ٨2
A0 IIႍ᭧
ଌஆ٨1
TIE θ 3 ԦՔฉڤ
̌Яืʹ A0 θ 3 ̌ ੇϸག
ᣉ
൤Քฉڤ
TIE

θ 1 ܦູ Iႍ᭧
ܦູ
θ 1
(a) ᡔܦिజฉ฾̌വर (b) ᡔܦिజฉ฾̌ᤤ௑ϠረԔေ

图 1 套管井超声弯曲波测井模式及 RTM 示意
Fig. 1 Schematic diagram of ultrasonic pitch-catch measurements and reverse time migration in a cased hole

等模型因素对成像结果的影响。
1 套管井超声弯曲波测井RTM方法
1.1 修正声源位置
RTM 成像技术基于双程波动方程和时间一致
大斜度井和水平井易引起仪器偏心和倾斜，使
性成像条件，不受反射界面的倾角限制，能够对反
得声源和检波器偏离标准偏移基准面。因此，本文
射波进行深度归位，收敛绕射波。目前该方法广泛
首先采用长短时窗能量比法自动拾取 A0 模式波的
应用于地震勘探的地下复杂反射构造界面成像、天
初至，然后根据其时距曲线计算声源与套管内壁的
然地震与微地震监测的震源定位和远探测声反射
距离R：
成像测井的井旁反射构造界面成像 [25−28] 。近年来，
[ ]
RTM 技术逐步应用于超声 Lamb 波金属材料无损 T A0 = d +R 1 + 1 − (tan θ 1 +θ 3 ) ,
V A V f cos θ 1 V f cos θ 3 V A
检测领域，成功实现了金属板材中纵向裂缝的定位，
(1)
为套管井超声弯曲波测井的井壁结构成像提供了
可以借鉴的经验 [29−31] 。由于目前超声弯曲波测井 其中，T A0 为A0模式波的初至，d为源距，V A 和V f 分
仅包含两个检波器，在偏移过程中有限的检波器波 别为 A0 模式波在套管中的传播速度和流体纵波速
场难以与震源波场有效叠加，导致成像结果包含较 度，θ 1 和 θ 3 分别为声源入射角和 A0 模式波由套管
强的噪声。Wang 等 [23] 基于 A0 模式波的理论频散 向井内流体的透射角。套管内壁的位置与厚度可由
曲线，采用相移插值法重构原始两个检波器之间的 超声脉冲回波测井进行确定，从而根据声源距离套
阵列波形，在一定程度上弥补了空间采样有限的问 管内壁的距离 R 对非轴对称套管井中的声源与检
题，并且讨论了插值误差对成像结果的影响。本文 波器位置进行校正，为 RTM 提供准确的偏移基准
基于合成数据假定超声弯曲波测井采用的是检波 面，该步骤与地震勘探中的静校正类似，用于消除超
器阵列，仅分析水泥类型、套管尺寸、水泥胶结质量 声测井仪在测量过程中偏离井轴中心的距离。