方位井间地震勘探方法技术

一种方位井间地震勘探方法，包括步骤：Ａ．将组合圆弧阵声波辐射器布置在发射井中，将至少一个接收探头布置在接收井中；Ｂ．改变参与工作的相控组合圆弧阵声波辐射器的阵元组合，并施加合适的延迟激励以实现井下声源向某一侧井壁辐射声波；Ｃ．使上述辐射的声波以小于第一临界角并沿某一方位角入射于某一侧井壁介质；Ｄ．改变入射角的大小，对井旁地层进行扫描测量，实现对井间地层在极角方向的辐射声场扫描和全极角测量；Ｅ．各个接收探头接收上述方位角范围内的声波信号，使其仅仅包含发射井和接收井所在平面内的井间地层的信息；Ｆ．对上述步骤中得到的不同源距的多道接收信号进行处理，实现对包含发射井和接收井所在平面内的井间地层的声学评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于应用地球物理领域，涉及一种
技术介绍
井间地震勘探技术是指在发射井内布置一个声源而在邻近接收井内布置若干个接收换能器，发射探头发出的声波信号经过井间地层传播后被接收探头所接收，通过发收探头的上下移动实现对井间地层的测量评价。井间地震勘探技术是一种测量分辨率较高的地层评价技术，尤其在油田开发中后期的油藏动态检测中有重要应用价值。在当前的井间地震勘探技术中，如图1所示，发射井中的声源采用了辐射指向性类似于点声源的声源，它向地层中的各个方向均匀地辐射声波，其中只有一小部分声波能量向着接收井的接收探头方向传播，而大部分声波能量成为无用信号或干扰信号。例如，如图1所示，假设发射井和接收井都位于yz平面内，发射探头发出的声波信号会在发射井井旁地层的各个方向传播，其yz平面的指向性和xz平面的指向性都不能进行控制。在井间地层内各个方向传播的声波有可能变成多次反射波、折射波或散射波后被接收探头所接收，使接收信号变得非常复杂。点声源的使用使井间地震勘探的资料处理和反演具有复杂性和多解性，也制约了其探测距离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有方位分辨能力的，克服上述现有技术中存在的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术提供一种，其用于进行井间测量的声系包括发射探头和至少一个接收探头，该发射探头为相控组合圆弧阵声波辐射器，该接收探头为单极子声波接收换能器；该勘探方法包括步骤A.将发射探头布置在发射井中，将至少一个接收探头布置在接收井中； B.改变参与工作的相控组合圆弧阵声波辐射器的阵元组合，并施加合适的延迟激励以实现井下声源向某一侧井壁辐射声波；C.使上述辐射的声波以小于第一临界角并沿某一方位角入射于某一侧井壁介质，使此方位角范围内的井壁介质参与振动，而该方位角范围外的井壁介质不参与振动；D.改变入射角的大小来改变井旁地层中辐射声场的波矢量与垂直方向的夹角(极角)，对井旁地层进行扫描测量，实现对井间地层在极角方向的辐射声场扫描和全极角测量；E.各个接收探头接收上述方位角范围内的声波信号，使其仅仅包含发射井和接收井所在平面内的井间地层的信息；F.对上述步骤中得到的不同源距的多道接收信号进行处理，得到上述包含发射井和接收井所在平面内的井间地层的声学评价。优选的，所述的参与工作的相控组合圆弧阵声波辐射器的阵元数大于1，并且其相对对称的阵元同位相振动。优选的，所述的参与工作的相控组合圆弧阵声波辐射器的阵元间施加的激励延迟为R(cosα1-cosαn)/c其中，R-相控组合圆弧阵声波辐射器半径；Rcosα1-一振动阵元与辐射中心的连线在辐射方向中心轴上的投影；Rcosαn-另一振动阵元与辐射中心的连线在辐射方向中心轴上的投影；c-声速；α1-一阵元与辐射方向中心轴的夹角；αn-另一阵元与辐射方向中心轴的夹角。优选的，在井间距离确定的前提下，在实施井间测量时使得接收探头和发射探头之间的距离最小。优选的，将发射探头布置在发射井中，将至少一个接收探头布置在若干个邻近的接收井中。优选的，该方法既可应用于裸眼井井间地震勘探，也可应用于套管井井间地震勘探。优选的，所述发射探头辐射的声波测量频率范围为0.5kHz～10kHz。优选的，所述声系在井孔中上升或下降过程中在不同深度点重复步骤A至E，对井间地层进行扫描测量。本专利技术具有的优点1、本专利技术采用相控组合圆弧阵声波辐射器，它能够使辐射声波以小于第一临界角并以一定方位角范围入射于井壁并向井旁一侧地层中的任意预定方向辐射声波能量，使井间地层中的声波朝着接收探头所在位置方向传播并被接收井内不同位置的多个声波接收换能器所接收，使接收信号中含有由发射井和接收井所确定的平面内井间地层的信息，通过对多道接收信号的处理就可以计算出由发射井和接收井所确定的平面内井间地层声学界面的分布和倾角，从而实现对发射井指定方位角范围内井间地层的声学评价。2、本专利技术所述方法可以从根本上增加进入地层的声波能量并沿特定方位角范围内传播、从而可以增加井间地震勘探的探测距离和提高信噪比，消除资料解释的多解性。本专利技术的上述和另外的特征、优点可以通过以下结合附图的详细说明得到进一步的理解。附图说明图1为现有技术中井间地震勘探示意图；图2为本专利技术的流程图；图3为相控组合圆弧阵声波辐射器示意图；图4为本专利技术的方位井间地震勘探示意图；图5为相控圆弧阵声波辐射器声波辐射方向控制示意图。附图标记说明发射探头1；发射井11；接收探头2；接收井21。具体实施例方式如图2至图5所示，本专利技术提供一种，该方法既可应用于裸眼井方位井间地震勘探，也可应用于套管井方位井间地震勘探，其用于进行测量的声系包括有发射探头1和至少一个接收探头2，如图3所示，该发射探头1采用的是专利号为ZL 20031011 5236.1的专利技术专利中所述的相控组合圆弧阵声波辐射器，该接收探头2为单极子声波接收换能器，将发射探头1布置在发射井11中，将至少一个接收探头2布置在若干个邻近的接收井21中；如图2所示，该方法包括以下步骤A.将发射探头1布置在发射井11中，将至少一个接收探头2布置在接收井21中；B.改变参与工作的相控组合圆弧阵声波辐射器的阵元组合，并施加合适的延迟激励以实现井下声源向某一侧井壁辐射声波；C.使上述辐射的声波以小于第一临界角并沿某一方位角入射于某一侧井壁介质，使此方位角范围内的井壁介质参与振动，而该方位角范围外的井壁介质不参与振动；D.改变入射角的大小来改变井旁地层中辐射声场的波矢量与井轴方向的夹角(极角)，对井旁地层进行扫描测量，实现对井间地层在极角方向的辐射声场扫描和全极角测量；E.各个接收探头2接收上述方位角范围内的声波信号，使其仅仅包含发射井和接收井所在平面内的井间地层界面的信息；F.对上述步骤中得到的不同源距的多道接收信号进行处理，得到上述方位角范围内井间地层的声学评价。所述的参与工作的相控组合圆弧阵声波辐射器的阵元数大于1，既可以是偶数，也可以是奇数，并且其相对对称的阵元同位相振动。如图5所示，为了便于说明利用相控组合圆弧阵声波辐射器实现方位扫描辐射声波，我们以半径为R、24阵元圆弧阵为例进行说明。在某一次测量中圆弧阵上仅由1～6号阵元工作来完成某一次声波辐射(其它阵元不工作)，并设置1号与6号阵元同位相振动、2号与5号阵元同位相振动、3号与4号阵元同位相振动。4、5、6号阵元的激励起始时刻分别用t1、t2和t3表示，并取t1-t3=Rc(cosα1-cosα3)]]>t1-t2=Rc(cosα1-cosα2)]]>t2-t3=Rc(cosα2-cosα3)]]>其中，R-相控组合圆弧阵声波辐射器半径；Rcosα1-一振动阵元与辐射中心的连线在辐射方向中心轴上的投影； Rcosαn(n＝2，3)-另一振动阵元与辐射中心的连线在辐射方向中心轴上的投影；c-声速；α1-一阵元与辐射方向中心轴的夹角；αn(n＝2，3)-另一阵元与辐射方向中心轴的夹角。根据相控圆弧阵辐射指向性原理可知，这6个阵元协同工作的结果是使声波沿着图中所示的x方向辐射。类似地，当取0～5号阵元按相应的延迟时间激励工作时就可以使声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方位井间地震勘探方法，其特征在于：用于进行测井的声系包括发射探头和至少一个接收探头，该发射探头为相控组合圆弧阵声波辐射器，该接收探头为单极子声波接收换能器；该声学勘探方法包括步骤：Ａ．将发射探头布置在发射井中，将至少一个接收探头 布置在接收井中；Ｂ．改变参与工作的相控组合圆弧阵声波辐射器的阵元组合，并施加合适的延迟激励以实现井下声源向某一侧井壁辐射声波；Ｃ．使上述辐射的声波以小于第一临界角并沿某一方位角入射于某一侧井壁介质，使此方位角范围内的井壁介质 参与振动，而该方位角范围外的井壁介质不参与振动；Ｄ．改变入射角的大小来改变井旁地层中辐射声场的波矢量与井轴方向的夹角，对井旁地层进行扫描测量，实现对井间地层中在极角方向的辐射声场扫描和全极角测量；Ｅ．各个接收探头接收上述方位 角范围内的声波信号，使其仅仅包含发射井和接收井所在平面内的井间地层的信息；Ｆ．对上述步骤中得到的不同源距的多道接收信号进行处理，得到上述含发射井和接收井所在平面内的井间地层的声学评价。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠晓东，乔文孝，车小花，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]