偶极反射横波测量系统及其设计方法、电子设备及介质技术方案

本申请公开了一种偶极反射横波测量系统及其设计方法、电子设备及介质。该系统可以包括：槽形模型井，井槽中填充流体；人造地层模组，包括多个人造地层模块，并排浸没于井槽的流体中，人造地层模组的下部设置有测量井通孔，每个人造地层模块均设置有反射井孔；一对偶极换能器，测量头均设置于测量井通孔内，另一端连接测井控制及采集模块；测井控制及采集模块，用于控制偶极换能器以及采集数据。本发明专利技术通过对偶极反射横波测量系统进行实验设计，对偶极横波声反射成像测井进行验证和刻度，具有很强的可操作性和灵活性，对于声波反射成像测井方法、仪器刻度及应用效果具有重大科学研究与实用价值。究与实用价值。究与实用价值。

【技术实现步骤摘要】
偶极反射横波测量系统及其设计方法、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及地球物理测井领域，更具体地，涉及一种偶极反射横波测量系统及其设计方法、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]近年来，地球物理声波测井技术从“一孔近见”发展到“一孔远见”，尤其是偶极横波声反射成像测井技术成为地球物理测井领域的热点，已被广泛应用隐蔽油气藏的勘探开发中，其径向探测深度从井周1米左右提高至数十米范围，极大地增加了声波测井的探测能力。Tang等从偶极弯曲波中观察到了横波反射现象，并提出偶极横波声反射成像测井方法。Wei和Tang研究了偶极辐射指向性、反射系数和接收指向性，指出SH横波具有最宽的辐射覆盖及较高的反射灵敏度。魏周拓等提出了在声源截止频率以下进行偶极横波远探测的方法，为更远距离的声波反射探测提供了理论依据。为了在实验室观测声反射现象，人们开展了大量的相关尝试，周继宏在实验室中对具有井旁裂缝的缩小比例模型井进行了反射波测量，观测到了来自井旁垂直裂缝的反射纵波；车小花等在实验室中制作了多个不同倾角、不同材料和不同形态的缩小比例模型，研究了反射纵波的特征。以上工作都是针对反射纵波设计的实验方案和装置，对于频率更低的井孔偶极弯曲波，要想有效观测和采集反射横波，就需要更大体积的天然或人造岩石模型，导致反射体模型制作异常困难，很难实现反射横波的实验室测量。魏周拓等开展了偶极横波声反射成像测井的实验研究，通过测量天然岩石的边界反射横波，验证了偶极声源对于井旁反射体具有明显的方位指向性，然而，该实验模型和方案依旧沿用了反射纵波的测量过程，反射横波叠加在幅度数千倍的井孔弯曲波中，无法直接观测。截至目前，井孔偶极激励下的反射横波在实验室中仍为得到直接的测量和观测，这对于偶极横波声反射成像测井技术的继续推广应用及方法验证带了巨大的挑战。其实验测量面临的主要问题是：
①
从井孔高频单极声源激励(约100～150kHz)到井孔低频偶极声源激励(约10～30kHz)，其波长增加数倍，远场的径向距离大幅增加，需要数倍大的井孔反射体实验模型，才能满足弯曲波波场与反射横波的分离和直接观测；
②
井旁反射体的设置，天然岩石大多通过测量天然边界(如岩石-空气形成的反射体)或者人造实验模型井旁插入非岩石材料的平板，这使得井孔反射体模型制作成本加大，同时，模型的其它自然边界都会干扰反射横波的直接测量。
[0003]基于以上分析，国内外尚未有相应的实验室装置对偶极横波声反射成像测井进行验证和刻度，有必要开发一种偶极反射横波测量系统及其设计方法、电子设备及介质，为建立反射体实验解释模型提供基础。
[0004]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种偶极反射横波测量系统及其设计方法、电子设备及介质，其能够通过对偶极反射横波测量系统进行实验设计，对偶极横波声反射成像测井进行验证和刻度，具有很强的可操作性和灵活性，对于声波反射成像测井方法、仪器刻度及应用效果具有重大科学研究与实用价值。
[0006]第一方面，本公开实施例提供了一种偶极反射横波测量系统，包括：
[0007]槽形模型井，井槽中填充流体；
[0008]人造地层模组，包括多个人造地层模块，并排浸没于所述井槽的流体中，所述人造地层模组的下部设置有测量井通孔，每个人造地层模块均设置有反射井孔；
[0009]一对偶极换能器，测量头均设置于所述测量井通孔内，另一端连接测井控制及采集模块；
[0010]测井控制及采集模块，用于控制所述偶极换能器以及采集数据。
[0011]优选地，所述偶极换能器包括偶极接收换能器与偶极发射换能器。
[0012]优选地，所述测井控制及采集模块包括：
[0013]单轴定位导轨，架设于所述槽形模型井的上端，连接所述偶极接收换能器与所述偶极发射换能器，用于调节所述偶极接收换能器与所述偶极发射换能器的位置。
[0014]优选地，所述测井控制及采集模块包括：
[0015]功率源，连接所述偶极发射换能器，向所述偶极发射换能器提供发射信号。
[0016]优选地，所述测井控制及采集模块包括：
[0017]数据采集模块，连接所述偶极接收换能器，用于接收所述偶极接收换能器的信号。
[0018]第二方面，本公开实施例还提供了一种偶极反射横波测量系统的设计方法，包括：
[0019]确定偶极反射横波测量系统的几何相似性比例系数，确定井孔直径；
[0020]确定测量井通孔与反射井通孔的最小距离；
[0021]确定测量井与槽形模型井槽底的最小距离。
[0022]优选地，确定测量井通孔与反射井通孔的最小距离包括：
[0023]固定地层弹性属性组合为纵波速度、横波速度和地层体积密度；
[0024]根据所述井孔直径和偶极声源激发主频，计算不同反射井通孔和测量井通孔距离下的井孔反射横波波形、反射波波幅、反射波到时，确定测量井通孔与反射井通孔的最小距离。
[0025]优选地，确定测量井与槽形模型井槽底的最小距离包括：
[0026]从槽形模型井的边界开始，沿着垂直于测井方向的平面中线，以固定间距均匀移动测量井通孔和反射井通孔的位置，分别计算测量井中反射波的到时与来自槽形模型井的反射横波到时，进而确定测量井与槽形模型井槽底的最小距离。
[0027]第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0028]存储器，存储有可执行指令；
[0029]处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的偶极反射横波测量系统的设计方法。
[0030]第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的偶极反射横波测量系统
的设计方法。
[0031]本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0032]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0033]图1a和图1b分别示出了根据本专利技术的一个实施例的井旁存在地层界面与共面的裸眼井孔作为反射体时的计算模型的示意图。
[0034]图2a和图2b分别示出了根据图1a和图1b的计算模型的有限元网格剖分的示意图。
[0035]图3a和图3b分别示出了根据图1a和图1b的充液井孔阵列波形的示意图。
[0036]图4示出了根据本专利技术的一个实施例的一种偶极反射横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偶极反射横波测量系统，其特征在于，包括：槽形模型井，井槽中填充流体；人造地层模组，包括多个人造地层模块，并排浸没于所述井槽的流体中，所述人造地层模组的下部设置有测量井通孔，每个人造地层模块均设置有反射井孔；一对偶极换能器，测量头均设置于所述测量井通孔内，另一端连接测井控制及采集模块；测井控制及采集模块，用于控制所述偶极换能器以及采集数据。2.根据权利要求1所述的偶极反射横波测量系统，其中，所述偶极换能器包括偶极接收换能器与偶极发射换能器。3.根据权利要求2所述的偶极反射横波测量系统，其中，所述测井控制及采集模块包括：单轴定位导轨，架设于所述槽形模型井的上端，连接所述偶极接收换能器与所述偶极发射换能器，用于调节所述偶极接收换能器与所述偶极发射换能器的位置。4.根据权利要求2所述的偶极反射横波测量系统，其中，所述测井控制及采集模块包括：功率源，连接所述偶极发射换能器，向所述偶极发射换能器提供发射信号。5.根据权利要求2所述的偶极反射横波测量系统，其中，所述测井控制及采集模块包括：数据采集模块，连接所述偶极接收换能器，用于接收所述偶极接收换能器的信号。6.一种偶极反射横波测量系统的设计方法，其特征在于，包括：确定偶极反射横波测量系统的几何相似性比例系数，确定井孔直径；...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏俊磊，王晓畅，胡瑶，张爱芹，申本科，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：