[发明专利]偶极反射横波测量系统及其设计方法、电子设备及介质

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，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。

发明内容

本发明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。

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：

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；