專利名稱：?jiǎn)伟l(fā)五收聲系虛擬雙發(fā)五收聲系的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地質(zhì)勘探和金屬礦藏勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種 聲波時(shí)差法測(cè)井的方法，具體到說(shuō)是一種利用計(jì)算機(jī)處理聲波時(shí)差法測(cè) 井資料的方法。
背彔技術(shù)
聲波時(shí)差測(cè)井是石油勘探中的一個(gè)重要測(cè)井項(xiàng)目。最初的聲波測(cè)井 儀的聲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是單發(fā)射的聲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在本技術(shù)領(lǐng)域中聲系統(tǒng)也簡(jiǎn)稱 為聲系。參閱圖1。聲波時(shí)差測(cè)井儀在井中測(cè)量原理 一個(gè)上發(fā)射聲系的 聲波測(cè)井儀，上發(fā)射探頭T發(fā)出聲波傳到井壁B，從井壁B傳到井壁C 再傳回儀器接收探頭R1接收；上發(fā)射探頭T發(fā)出聲波傳到井壁B，從井 壁B傳到井壁D再傳回儀器接收探頭R2接收。發(fā)射探頭T到接收探頭Rl 的垂直距離為Z0，接收探頭Rl到接收探頭R2的垂直距離為Z。 一次發(fā) 聲后，可以獲得從T到Rl和從T到R2的兩個(gè)聲波旅行時(shí)間數(shù)據(jù)Atl、At2。 其中t0到tl的時(shí)間為Atl; t0到t2的時(shí)間為At2，通過(guò)計(jì)算可以獲 得了地層的聲波傳輸時(shí)差為At二(At2 —Atl)/Z。
單發(fā)聲系的聲波測(cè)井儀所獲得的聲波測(cè)井資料在很大程度上受井眼 條件影響。隨著測(cè)井技術(shù)的不斷發(fā)展，聲波測(cè)井儀不斷進(jìn)步，開發(fā)出了 雙發(fā)射的聲波測(cè)井儀。開始了雙發(fā)聲系聲波時(shí)差測(cè)井，獲得雙發(fā)聲系的 井眼補(bǔ)償型聲波資料。雙發(fā)聲系的井眼補(bǔ)償原理，參閱圖2。當(dāng)儀器向上 通過(guò)變大的井眼時(shí)，在井眼從小到大變化的交界處，上發(fā)射測(cè)得的聲波 數(shù)據(jù)偏大，下發(fā)射測(cè)得的數(shù)據(jù)偏小，而在井眼從大到小變化的交界處， 上發(fā)射測(cè)得的聲波數(shù)據(jù)偏小，下發(fā)射測(cè)得的數(shù)據(jù)偏偏大，如果將上發(fā)射 測(cè)量數(shù)據(jù)和下發(fā)射測(cè)量數(shù)據(jù)求平均值，就會(huì)抵消由于井眼變化引起來(lái)的 數(shù)據(jù)偏差。從而達(dá)到了井眼補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 雙發(fā)聲系聲波時(shí)差測(cè)井儀的工作方式為，上發(fā)射探頭發(fā)射一次聲波， 5個(gè)接受探頭得到5道接收資料；然后下發(fā)射探頭再發(fā)射一次聲波，5個(gè)
接受探頭又得到5道接收資料。兩次得到的接收資料是具有井眼補(bǔ)償能 力的雙發(fā)五收聲系聲波測(cè)井儀的聲波測(cè)井資料，從而完成一個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè) 量循環(huán)?？梢钥闯鼍垩a(bǔ)償型的雙發(fā)聲系可以看成是由一個(gè)上發(fā)射的單 發(fā)聲系和一個(gè)下發(fā)射的單發(fā)聲系組成。
雙發(fā)聲系同單發(fā)聲系比較，雙發(fā)聲系的聲波測(cè)井儀所獲得的聲波測(cè) 井資料不受井眼條件影響。然而，雙發(fā)聲系的聲波測(cè)井儀缺點(diǎn)是雙發(fā) 聲系測(cè)井儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，雙發(fā)聲系長(zhǎng)度比單發(fā)聲系測(cè)井儀器的長(zhǎng)度長(zhǎng)。 參閱圖3和圖4所示。圖3是具有井眼補(bǔ)償能力的雙發(fā)聲系聲波測(cè)井儀； 圖4是不具有井眼補(bǔ)償功能的單發(fā)聲系聲波測(cè)井儀。雙發(fā)聲系聲波測(cè)井 儀比單發(fā)聲系聲波測(cè)井儀長(zhǎng)度要長(zhǎng)。
目前，測(cè)井儀器向小型化方向發(fā)展，井眼補(bǔ)償型的雙發(fā)聲系聲波測(cè)
井儀長(zhǎng)度是影響聲波測(cè)井的關(guān)鍵；另外為了提高測(cè)井時(shí)效，儀器一次下
井要取得所有常規(guī)測(cè)井資料。單發(fā)聲系聲波測(cè)井儀還不能取得雙發(fā)聲系 的井眼補(bǔ)償型聲波資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單發(fā)五收聲系虛擬雙發(fā)五收聲系的方 法，可以利用單發(fā)聲系聲波測(cè)井儀進(jìn)行測(cè)井，獲得具有雙發(fā)聲系的井眼 補(bǔ)償型聲波資料，實(shí)現(xiàn)雙發(fā)射聲波測(cè)井儀測(cè)井的相同效果。克服單發(fā)聲
系波測(cè)井儀取得的聲波測(cè)井資料受井眼條件影響；同時(shí)克服雙發(fā)聲系聲 波測(cè)井儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，雙聲系長(zhǎng)度比單發(fā)聲系長(zhǎng)度長(zhǎng)，不利于測(cè)井儀器向 小型化發(fā)展的不足。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是充分利用測(cè)井地面系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)
和計(jì)算能力，采用單發(fā)五收聲系聲波測(cè)井儀測(cè)井，獲得雙發(fā)五收聲系聲 波測(cè)井儀同樣效果。即使用不具備井眼補(bǔ)償能力的單發(fā)五收聲系聲波測(cè) 井儀的聲波測(cè)井資料，轉(zhuǎn)換為具有井眼補(bǔ)償能力的雙發(fā)五收聲系聲波測(cè) 井儀的聲波測(cè)井資料。
原理是現(xiàn)代測(cè)井地面系統(tǒng)中使用的計(jì)算機(jī)已經(jīng)能夠完成大量的存 儲(chǔ)和復(fù)雜運(yùn)算。因此充分利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的單發(fā)聲系取得的聲波測(cè)井資
料，并經(jīng)過(guò)計(jì)算得到雙發(fā)聲系的測(cè)量結(jié)果。見圖5，最左側(cè)示意的儀器就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙發(fā)聲系聲波時(shí)差測(cè)井儀。單發(fā)聲系聲波時(shí)差測(cè)井儀只有 一個(gè)下發(fā)射探頭，只能獲得一個(gè)下發(fā)射的聲系的聲波資料。因此我們只 需要再獲得一個(gè)上發(fā)射的聲系的聲波資料，就可以獲得一個(gè)雙發(fā)的井眼 補(bǔ)償型聲系的聲波資料來(lái)。這一個(gè)上發(fā)射的聲系的聲波資料能通過(guò)下發(fā) 射的聲系的聲波資料里提取出來(lái)。從圖5可以看出來(lái)，通過(guò)將對(duì)應(yīng)深度 上的相應(yīng)聲波資料提取出來(lái)就可以得到一個(gè)上發(fā)聲系資料。 一個(gè)具有井 眼補(bǔ)償能力的雙發(fā)五收聲系聲波測(cè)井儀的聲波測(cè)井資料。
具體做法是
上發(fā)聲系的合成過(guò)程見圖6，圖左為虛擬的上發(fā)聲系，圖右為實(shí)際的
下發(fā)聲系，從上而下探頭順序?yàn)镽1、 R2、 R3、 R4、 R5、 Tl，由置換原理 聲波的發(fā)射探頭和接收探頭互換位置，其測(cè)量效果相同，因此，可以通 過(guò)不同深度點(diǎn)上的聲波資料組合出一個(gè)聲系。具體過(guò)程如下在聲波測(cè)井 儀器中，把發(fā)射探頭到最近的接收探頭的距離成為聲系源距，兩個(gè)相鄰 接收探頭的距離成為間距。把聲系源距設(shè)為L(zhǎng)，接收探頭間距設(shè)為R。單 發(fā)聲系接收探頭編號(hào)為Rl、 R2、 R3、 R4和R5;單發(fā)聲系發(fā)射探頭編號(hào)為 Tl。以單發(fā)聲系聲波時(shí)差測(cè)井儀在井眼內(nèi)，由下向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)井。
A、 把聲系上提L距離，所得到的T1R1的旅行時(shí)間作為深度0的上 發(fā)聲系T0R5的旅行時(shí)間資料；
B、 將聲系再上提R距離，所得到的T1R2旅行時(shí)間作為深度0的上 發(fā)聲系T0R4的旅行時(shí)間資料；
C、 再將聲系上提R距離，所得到的T1R3旅行時(shí)間作為深度0的上 發(fā)聲系T0R3的旅行時(shí)間資料；
D、 再將聲系上提R距離，所得到的T1R4旅行時(shí)間作為深度0的上 發(fā)聲系T0R2的旅行時(shí)間資料；
E、 再將聲系上提R距離，所得到的T1R5旅行時(shí)間作為深度0的上 發(fā)聲系T0R1的旅行時(shí)間資料；
F、 通過(guò)實(shí)際的單發(fā)聲系在上提過(guò)程中所測(cè)量到的5個(gè)深度點(diǎn)上的旅 行時(shí)間得到了深度0上的虛擬上發(fā)聲系所需的旅行時(shí)間。從而獲得一個(gè) 上發(fā)射的聲系的聲波資料。上發(fā)射的聲系的聲波資料與存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中 的在深度0位置獲得的下發(fā)射的聲系的聲波資料進(jìn)行合成處理，獲得一 個(gè)雙發(fā)的井眼補(bǔ)償型聲系的聲波資料。完成一次下發(fā)聲系虛擬上發(fā)聲系 的合成過(guò)程。
G、儀器從下向上連續(xù)進(jìn)行測(cè)量并與深度數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)。每上提l個(gè)
采樣間距的距離，重復(fù)合成過(guò)程根據(jù)相應(yīng)深度點(diǎn)上的存儲(chǔ)的資料就能夠
得到。即當(dāng)儀器上提到L+4R的深度時(shí)，就可以從所測(cè)量的下發(fā)射旅行 時(shí)間中得到深度O上的上發(fā)射所需的各個(gè)旅行時(shí)間。
本發(fā)明的有益效果是目前普遍使用的雙發(fā)射聲系的聲波測(cè)井儀長(zhǎng) 度過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法適應(yīng)大滿貫組合測(cè)井的需要。本發(fā)明單發(fā)五收聲系虛擬雙 發(fā)五收聲系的方法，可以利用單發(fā)聲系聲波測(cè)井儀進(jìn)行測(cè)井，獲得具有 雙發(fā)聲系的井眼補(bǔ)償型聲波資料，實(shí)現(xiàn)雙發(fā)射聲波測(cè)井儀測(cè)井的相同效 果。克服了單發(fā)聲系波測(cè)井儀取得的聲波測(cè)井資料受井眼條件影響的缺 點(diǎn)；同時(shí)也克服了雙發(fā)聲系的聲波測(cè)井儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的弊病。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是聲波時(shí)差測(cè)井原理圖。
圖2是井徑變化的對(duì)單發(fā)聲系測(cè)井聲波的影響圖，同時(shí)也是井徑變
化時(shí)雙發(fā)聲系補(bǔ)償原理圖。
圖3是雙發(fā)五收聲系測(cè)井儀示意圖。
圖4是單發(fā)五收聲系測(cè)井儀示意圖。
圖5是單發(fā)五收聲系虛擬雙發(fā)發(fā)五收聲系示意圖。
圖6是下發(fā)射單發(fā)五收探頭聲系資料虛擬上發(fā)射單發(fā)五收探頭聲系 資料過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例參閱附圖4。 一個(gè)單發(fā)五收的聲波時(shí)差測(cè)井儀器，該儀器是 一個(gè)典型的下發(fā)射單發(fā)聲系，其探頭間距R為150mm，探頭源距L為600mm。
在深度O時(shí)，下發(fā)射聲系的資料直接接收就可以獲得，存入計(jì)算機(jī)。 而在深度0上的上發(fā)射聲系的資料，通過(guò)一下過(guò)程得到
A、 把聲系上提600mm距離，所得到的T1R1的旅行時(shí)間作為深度0 的上發(fā)聲系T0R5的旅行時(shí)間資料；
B、 將聲系再上提150mm距離，所得到的T1R2旅行時(shí)間作為深度0 的上發(fā)聲系T0R4的旅行時(shí)間資料；
C、 再將聲系上提150mm距離，所得到的T1R3旅行時(shí)間作為深度0 的上發(fā)聲系T0R3的旅行時(shí)間資料；
D、 再將聲系上提150mm距離，所得到的T1R4旅行時(shí)間作為深度0 的上發(fā)聲系T0R2的旅行時(shí)間資料；
E、 再將聲系上提150mm距離，所得到的T1R5旅行時(shí)間作為深度0 的上發(fā)聲系T0R1的旅行時(shí)間資料；
F、 通過(guò)實(shí)際的單發(fā)聲系在上提過(guò)程中所測(cè)量到的5個(gè)深度點(diǎn)上的旅 行時(shí)間得到了深度0上的虛擬上發(fā)聲系所需的旅行時(shí)間。從而獲得一個(gè) 上發(fā)射的聲系的聲波資料。上發(fā)射的聲系的聲波資料與存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中 的在深度0位置獲得的下發(fā)射的聲系的聲波資料進(jìn)行合成處理，獲得一 個(gè)雙發(fā)的井眼補(bǔ)償型聲系的聲波資料。完成一次下發(fā)聲系虛擬上發(fā)聲系 的合成過(guò)程。也就是說(shuō)，測(cè)量0深度點(diǎn)上的資料時(shí)，只要要等儀器連續(xù) 上提測(cè)量到1200mm的深度上時(shí)，就能夠得到所有在0深度點(diǎn)上所需的全 部雙發(fā)聲系的所需資料。
G、 下發(fā)射單發(fā)聲系儀器從下向上連續(xù)進(jìn)行測(cè)量，每上提一個(gè)采樣點(diǎn) 的距離(采樣點(diǎn)間隔在25mm—100mm范圍可選)，重復(fù)合成過(guò)程，根據(jù) 相應(yīng)深度點(diǎn)上的存儲(chǔ)的資料就能夠得到。即當(dāng)儀器上提到L+4R的深度 時(shí)，就可以從所測(cè)量的下發(fā)射旅行時(shí)間中得到深度0上的上發(fā)射所需的 各個(gè)旅行時(shí)間。通過(guò)實(shí)際的單發(fā)聲系在上提過(guò)程中所測(cè)量到的5個(gè)深度 點(diǎn)上的旅行時(shí)間得到了深度0上的虛擬上發(fā)聲系所需的旅行時(shí)間。這一 點(diǎn)在實(shí)際的測(cè)井過(guò)程中，只需要進(jìn)行有針對(duì)性的資料存儲(chǔ)和提取就可以 完成。
權(quán)利要求
1、一種單發(fā)五收聲系虛擬雙發(fā)五收聲系的方法，其特征是在聲波測(cè)井中，把發(fā)射探頭到最近的接收探頭的距離成為聲系源距，兩個(gè)相鄰接收探頭的距離成為間距，把聲系源距設(shè)為L(zhǎng)，接收探頭間距設(shè)為R，單發(fā)聲系接收探頭編號(hào)為R1、R2、R3、R4和R5；單發(fā)聲系發(fā)射探頭編號(hào)為T1，以單發(fā)聲系聲波時(shí)差測(cè)井儀在井眼內(nèi)，由下向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)井，A、把聲系上提L距離，所得到的T1R1的旅行時(shí)間作為深度0的上發(fā)聲系TOR5的旅行時(shí)間資料；B、將聲系再上提R距離，所得到的T1R2旅行時(shí)間作為深度0的上發(fā)聲系TOR4的旅行時(shí)間資料；C、再將聲系上提R距離，所得到的T1R3旅行時(shí)間作為深度0的上發(fā)聲系TOR3的旅行時(shí)間資料；D、再將聲系上提R距離，所得到的T1R4旅行時(shí)間作為深度0的上發(fā)聲系TOR2的旅行時(shí)間資料；E、再將聲系上提R距離，所得到的T1R5旅行時(shí)間作為深度0的上發(fā)聲系TOR1的旅行時(shí)間資料；F、通過(guò)實(shí)際的單發(fā)聲系在上提過(guò)程中所測(cè)量到的5個(gè)深度點(diǎn)上的旅行時(shí)間得到了深度0上的虛擬上發(fā)聲系所需的旅行時(shí)間，從而獲得一個(gè)上發(fā)射的聲系的聲波資料，上發(fā)射的聲系的聲波資料與存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的在深度0位置獲得的下發(fā)射的聲系的聲波資料進(jìn)行合成處理，獲得一個(gè)雙發(fā)的井眼補(bǔ)償型聲系的聲波資料，完成一次下發(fā)聲系虛擬上發(fā)聲系的合成過(guò)程，G、儀器從下向上連續(xù)進(jìn)行測(cè)量并與深度數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)，每上提1個(gè)采樣間距的距離，重復(fù)合成過(guò)程根據(jù)相應(yīng)深度點(diǎn)上的存儲(chǔ)的資料就能夠得到，即當(dāng)儀器上提到L+4R的深度時(shí)，就可以從所測(cè)量的下發(fā)射旅行時(shí)間中得到深度0上的上發(fā)射所需的各個(gè)旅行時(shí)間。
全文摘要
單發(fā)五收聲系虛擬雙發(fā)五收聲系的方法應(yīng)用于單發(fā)聲系聲波時(shí)差測(cè)井，在不同深度點(diǎn)上取得的聲波資料，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理獲得雙發(fā)聲系的測(cè)量結(jié)果。特征是井眼補(bǔ)償型的雙發(fā)聲系可以看成是由一個(gè)上發(fā)射的單發(fā)聲系和一個(gè)下發(fā)射的單發(fā)聲系組成。單發(fā)聲系有一個(gè)下發(fā)射探頭，因此只需要獲得一個(gè)上發(fā)射探頭的聲波資料就可以獲得一個(gè)雙發(fā)聲系的井眼補(bǔ)償型聲波資料來(lái)。上發(fā)射聲系的聲波資料通過(guò)下發(fā)射聲系的聲波資料置換獲得，置換原聲波的發(fā)射探頭和接收探頭互換位置，其測(cè)量效果相同。因此，通過(guò)不同深度點(diǎn)上的下發(fā)射聲系的聲波資料組合出一個(gè)上發(fā)射聲系的聲波資料。使用單發(fā)射聲系取得的測(cè)井資料經(jīng)計(jì)算機(jī)處理獲得雙發(fā)射聲系的測(cè)井效果。
文檔編號(hào)E21B47/14GK101196113SQ20061016486
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者劉建成, 李文東, 楊佐新, 王易安, 王易敏, 林 范, 賈向東, 林 鄧, 陳江同, 黃明艷 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司