專利名稱：一種用于確定與某一井孔相交的巖層裂隙的傾角和傾向的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種確定與某一井孔相交的巖層裂隙傾角和傾向的方法。
在授與丹尼斯的美國專利3，668，619、授與小澤曼內(nèi)克的美國專利3，369，626，授與格羅南戴克的美國專利3，718，204和授與丹尼斯等人的美國專利3，728，672中，描述了幾種用聲波掃描井孔孔壁的儀器及其方法。在這些專利中，井孔測井裝置采用了能在井孔內(nèi)旋轉的一個聲波發(fā)送器和一個聲波接收器。這個發(fā)送器被周期性地激勵以發(fā)送出一束用于掃描井孔孔壁的聲波脈沖。反射回來的聲波脈沖在各發(fā)送聲波脈沖的間隔中由接收器接收，并且被轉換為能在電子束顯示裝置上記錄的反射信號。聲波束每旋轉過一個360°掃描圖時便產(chǎn)生一個掃描信號。這種掃描信號施加在顯示裝置的水平偏轉板上，使電子束水平地掃掃過顯示裝置的螢光屏。反射信號施加在該顯示裝置的Z-軸上，以便當電子束描掠過顯示裝置的螢光屏時，調(diào)制該電子束強度，從而給出從發(fā)送器、接收器到井孔孔壁間的距離或其相應的時間與該井孔孔壁密度的函數(shù)圖象。
在上述的各專利中，傳感器在隨井孔電視接收式測井儀沿該井孔的縱向方向作垂直運動的同時作旋轉運動。這一運動的組合使傳感器相對于被掃描的井孔孔壁作一連續(xù)的螺旋形運動。最后得到的顯示圖是有關構成井孔孔壁的材料在不同的深度點上的密度的圖象。
這種井孔孔壁掃描方式可用來確定井孔孔壁的真實結構，而且還能用來確定可能存在于該井孔不同深度上的各種異常，這些異?？梢允?，比如說，在與該井孔交叉的各巖層中的某種斷層或稱某種裂隙。
本發(fā)明的目的是提供確定與某一井孔相交的巖層裂隙的傾角和傾向的方法，它包括下述步驟a).檢測鉆孔周圍并與巖層裂隙相交的巖層密度，b).記錄在所述的檢測過程中所得到的井孔測井記錄數(shù)據(jù)。
c).根據(jù)所述的井孔測井記錄鑒定與某巖層裂隙相交叉的井孔的測量間距，d).確定相對應于該井孔的裂隙的中心位置Y，相對應于所述裂隙位置的數(shù)據(jù)振幅峰值A和相對于所述裂隙位置的數(shù)據(jù)的相位角α，其方法如下ⅰ).分別估算出所述的位置Y、振幅峰值A和相位角α的初始值，ⅱ).利用所述的位置Y、振幅峰值A和相位角α的初始值進行下述的疊代運算
＝B-1(Yj，Aj，αj)F(Yj，Aj，αj)+
其中函數(shù)F表示由均方差ε2分別對Y、A和α進行偏導數(shù)得到的三個函數(shù)f1、f2和f3。其均方差由下式給出
其中ω0為角頻率，xi＝(i-1)Δx，Δx為各數(shù)據(jù)取樣點間的間隔，B-1是一個對Yj、Aj和αj求偏導數(shù)的逆矩陣，ⅲ).對步驟ⅱ)進行疊代運算，直到滿足下述的中止計算條件，｜αj+1-αj｜+｜Aj+1-Aj｜+｜Yj+1-Yj｜＜S，其中S為偏差常量，e).從已計算出的、在步驟(d)的最后一次疊代運算中使用過的振幅峰值確定裂隙的傾角，f).從已計算出的、在步驟(d)的最后一次疊代運算中使用過的相位角α確定裂隙的傾向。
現(xiàn)在，參考附圖將更詳細地說明本發(fā)明。在

圖1中示出了為本發(fā)明方法所使用的一種井孔電視接收的測井記錄。
圖2示出了用圖1中所示的系統(tǒng)記錄到的與某巖層裂隙交叉的某一井孔的井孔電視接收的測井記錄。
圖3示出了記錄到的巖層裂隙呈正弦波的形式，如圖2中所給出的曲線形式一樣，其裂隙位置、正弦波的峰值振幅和正弦波的相位角均被示出。
圖4-6示出了典型的井孔數(shù)據(jù)記錄，其中含有某些遺漏的數(shù)據(jù)測點和某些噪聲數(shù)據(jù)測點。
圖7-9示出了應用本發(fā)明的裂隙確定方法對由幾種不同的測井記錄系統(tǒng)記錄到的實際的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行處理的情況。
本發(fā)明的巖層裂隙確定方法特別適用于如圖1所示的那種井孔電視接收式測井記錄系統(tǒng)。參見圖1，該系統(tǒng)包括有一個用測井電纜12，置于井孔10中的井孔電視接收測井儀11，測井儀11包括一個由聲能發(fā)送器和一個聲能接收器組成的傳感器組件13。在使用中，測井儀11由電動機16帶動旋轉以便能用一束高頻聲波對井孔孔壁進行掃描。
正如圖1所示，傳感器組件13包括有分離的發(fā)送器部分和接收器部分;但是也可以采用一個既作為發(fā)送器又作為接收器的單一傳感器。傳感器組件13的發(fā)送器部分包括兩個由電動機16帶動繞井孔軸線旋轉的發(fā)射器14和15。一個脈沖發(fā)生器17通過繼電器18選擇性地作用于發(fā)射單元14和15，繼電器18經(jīng)由選擇器20與一個電壓源19相連接。選擇器20是一個位于井孔上面的開關，它用來選擇施加給繼電器18的電壓的極性，電壓極性為某一個方向時該電壓源激勵繼電器18，使脈沖發(fā)生器17的輸出端與發(fā)射單元14相連接;而當電壓極性為另一相反方向時，該電壓源激勵繼電器18使脈沖發(fā)生器17的輸出端與發(fā)射單元15相連接。因此在任一個給定的時間里，僅有一個發(fā)射單元，或者是發(fā)射單元14或者是發(fā)射單元15，處于工作狀態(tài)，沿聲波束徑21向著井孔10的孔壁22發(fā)送出的聲波頻率是由脈沖發(fā)生器17確定的。脈沖發(fā)生器17可以產(chǎn)生，比如說，大約每秒2000次的序列激發(fā)脈沖，因此，發(fā)射單元14，比如說，就將產(chǎn)生聲波脈沖串速率約為每秒2000次的脈沖串。對于每一聲波脈沖串，其適合的頻率可以是，比如說，2光赫茲。
測井儀11還包括有一個與測井儀11一起旋轉的地磁儀24。在旋轉過程中該地磁儀24每檢測到一次地磁北極，就將產(chǎn)生一個輸出脈沖。該地磁儀的輸出脈沖被輸入井孔上面的鋸齒波掃描發(fā)生器25，后者產(chǎn)生一個水平掃描信號，施加于電子束顯示裝置26的水平偏轉板，驅使電子水平地掃掠過顯示裝置26的螢光屏。
掃掠過顯示裝置26的每一束水平掃描電子的掃描線從該掃描束的起始點到終止點的每一點均產(chǎn)生與測井儀11在井孔10中的垂直運動成比例的垂直位移。這個位移由電位器27給出，后者通過一電一機械耦合系統(tǒng)28與滑輪29相連接。測井電纜12從滑輪29上通過。測井電纜12沿井孔軸線的豎直升降使滑輪29轉動，這一轉動又通過電-機械耦合系統(tǒng)28改變了電位器27的滑臂的位置，從而將一個與該測井儀在井孔內(nèi)的深度成比例的電壓加在顯示裝置26的垂直偏轉板上。顯示裝置26顯示出的最后圖形是由一系列并排的基本水平的掃描束構成的，其中在顯示裝置26的螢光屏上的每一水平掃描束的軌跡的起始點的位置均被定位于前一條束軌跡終止的垂直位置。
反射回來的聲波脈沖30由傳感器組件13的接收器部分31接收，而且，反應這種反射的信號通過位于井下的信號放大器32和檢波器33以及位于地表上面的脈沖放大器34、門電路單元35和增強器36施加在顯示裝置26的Z-軸上。這種輸入顯示裝置26的Z-軸輸入端的輸入信號可按照反射信號的振幅來調(diào)制電子掃描束的強度。
常規(guī)的測井電纜并不適用于將高頻信號，比如說2兆赫茲的信號，傳輸?shù)降乇砩厦?因此，在反射信號被信號放大器32放大后，應再輸入到檢波器33，產(chǎn)生一個以反射信號的包絡線形式出現(xiàn)的低頻信號。這種頻率較低的信號，最好在20-50千赫茲的范圍內(nèi)，能夠通過常規(guī)的測井電纜傳輸?shù)降乇砩厦?，而且不會產(chǎn)生可觀測到的信號損失。檢波器33的輸出經(jīng)導線51施加到脈沖放大器34的輸入端。
脈沖發(fā)生器17還能產(chǎn)生一個供給同步多諧振蕩器37、延遲電路38和門電路多諧振蕩器39的輸出。門電路多諧振蕩器39的輸出相應于發(fā)送的聲波脈沖之間的時間周期，在這個時間周期內(nèi)反射回來的聲波脈沖期望被接收器31接收。這一輸出將加在門電路單元35上，以便使反射信號能夠通過門電路單元35和增強器36從脈沖放大器36送入顯示裝置26的調(diào)制輸入端。
當脈沖中發(fā)生器17產(chǎn)生一個激發(fā)脈沖時，這個脈沖的一部分將會串饋到接收器31中;而且當同步脈沖由脈沖發(fā)生器17產(chǎn)生并且通過導線50傳輸?shù)骄咨厦鏁r，該脈沖的一部分也將會串饋到接收器導線51中，為了防止這種串饋信號影響顯示裝置26的強度調(diào)制電子束，門電路單元僅應在要接收從井孔孔壁反射回來的脈沖的那部分時間周期中打開。每當多諧振蕩器37接收到一個同步脈沖，該振蕩器就將被觸發(fā)而進入它的非穩(wěn)態(tài)，從而給出一個時間周期幾乎和各發(fā)射脈沖之間的間隔周期一樣長的輸出。與多諧振蕩器37的輸出為正的同時，一延遲單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器38被觸發(fā)而進入它的非穩(wěn)態(tài)，該非穩(wěn)態(tài)周期的結束恰好先于反射脈沖到達接收器31的予期時間。當延遲多諧振蕩器38的輸出脈沖的后沿為負時，門電路單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器39被觸發(fā)而進入它的非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)以產(chǎn)生一個正輸出，它觸發(fā)門電路多諧振蕩器39向門電路單元35提供一個信號，以便僅僅使那些代表反射脈沖的信號能從中通過。因此，僅有反射信號的包絡線可以通過門電路單元35而進入到增強器36。
這些反射信號表示著兩類數(shù)據(jù)作為深度和方位角的函數(shù)的反射信號的振幅和作為深度和方位角的函數(shù)的反射信號到達的時間。這些反射信號以一個二維的光強度函數(shù)f(k，l)出現(xiàn)在顯示裝置26上，其中k是螢光屏上某一行(線)的行碼，l是螢光屏上某一線中某一點(象元)的點碼。在一幅圖象上，掃描線的總數(shù)目為L而每一線中掃描點的總數(shù)目為K(它等于總的列數(shù))。在圖2所示的空間坐標(k、l)中，某點f的值相應于由測井儀中的接收器在方位角k和深度l處接收到的反射信號的振幅(或為到達時間)。該f(k，l)值將確定在顯示中的象元(k，l)的強度。在螢光屏上的一幅單色圖象由，比如說，512行水平掃描線構成，而每一掃描線上又有512個象元，這相應于從地磁北極再到地磁北極(N-N)間的512行掃描線和在井孔測井儀每一個回旋中的512次測量事件。單色圖象常常轉化為彩色圖象，每個象元所給定的顏色依賴于該象元的強度。比如說，通常用藍顏色表示低強度的象元，用紅顏色表示高強度的象元，用剩余的彩虹顏色(如橙、黃、綠、青等)表示中間各強度的象元。
產(chǎn)生這種單色或彩色圖象的理想的測井條件是在橫斷面為園的井孔的中心處，測井儀垂直定向。在這種理想的條件下，由測井儀產(chǎn)生的圖象僅含所需要的有關井孔孔壁的信息。
正如在授與考德威爾的美國專利3，434，568和授與小澤曼內(nèi)克的美國專利3，369，626中所給出的那樣，用井孔電視接收式測井儀記錄到的與該井孔交叉的巖層裂隙呈正弦波形(參見圖2)，這一點已為人們所知。如圖2所示，由于在接收器接收到的信號中沒有某些點的反射信號這使得在顯示裝置26上也沒有某些相應掃描點電子束記錄，這種所缺少的信號記錄給出了通過該鉆孔的裂隙的輪廓線。該裂隙的傾角可用下式確定θ＝tan-1(2A)/(d)
其中θ＝裂隙的傾角A＝其正弦形波形的峰值振幅d＝井孔的直徑某一測量間隔的井孔測井記錄(如圖2所示)，可以表示為另一種適合于數(shù)學分析的形式，即如圖3所示的形式，在圖3中，正弦波形的測井記錄輸出數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)字化了并且可用一組取樣值yi將其表示出，其中yi由下式給出yi＝Y+Asin(ωoxi-α)，其中α為以弧度為單位的相位角，Y為裂隙相對于該井孔的某已知點的中心位置。
這一相位角是有意義的，因為其傾向(以度為單位)和α(以弧度為單位)滿足下述關系傾向＝ (180α)/(π) -90。
角頻率ωo可由下式確定ωoN＝2π，其中N為數(shù)字化點的總數(shù)，而等式(5)中的Xi由下式給出Xi＝(i-1)Δx，其中Δx為取樣點間的間距。
由等式(5)或圖3中可以看到共存在有三個未知的參數(shù)Y、A和α。只要能夠獲得完整的波形(如圖3所示的波形)，就可以采用象傅里葉變換或直觀分析等常規(guī)分析方法來確定各未知參數(shù)。但是在許多實際情況中，是并不存在完整的數(shù)據(jù)波形。對于這種情況，如圖4中所示，其中實線表示實際獲得的測井記錄輸出的數(shù)據(jù)而其虛線表示所缺的數(shù)據(jù)的情況，用常規(guī)的計算方法將不能得到精確的結果。一種更復雜的情況是不僅僅缺少部分數(shù)據(jù)，而且所得到的數(shù)據(jù)還存在有噪聲干擾。這種情況示于圖5。
因為在缺少部分數(shù)據(jù)和/或部分數(shù)據(jù)存在噪聲干擾的情況下，常規(guī)處理方法不能給出準確的結果，這時就需要使用本發(fā)明所給出的裂隙處理方法了。在描述這種方法之前，還應該注意到一個標準的四臂巖層傾角儀將會給出八條測量軌跡(track)的數(shù)據(jù);四個測量臂中的每一個產(chǎn)生兩條測量軌跡。無論什么時候，只要這些測量臂穿過巖層層面或在某些情況下充滿液體的裂隙，記錄到的電信號在實質上是與由井孔電視接收式測井儀得到的缺少部分數(shù)據(jù)的信號相類似。事實上，用巖層傾角儀獲取數(shù)據(jù)的情況在數(shù)學上是與用井孔電視接收式測井儀獲取數(shù)據(jù)但缺少數(shù)據(jù)的極限情況，即僅有八個數(shù)據(jù)點可以用來確定參數(shù)Y、A和α的情況是等價的。對由巖層傾角儀獲取的數(shù)據(jù)進行分析的例子由圖6示出。圖6表明四臂巖層傾角儀穿過與鉆井成某角度的某巖層層面，四條臂的八條測量軌跡的電阻率反應是如何與一正弦曲線相聯(lián)系的。其虛線曲線給出了若電阻率環(huán)繞孔壁連續(xù)被測量時所應記錄到的正弦曲線。圖6中的8個黑園圈相對應于測量臂獲得的各電阻率曲線的“突變點”，并由此構成了一個數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組在數(shù)學上等價于一個由井孔電視接收儀獲得的由八個數(shù)據(jù)點組成的數(shù)據(jù)組。因此，本發(fā)明的裂隙確定技術可以同樣良好地應用于井孔電視接收儀和巖層傾角儀。而且，由于巖層微電阻率測井儀所得到的數(shù)據(jù)也非常類似于由井孔電視接收儀得到的數(shù)據(jù)，所以本發(fā)明的裂隙確定技術亦可同樣良好地應用于處理巖層微電阻率測井儀得到的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的裂隙確定技術對數(shù)據(jù)進行處理是基于包含著下述的成級數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)組(由井孔電視接收儀、巖層微電阻率測井儀，或巖層傾角儀獲得的(yi，xi)，iεI，其中I為對于所存在的各數(shù)據(jù)標示碼的集合。在沒有缺失數(shù)據(jù)的情況下，集合I應由1到N的整數(shù)構成。在缺少部分數(shù)據(jù)點的時候，集合I將不包含那些相對應于沒有獲得數(shù)據(jù)的測點的整數(shù)。對于巖層傾角儀獲取數(shù)據(jù)的情況，標示碼集合I應僅僅包括相對應于8條測量軌跡的8個值。
根據(jù)已記錄到的井孔測量數(shù)據(jù)，與某一巖層裂隙相交叉的井孔的測量間隔可以由在正弦形曲線上的一系列不連續(xù)的數(shù)據(jù)段來標示出，就象結合圖4、圖5所討論的那樣。然后，相對于井孔測定裂隙的中心位置Y、相對應于這一正弦形曲線的數(shù)據(jù)的峰值振幅A和相對應于這一正弦形曲線的數(shù)據(jù)的相位角α(如上面結合圖3所討論的)。首先，對位置Y、峰值振幅A和相位角α的值進行估算，在下述的計算中，通過疊代運算，用這些估算值確定位置Y、峰值振幅A和相位角α的近似解
＝B-1(Yj，Aj，αj)F(Yj，Aj，αj)+
其中，函數(shù)F表示著由下式給出的等式(5)的均方差ε2分別對Y、A和α取偏導數(shù)而得到的三個函數(shù)f1、f2和f3
其中ωo為角頻率，xi＝(i-1)Δx，Δx為取樣點之間的間隔，B-1是已得出的在Yj、Aj和αj處的偏微分的逆短陣。等式(10)的疊代運算將反復進行直到滿足下述的中止條件｜αj+1-αj｜+｜Aj+1-Aj｜+｜Yj+1-Yj｜＜S，其中S為這一集合的偏差常量，大約為10-5或更小些。
對于給定的偏差常量，當?shù)仁?12)所示的中止條件被滿足時，用最后一次疊代運算步驟確定的位置Y、峰值振幅A和相位角α的值按照等式(4)和(6)，分別確定巖層的傾角和傾向。
用令等式(11)給出的均方差取最小值的方法，完成本發(fā)明所給出的用于確定裂隙傾角和傾向的等式(10)的計算。
等式(11)的參數(shù)Y、A和α的值應滿足f1(Y，A，α)
其中函數(shù)f1、f2和f3的定義如前。對上述各等式進行運算可以得到下列表達式
f1(Y，A，α)＝-
-Y-Asin(ωoxi-α)]，(16)f2(Y，A，α)＝-
-Y-Asin(ωoxi-α)]sin(ωoxi-α)，(17)andf3(Y，A，α)＝A
-Y-Asin(ωoxi-α)cos(ωoxi-α)。(18)并定義矢量F為
以及定義值
為當函數(shù)f1、f2和f3等于零時的Y、A、α的值。
因為方程(16)-(18)是明顯非線性的，它們的求解相當復雜，因此將采用疊代運算完成求解過程。為此，將方程(19)在其真實解附近的某一點(Y、A、α)上展開為一階泰勒級數(shù)，然后進行疊代運算以確定Y、A和α。所要求的一階泰勒展開式為F(Y，A，α)＝F(Y，A，α)+
(20)
其中B為在(Y，A，α)點求得的偏導數(shù)的(3×3)階矩陣。由方程(19)可以看出在點(Y，A，α)處，F(xiàn)恒等于零。利用這一條件，等式(21)可以改寫為
＝F(Y，A，α)+B(Y，A，α)
，(22)并可由此推出
＝B-1(Y，A，α)F(Y，A，α)+
(23)其中B-1為矩陣B的逆矩陣。
采用疊代運算過程可得出(Y，A，α)的近似解，這個過程可由某一初始值(Y0，A0，α0)開始并利用等式(10)反復進行疊代運算。
本發(fā)明的這種裂隙確定方法的應用效果的一個例子是應用于圖4中虛線示出的具有如下參數(shù)的正弦曲線yi＝2sin(ωoxi-30°)+5。(24)
實線段表示要進行處理的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，其計算結果為yi＝1.99sin(ωoxi-29.99°)+5，(25)可見它與真實值密切吻合。
下面分析從四臂巖層傾角儀獲得的數(shù)據(jù)(如圖6所示)。此時，所獲得的整個數(shù)據(jù)組僅包括8個點，如在真實的虛曲線上標出的點。由地層傾角儀的8條測量軌跡所記錄到的這8個數(shù)據(jù)點模擬著下述曲線的變化規(guī)律yi＝2sin(ωoxi-30°)+5。(26)對這種情況應用該計算方法產(chǎn)生的相應于已計算出的參數(shù)值的曲線為yi＝2sin(oxi-30°)+5，(27)可見它與其真實值準確地吻合。
下面分析在井孔電視接收儀所獲得的數(shù)據(jù)中存在有噪聲干擾和缺少部分數(shù)據(jù)的圖5的例子，其中，仍用虛線表示真實的正弦波，它滿足等式y(tǒng)i＝2sin(ωoxi-30°)+5，(28)由計算而得出的各參數(shù)值為yi＝1.85sin(ωoxi-34.8°)+4.87，(29)這再一次地表明其計算值與真實值相當密切的吻合。
在上述的所有例子中，計算出的值A、α將用來通過方程(4)和(6)分別地確定其傾角和傾向。計算值與真實值的緊密吻合保證了由計算得出的傾角和傾向的值可以與其實際值緊密吻合。上述例子清楚地表明了這種裂隙確定計算方法對于缺失數(shù)據(jù)和噪聲數(shù)據(jù)的處理效果。上述例子還表明，如果數(shù)據(jù)組中的各數(shù)據(jù)沒有噪聲干擾或者各數(shù)據(jù)點間沒有空斷，那么計算出的各參數(shù)值甚至能更密切地與上述例子所指出的真實參數(shù)值相吻合。一個真正由一井孔電視接收式測井儀測得的數(shù)據(jù)組如圖7中實線所示，對于這些數(shù)據(jù)，計算出其正弦曲線滿足yi＝5.346+3.803sin(ωoxi-210°)(30)等式(30)中所包含的，相應于A和α的傾角和傾向可以被計算并確定為θ＝tan-1(2A)/(d) ＝83.4°，(31)傾向＝ (180α)/(π) -90＝59.98°(南東)(32)根據(jù)這一傾角和傾向確定法得到的數(shù)據(jù)值已在圖7中用虛線表示出，它緊密吻合于其真實數(shù)據(jù)值。
圖8描述了一真實的由四臂巖層傾角儀得到的數(shù)據(jù)的例子，相對應于通過同一巖層平面的四個測量臂給出的各測量軌跡的數(shù)據(jù)用方形點表示。這些方形點提供了8個數(shù)據(jù)點，從中可計算出的正弦形曲線為y＝2.4177+.286sin(ωoxi-176.56°)(33)
包含在等式(33)中相應于A和α的傾角和傾向在修正了井孔偏偏差后，可被計算并確定為θ＝21°，傾向＝1°Nw(北西)圖8中的真實數(shù)據(jù)(方形點)和計算數(shù)據(jù)(虛線)是緊密吻合的。
雖然本發(fā)明的斷裂面確定方法用于四臂巖層傾角儀得到的數(shù)據(jù)，顯然它亦可以用于具有任何數(shù)目的測量數(shù)據(jù)點的以及利用電的、聲的和其它數(shù)據(jù)形式的巖層傾斜測井儀得到的數(shù)據(jù)。
將本發(fā)明的方法的最后一個例子應用于巖層微電阻率測井儀。圖9中已示出真實的數(shù)據(jù)段(實線)，從這些數(shù)據(jù)段計算出的正弦曲線為y＝2.64+1.841sin(ωoxi-232.94°)。(36)包含在等式(36)中的A和α相應的傾角和傾向可以被計算并確定為O＝79.74°，傾向＝37.06°SE(南東)圖9中，真實數(shù)據(jù)段(實線)和計算數(shù)據(jù)(虛線)又一次緊密吻合。
權利要求
1.一種用于確定與某一井孔相交的巖層裂隙的傾角和傾向的方法，它包括下述步驟a).對環(huán)繞著某一井孔的并與某巖層裂隙相交的巖層密度進行檢測，b).記錄所述的檢測過程中得到的井孔測井記錄數(shù)據(jù)，c).根據(jù)所述的井孔測井記錄定出與某巖層裂隙相交的井孔的測量間距，d).確定相對于該井孔的斷裂面中心位置Y、相對于所述斷裂面位置的數(shù)據(jù)峰值振幅A和相位角α，其步驟如下i)、分別估算所述的位置Y、振幅A和相位角α的初始值，ii)、利用所述的位置Y、振幅A和相位角α的初始值進行下述的疊代運算
其中，函數(shù)F代表著由均方差ε2分別對Y、A和α求偏導數(shù)得到的三個函數(shù)f1、f2和f3，該均方差由下式給出
其中ω0為角頻率，xi=(i-1)Δx，Δx為各數(shù)據(jù)取樣點間的距離，B-1是一個已得出的對Yj、Aj和αj求了偏導數(shù)的逆矩陣，iii)、對步驟ii)進行疊代運算直到滿足下述計算中止的條件｜αj+1-αj｜+｜Aj+1-Aj｜+｜Yj+1-Yj｜＜S,其中s為一偏差常量，e).由在最后疊代步驟d)中使用的峰值振幅確定斷裂面的傾角及，f).由在最后疊代步驟d)中使用的相位角α確定斷裂面的傾向。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于ⅰ)、F由下述方式給出
及ⅱ)、矩陣B由下述方式給出
3.如權利要求1所述的方法，其中1所述的偏差常量S為10-5或更小。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述的疊代計算方法被用于在由所述的井孔測井記錄上的空間分離的正弦曲線上的一系列數(shù)據(jù)點。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述的疊代計算方法被用于在由所述的井孔測井記錄上的正弦曲線的若干不連續(xù)的數(shù)據(jù)點段。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述的疊代計算方法被用于在由所述的井孔測井記錄上的正弦曲線上的若干個離散數(shù)據(jù)軌跡。
全文摘要
一井孔測井記錄儀在一井孔內(nèi)旋轉并垂直升降，且記錄環(huán)繞著該井孔的巖層的測井記錄。根據(jù)這一測井記錄，可定出與某一巖層裂隙相交的該井孔的測量間距。由相對于該井孔的裂隙的中心位置和裂隙位置的測井記錄信號的峰值振幅和相位角可確定該裂隙的傾角和傾向。
文檔編號E21B47/02GK1033405SQ8810633
公開日1989年6月14日 申請日期1988年8月30日 優(yōu)先權日1987年12月2日
發(fā)明者小·W·D·萊爾, 弗洛倫斯·費·奧斯本, 約瑟夫·澤曼內(nèi)克 申請人:無比石油公司