一種聲波測井裝置及方法與流程

本申請涉及地球物理勘探技術領域，特別涉及一種聲波測井裝置及方法。

背景技術：

在進行油氣勘探的過程中，準確掌握油氣儲層的地質構造是十分重要的。近年來發展的基于聲反射成像的聲波測井技術采用類似地面地震的信號采集方式和處理方法，利用陣列聲波測井中記錄的反射聲波，對井外地質構造進行成像。這種方法可以探測水平井及與井眼相交地層的產狀，識別井旁裂縫帶，判斷儲層油氣界面，以及對地面地震無法探測的小構造進行成像，因此得到了廣泛的應用。

但是，現有的聲波測井方法中，由于受井下作業條件的限制，現有的聲波測井裝置中可以設置的接收器數目較少，導致覆蓋次數較少。對于復雜的地質構造，覆蓋次數較少，就無法有效壓制干擾波，這樣就導致了得到的反射聲波數據準確度較低，利用所述反射聲波數據進行反射聲波成像所得到的測井數據的可靠性也就較低。

現有技術中至少存在如下問題：由于接收器數目受限，導致覆蓋次數較少，無法有效壓制干擾波，導致獲取的反射聲波數據準確度較低，進而導致測井數據的可靠性較低。

技術實現要素：

本申請實施例的目的是提供一種聲波測井裝置及方法，以提高覆蓋次數，有效壓制干擾波，得到準確度更高的反射聲波數據，進而可以得到更可靠的測井數據。

本申請實施例提供的一種聲波測井裝置及方法是這樣實現的：

一種聲波測井裝置，所述裝置包括：

發射站陣列，用于發射聲波，由沿著待測井軸向排列的N個發射站組成，N≥2；

接收站陣列，用于接收反射聲波，設置于所述發射站陣列兩側，所述接收站陣列由沿著待測井軸向排列的2M個接收站組成，所述兩側各設置M個接收站，M≥1。

優選實施例中，所述N個發射站的結構采用同一種預設的發射器結構，所述2M個接收站的結構采用同一種預設的接收器結構。

優選實施例中，所述2M個接收站的結構采用與所述發射站的結構相匹配的接收器結構。

優選實施例中，所述N個發射站的排列方式包括：

所述N個發射站中的每兩個相鄰發射站的間距相等，所述間距等于所述M個接收站的跨度。

優選實施例中，所述M個接收站的排列方式包括：

所述兩側的接收站關于所述發射站陣列中心對稱，所述M個接收站中的每兩個相鄰接收站的間距采用相等的預設間距。

一種利用所述裝置進行聲波測井的方法，所述方法包括：

通過上提發射站陣列，依次使所述發射站陣列中的每個發射站經過待測深度位置；

所述每個發射站經過所述待測深度位置時，進行聲波發射，產生反射聲波；

利用接收站陣列中的接收站接收所述反射聲波，得到反射聲波數據。

優選實施例中，所述方法還包括：

利用所述反射聲波數據，進行反射聲波成像，得到待測井井外地層的測井數據。

一種聲波測井裝置，所述裝置包括：

接收站陣列，用于接收反射聲波，由沿著待測井軸向排列的N個接收站組成，N≥2；

發射站陣列，用于發射聲波，設置于所述接收站陣列的兩側，所述發射站陣列由沿著待測井軸向排列的2M個發射站組成，所述兩側各設置M個發射站，M≥1。

優選實施例中，所述N個接收站的結構采用同一種預設的接收器結構，所述2M個發射站采用同一種預設的發射器結構。

優選實施例中，所述N個接收站的結構采用與所述發射站的結構相匹配的接收器結構。

優選實施例中，所述N個接收站的排列方式包括：

所述N個接收站中的每兩個相鄰接收站的間距采用相等的預設間距。

優選實施例中，所述M個發射站的排列方式包括：

所述兩側的發射站關于所述接收站陣列中心對稱，所述M個發射站中的每兩個相鄰發射站的間距相等，所述間距等于所述N個接收站的跨度。

一種利用所述裝置進行聲波測井的方法，所述方法包括：

通過上提發射站陣列，依次使所述發射站陣列中的每個發射站經過待測深度位置；

所述每個發射站經過所述待測深度位置時，進行聲波發射，產生反射聲波；

利用所述接收站陣列中的接收站接收所述反射聲波，得到反射聲波數據。

優選實施例中，所述方法還包括：

利用所述反射聲波數據，進行反射聲波成像，得到待測井井外地層的測井數據。

利用本申請實施例提供的一種聲波測井裝置，在將所述裝置上提測井的過程中，由于存在發射站陣列(包括至少兩個發射站)，在待測井中的同一待測深度位置，可以多次發射聲波。這樣，每個接收站就可以接收到所述待測深度位置處的多次反射聲波，相當于接收站的數目得到提高，這樣不需要增加接收站的數目，就可以有效提高覆蓋次數，從而有效壓制干擾波，得到更準確的反射聲波數據，最終得到更可靠的測井數據。利用本申請實施例提供的一種利用所述裝置進行聲波測井的方法，可以利用所述裝置，進行聲波測井，得到更可靠的測井數據。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請一個實施例提供的一種聲波測井裝置的模塊結構示意圖；

圖2是本申請一個實施例提供的一種聲波測井裝置的分布示意圖；

圖3是本申請一個實施例提供的一種聲波測井裝置的等效效果圖；

圖4是本申請一個實施例提供的一種利用圖1所述裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖；

圖5是本申請又一個實施例提供的一種利用圖1所述裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖。

圖6是本申請另一個實施例提供的一種聲波測井裝置的模塊結構示意圖；

圖7是本申請另一個實施例提供的一種聲波測井裝置的分布示意圖；

圖8是本申請另一個實施例提供的一種利用圖6所述裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖；

圖9是本申請另一個實施例提供的一種利用圖6所裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖。

具體實施方式

本申請實施例提供一種聲波測井裝置及方法。

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

圖1是本申請所述一種聲波測井裝置的一種實施例的模塊結構示意圖。雖然本申請提供了如下述實施例或附圖所示的方法操作步驟或裝置結構，但基于常規或者無需創造性的勞動在所述方法或裝置中可以包括更多或者更少的操作步驟或模塊單元。在邏輯性上不存在必要因果關系的步驟或結構中，這些步驟的執行順序或裝置的模塊結構不限于本申請實施例或附圖所示的執行順序或模塊結構。所述的方法或模塊結構的在實際中的裝置或終端產品應用時，可以按照實施例或者附圖所示的方法或模塊結構進行順序執行或者并行執行(例如并行處理器或者多線程處理的環境、甚至包括分布式處理的實施環境)。

具體的如圖1所述，本申請提供的一種聲波測井裝置的一種實施例可以包括：

發射站陣列101，可以用于發射聲波，由沿著待測井軸向排列的N個發射站組成，N≥2。

接收站陣列102，可以用于接收反射聲波，設置于所述發射站陣列兩側，所述接收站陣列由沿著待測井軸向排列的2M個接收站組成，所述兩側各設置M個接收站，M≥1。

所述N個發射站和所述2M個接收站之間的相對位置保持不變，所述發射站和接收站可以固定于同一塊沿待測井軸向向待測井井下延伸的長板上。或者可以固定于同一根沿待測井軸向向待測井井下延伸的長桿上。也可以固定于同一根沿待測井軸向向待測井井下延伸的長管中，具體的固定方式可以由實施人員根據實際情況自行選擇。固定的目的是，在利用所述裝置進行測井的過程中，所述N個發射站和所述2M個接收站可以共同運動。

本申請一個實施例中，所述M個接收站的排列方式可以包括：

所述兩側的接收站關于所述發射站陣列中心對稱，所述M個接收站中的每兩個相鄰接收站的間距采用相等的預設間距。

所述預設間距，實施人員可以根據實際情況及測量需求自行確定，比如可以根據待測區域的寬度，井外地層結構的復雜程度等確定。一般所述預設間距的取值范圍為0.1米到0.5米之間。當然，實施人員也可以在所述取值范圍外確定所述預設間距，具體的，所述預設間距的選取，本申請不作限定。

由于所述兩側的接收站共用所述發射站陣列，所以所述兩側的接收站設置為關于所述發射站陣列中心對稱。

本實施例中，所述N個發射站的排列方式可以包括：

所述N個發射站中的每兩個相鄰發射站的間距相等，所述間距等于所述M個接收站的跨度。

所述M個接收站的跨度可以指的是M個接收站在所述待測井軸向上的總長度，所述N個發射站中的每兩個相鄰發射站的間距由所述M個接收站的跨度決定。

具體的，比如，所述預設間距為dx，將M個接收站設置在所述發射站陣列的一側。所述N個發射站沿著待測井軸向由近及遠依次排列。如果確定好由近及遠的第n個發射站與最近的接收站的距離(第n個發射站的源距)為TR(n)，則由近及遠的第n+1個發射站與最近的接收站的距離(第n+1個發射站的源距)可以通過下述公式計算得到：

TR(n+1)＝TR(n)+(M-1)*dx+dx，n≥1

確定好接收站間隔和第一個發射站的源距，其他發射站的位置就可以根據上述公式計算確定出來。所述N個發射站中的每兩個相鄰發射站的間距等于M*dx。

本申請另一個實施例中，所述裝置中的發射站陣列的個數可以不止一個。比如，一個裝置可以有兩個發射站陣列，對應的，每個接收站兩側各有一個接收站陣列，這樣就一共有三個接收站陣列。當然，在測井條件允許的情況下，本申請其他實施例中還可以設置更多發射站陣列，發射站陣列和接收站陣列交替排列。

圖2是本申請一個實例中提供的一種聲波測井裝置的分布示意圖。具體的，圖2中包括一個發射站陣列，所述發射站陣列包括5個發射站，所述5個發射站分別對應圖2中的S1、S2、S3、S4、S5。所述發射站陣列上下兩側各設置12個接收站，組成接收站陣列，分別對應圖中的Rb1、Rb2、Rb3……Rb12和Ra1、Ra2、Ra3……Ra12。所述上下兩側相鄰接收站之間的間距均為0.15米。所述發射站陣列中的相鄰發射站之間的間距均為1.8米，所述相鄰發射站之間的間距為一側的12個接收站的跨度，發射站S1的源距確定為0.3米。本例中，可以在發射站S1和發射站S2之間、發射站S4和發射站S5之間設置有隔聲體。

本例中，所述發射站的發射器結構可以選擇單極子發射器結構，也可以選擇正交偶極子發射器結構，也可以選擇方位發射器結構，各個發射站的發射器結構相同。所述接收站的接收器結構可以選擇單極子接收器結構，也可以選擇正交偶極子接收器結構，也可以選擇方位接收器結構，各個接收站的接收器結構相同。

本申請實施例中，所述2M個接收站的結構采用與所述發射站的結構相匹配的接收器結構。

所述相匹配通常指的是，所述接收站中的接收器的個數及分布方式，與所述發射站中的發射站的個數及分布方式相對應。比如發射站采用單極子發射器結構，接收站相應地采用單極子接收器結構，比如發射站采用正交偶極子發射器結構，接收站也相應地采用正交偶極子接收器結構。

圖3是圖2中所述的一種聲波測井裝置的等效效果圖。如圖3所示，在測井作業中，一般需要上提所述測井裝置，在上提過程中，對于某一待測深度，5個發射站都要經過所述某一待測深度。由于每個發射站在經過所述某一待測深度時，都要進行一次聲發射，這樣就在所述某一待測深度進行了5次聲發射，對應的得到的覆蓋次數，可以等效為1個發射站和上下各60個發射站產生的效果。

本申請一個實施例中，所述N個發射站的結構采用同一種預設的發射器結構，所述2M個接收站的結構采用同一種預設的接收器結構。

所述預設的發射器結構通常可以包括下述幾種結構類型：

單極子發射器結構、正交偶極子發射器結構、方位發射器結構、單極子和正交偶極子組合發射器結構。

所述預設的接收器結構通常可以包括下述幾種結構類型：

單極子接收器結構、正交偶極子接收器結構、方位接收器結構、單極子和正交偶極子組合接收器結構。

當然，在本申請其他實施例中，也可以采用不屬于上述幾種結構類型的發射器結構和接收器結構，具體的，實施人員可以根據實際作業條件和實際所需要的參數自行決定所述發射器結構和所述接收器結構。

利用上述各實施例提供的聲波測井裝置的實施方式，可以在待測井中的同一待測深度位置，多次發射聲波。這樣，每個接收站就可以接收到所述待測深度位置處的多次反射聲波，相當于接收站的數目得到提高，這樣不需要增加接收站的數目，就可以有效提高覆蓋次數，從而有效壓制干擾波，得到更準確的反射聲波數據，最終得到更可靠的測井數據。

基于上述實施例提供的一種聲波測井裝置，本申請還提供一種利用所述聲波測井裝置進行聲波測井的方法，所述方法可以利用所述裝置，進行聲波測井，得到更可靠的測井數據。圖4是本申請一個實施例提供的一種利用圖1所述裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖，具體的，如圖4所示，所述方法可以包括：

S1：通過上提發射站陣列，依次使發射站陣列中的每個發射站經過待測深度位置。

所述待測深度位置，可以包括不止一個深度位置，所述待測深度位置的選擇，可以由實施人員根據實際需要自行確定，本申請中不作限定。

所述上提，通常是指使發射器陣列由下向上運動，運動時是發射器陣列經過各待測深度位置。

S2：所述每個發射站經過所述待測深度位置時，進行聲波發射，產生反射聲波。

所述反射聲波，一般是所述聲波經過所述待測井外的反射體時產生的反射聲波，所述反射聲波可以反映出反射體的物理特征參數，利用所述反射聲波，還可以得到發射體的成像。

S3：利用接收站陣列的接收站接收所述反射聲波，得到反射聲波數據。

所述接收站接收反射聲波，得到的是多覆蓋次數的反射聲波數據，所述多覆蓋次數的反射聲波數據可以有效增強反射聲波的強度，抑制干擾波。

利用上述實施例提供的聲波測井方法的實施方式，可以通過多次發射聲波，有效提高覆蓋次數，從而有效壓制干擾波，得到更準確的反射聲波數據，最終得到更可靠的測井數據。

圖5是本申請另一個實施例提供的一種利用圖1所述裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖，具體的，如圖5所示，所述方法可以包括：

S1：通過上提發射站陣列，依次使發射站陣列中的每個發射站經過待測深度位置。

S2：所述每個發射站經過所述待測深度位置時，進行聲波發射，產生反射聲波。

S3：利用接收站陣列的接收站接收所述反射聲波，得到反射聲波數據。

S4：利用所述反射聲波數據，對待測井外的地層進行地質構造成像。

利用所述反射聲波數據，通過速度分析、偏移成像、疊加處理等常用的處理方式，可以得到多覆蓋次數的井外地層的成像結果。所述成像結果的可靠性更高。

利用上述各實施例所述的一種利用所述裝置進行聲波測井的方法的實施方式，可以通過多次發射聲波，有效提高覆蓋次數，從而有效壓制干擾波，得到更準確的反射聲波數據。利用所述更準確的反射聲波數據，可以得到更準確的井外地層的成像結構，最終得到更可靠的測井數據。

圖6是本申請另一個實施例中提供的一種聲波測井裝置的模塊結構示意圖，具體的如圖6所述，本申請另一個實施例中提供的一種聲波測井裝置的一種實施例可以包括：

接收站陣列201，可以用于接收反射聲波，由沿著待測井軸向排列的N個接收站組成，N≥2；

發射站陣列202，可以用于發射聲波，設置于所述接收站陣列的兩側，所述發射站陣列由沿著待測井軸向排列的2M個發射站組成，所述兩側各設置M個發射站，M≥1。

本申請一個實施例中，所述N個接收站的結構采用同一種預設的接收器結構，所述2M個發射站采用同一種預設的發射器結構。

所述發射站的發射器結構可以選擇單極子發射器結構，也可以選擇正交偶極子發射器結構，也可以選擇方位發射器結構，各個發射站的發射器結構相同。所述接收站的接收器結構可以選擇單極子接收器結構，也可以選擇正交偶極子接收器結構，也可以選擇方位接收器結構，各個接收站的接收器結構相同。

本申請一個實施例中，所述N個接收站的結構采用與所述發射站的結構相匹配的接收器結構。

所述相匹配通常指的是，所述接收站中的接收器的個數及分布方式，與所述發射站中的發射站的個數及分布方式相對應。比如發射站采用單極子發射器結構，接收站相應地采用單極子接收器結構，比如發射站采用正交偶極子發射器結構，接收站也相應地采用正交偶極子接收器結構。

本申請一個實施例中，所述N個接收站的排列方式可以包括：

所述N個接收站中的每兩個相鄰接收站的間距采用相等的預設間距。

本申請另一個實施例中，所述M個發射站的排列方式可以包括：

所述兩側的發射站關于所述接收站陣列中心對稱，所述M個發射站中的每兩個相鄰發射站的間距相等，所述間距等于所述N個接收站的跨度。

圖7是本申請另一個實例中提供的一種聲波測井裝置的分布示意圖。具體的，圖7中包括一個接收站陣列，所述接收站陣列包括12個接收站，所述12個接收站分別對應圖7中的R1、R2、R3……R12。所述接收站陣列上下兩側各設置5個發射站，組成發射站陣列，分別對應圖7中的Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5和Sb1、Sb2、Sb3、Sb4、Sb5。所述相鄰接收站之間的間距為0.15米。所述上下兩側的相鄰發射站之間的間距均為1.8米，所述間距等于所述12個接收站的跨度，發射站Sa1和Sb1的源距確定為0.3米。本例中，可以在發射站Sa1和發射站Sa2之間、發射站Sb1和發射站Sb2之間設置有隔聲體。本例中，所述裝置在作業過程中，也可以獲得與圖2所述實例中相同的效果，即得到的覆蓋次數，可以等效為1個發射站和上下各60個發射站產生的效果。

利用上述各實施例提供的聲波測井裝置的實施方式，可以在待測井中的同一待測深度位置，多次發射聲波。這樣，每個接收站就可以接收到所述待測深度位置處的多次反射聲波，相當于接收站的數目得到提高，這樣不需要增加接收站的數目，就可以有效提高覆蓋次數，從而有效壓制干擾波，得到更準確的反射聲波數據，最終得到更可靠的測井數據。

基于上述實施例提供的一種聲波測井裝置，本申請還提供一種利用所述裝置進行聲波測井的方法，所述方法可以利用所述裝置，進行聲波測井，得到更可靠的測井數據。圖8是本申請另一個實施例提供的一種利用圖6所述裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖，具體的，如圖8所示，所述方法可以包括：

S01：通過上提發射站陣列，依次使發射站陣列中的每個發射站經過待測深度位置。

所述待測深度位置，可以包括不止一個深度位置，所述待測深度位置的選擇，可以由實施人員根據實際需要自行確定，本申請中不作限定。

所述上提，通常是指使發射器陣列由下向上運動，運動時是發射器陣列經過各待測深度位置。

S02：所述每個發射站經過所述待測深度位置時，進行聲波發射，產生反射聲波。

所述反射聲波，一般是所述聲波經過所述待測井外的反射體時產生的反射聲波，所述反射聲波可以反映出反射體的物理特征參數，利用所述反射聲波，還可以得到發射體的成像。

S03：利用接收站陣列的接收站接收所述反射聲波，得到反射聲波數據。

所述接收站接收反射聲波，得到的是多覆蓋次數的反射聲波數據，所述多覆蓋次數的反射聲波數據可以有效增強反射聲波的強度，抑制干擾波。

利用上述實施例提供的聲波測井方法的實施方式，可以通過多次發射聲波，有效提高覆蓋次數，從而有效壓制干擾波，得到更準確的反射聲波數據，最終得到更可靠的測井數據。

圖9是本申請又一個實施例提供的一種利用圖6所述裝置進行聲波測井的方法的流程示意圖，具體的，如圖9所示，所述方法可以包括：

S01：通過上提發射站陣列，依次使發射站陣列中的每個發射站經過待測深度位置。

S02：所述每個發射站經過所述待測深度位置時，進行聲波發射，產生反射聲波。

S03：利用接收站陣列的接收站接收所述反射聲波，得到反射聲波數據。

S04：利用所述反射聲波數據，對待測井外的地層進行地質構造成像。

利用所述反射聲波數據，通過速度分析、偏移成像、疊加處理等常用的處理方式，可以得到多覆蓋次數的井外地層的成像結果。所述成像結果的可靠性更高。

利用上述各實施例提供的聲波測井方法的實施方式，可以通過多次發射聲波，有效提高覆蓋次數，從而有效壓制干擾波，得到更準確的反射聲波數據，最終得到更可靠的測井數據。

盡管本申請內容中提到不同的聲波測井的處理方式，從依次使所述發射站陣列中的每個發射站經過待測深度位置、聲波發射產生反射聲波、利用接收站陣列中的接收站接收發射聲波得到反射聲波數據到得到待測井井外地層的測井數據的各種時序方式、數據獲取/處理/輸出方式等的描述，但是，本申請并不局限于必須是行業標準或實施例所描述的情況等，某些行業標準或者使用自定義方式或實施例描述的實施基礎上略加修改后的實施方案也可以實現上述實施例相同、等同或相近、或變形后可預料的實施效果。應用這些修改或變形后的數據獲取、處理、輸出、判斷方式等的實施例，仍然可以屬于本申請的可選實施方案范圍之內。

雖然本申請提供了如實施例或流程圖所述的方法操作步驟，但基于常規或者無創造性的手段可以包括更多或者更少的操作步驟。實施例中列舉的步驟順序僅僅為眾多步驟執行順序中的一種方式，不代表唯一的執行順序。在實際中的裝置或客戶端產品執行時，可以按照實施例或者附圖所示的方法順序執行或者并行執行(例如并行處理器或者多線程處理的環境，甚至為分布式數據處理環境)。術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、產品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、產品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，并不排除在包括所述要素的過程、方法、產品或者設備中還存在另外的相同或等同要素。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。