CN107060741B - 一种相控双交叉偶极子测井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种相控双交叉偶极子测井方法，该方法包括：在测井仪器的第一区域，设置至少一组发射换能器，中的第一组发射换能器包括四个发射换能器；在测井仪器的第二区域，设置至少一组接收换能器阵列，至少一组接收换能器阵列的一组接收换能器阵列包括第一组接收换能器阵列和第二组接收换能器阵列；依次对第一子组发射换能器、第二子组发射换能器、第三子组发射换能器和第四子组发射换能器进行激励，得到第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号；接收换能器分别依次接收第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号。本发明通过控制正交偶极发射换能器的极性和幅度，可以在较低信噪比和弱各向异性的情况下，较好地探测地层方位的各向异性。
Description
技术领域
本发明涉及地层勘测技术领域，尤其涉及一种相控双交叉偶极子测井方法。
背景技术
在油气勘测领域中，由于非常规油气勘测的开发越来越受重视，因此，在油气开发之前测井，对地层裂缝和地应力的定量评定显得越来越重要。交叉偶极子声波测井方法可以较好地探测由裂缝或地应力引起的各向异性，从而交叉偶极子声波测井方法成为非常规油气勘测的重要方法之一。
交叉偶极子测井示意图如图1所示，在测井仪器设置四个发射换能器，其中两个发射换能器设置在规定的X、-X方向，另外两个设置在规定的Y、-Y方向，同时，对设置在X和-X方向上加一个极性相反的电压，对相应X、Y方向接收到的信号进行相减，得到同相信号XX和YY，交叉信号XY和YX，通常交叉信号是相同的。
现有的交叉偶极子测井可以提供4组共3个独立方向的测井速度，在信噪比较高时，通过处理获取各向异性大小和快慢横波方位，为获取评定地应力和裂缝提供手段。
而这些偶极子测井技术至少存在以下缺点：当交叉偶极子的发射换能器与快慢横波的夹角在45度附近时，各向异性较强的介质在四分量数据显示也较弱，不利于各向异性探测和反演，如果利用四个分量的数据同时或部分反演各向异性两个参数，可能会出现方位角的跳变。
已经提出的双交叉偶极子测井方法则需要四组发射换能器，增加了仪器的制造成本，同时也有可能带来仪器长度的增加，给施工带来不便。
发明内容
本发明的目的是在较低信噪比和弱各向异性的情况下，提出了一种相控双交叉偶极子测井方法，较好地探测地层方位的各向异性。
为实现上述目的，本发明提供了一种相控双交叉偶极子测井方法，该相控双交叉偶极子测井方法包括：在测井仪器的第一区域，设置至少一组发射换能器，至少一组发射换能器中的第一组发射换能器包括四个发射换能器，等间距分布在与仪器轴线垂直的第一平面的圆周上；在测井仪器的第二区域，设置至少一组接收换能器阵列，至少一组接收换能器阵列的一组接收换能器阵列包括第一组接收换能器和第二组接收换能器，第一组接收换能器和第二组接收换能器分别等间距分布在第二平面，第二平面与第一平面平行；其中，第一组接收换能器包括四个接收换能器；第二组接收换能器包括四个接收换能器；依次对第一子组发射换能器、第二子组发射换能器、第三子组发射换能器和第四子组发射换能器进行激励，得到第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号；其中，第一子组发射换能器包括第一组发射换能器中夹角互成180度的两个发射换能器；第二子组发射换能器包括至少一组发射换能器中的一组发射换能器中除第一子组换能器之外的其余两个发射换能器；第三子组发射换能器包括第一组发射换能器；第四子组发射换能器包括第一组发射换能器；接收换能器分别依次接收第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号。
优选地，依次对第一子组发射换能器、第二子组发射换能器、第三子组发射换能器和第四子组发射换能器进行激励，得到第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号的步骤具体包括：对第一子组发射换能器中包括第一组发射换能器中一对夹角互成180度的两个发射换能器施加极性相反的激励，产生第一发射信号；对第二子组发射换能器中包括第一组发射换能器中另一对夹角互成180度的两个发射换能器施加极性相反的激励，产生第二发射信号；对第三子组发射换能器包括第一组发射换能器中一对夹角成90度中两个发射换能器施加同一极性，对第一组发射换能器中另一对的两个发射换能器施加与同一极性相反的极性；产生第三发射信号；保持第三子组发射换能器中一对夹角成180度的两个发射换能器的极性不变，改变第三子组发射换能器中另一对的两个发射换能器的极性，形成第四子组发射换能器，产生第四发射换能器。
优选地，依次对第一子组发射换能器、第二子组发射换能器、第三子组发射换能器和第四子组发射换能器进行激励，得到第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号的步骤之后还包括：对接收换能器分别依次接收第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号进行信号处理，得到第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号；根据第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，计算得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度；根据第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度确定地层各向异性参数。
优选地，第一组接收换能器中相邻的两个接收换能器的夹角为90度；第二组接收换能器中任一接收换能器与第一组接收换能器中任一接收换能器的夹角为45度。
优选地，当只有第一组接收换能器接收时，对接收换能器分别依次接收第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号进行信号处理，得到第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，具体为：将第一组接收换能器阵列，与第一子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第一发射信号进行叠加，得到第一同相分量信号；将第一组接收换能器阵列，与第二子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第二发射信号进行叠加，得到第二同相分量信号；将第一组接收换能器阵列中的四个接收换能器接收的数据全部进行记录，每个接收器的极性与其同在一个轴线上的发射换能器极性相同，然后将四个接收器信号进行叠加，得到第三同相分量信号；将第一组接收换能器阵列中的四个接收器全部进行记录，每个接收器的极性与其同在一个轴线上的发射换能器极性相同，然后将四个接收器信号进行叠加，得到第四同相分量信号；
优选地，当存在第二组接收换能器接收时，对接收换能器分别依次接收第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号进行信号处理，得到第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，具体为：将第一组接收换能器阵列，与第一子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第一发射信号进行叠加，得到第一同相分量信号；将第一组接收换能器阵列，与第二子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第二发射信号进行叠加，得到第二同相分量信号；将第二组接收换能器阵列，与第三子组交叉偶极发射换能器中的极性相同的发射换能器的角平分线处的两个接收换能器分别接收第三信号进行叠加，得到第三同相分量信号；将第二组接收换能器阵列，与第四子组交叉偶极发射换能器中的极性相同的发射换能器的角平分线处的两个接收换能器分别接收第四信号进行叠加，得到第四同相分量信号。
优选地，根据第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，计算得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度，具体为：采用波形反演方法和/或滤波、频散校正，对第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，分别进行速度或者时差提取，得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度。
优选地，在对第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，分别进行行速度或者时差提取，得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度之后，测井方法还包括：将第一横波速度与第二横波速度相减，并取绝对值得到第一速度差；将第三横波速度与第四横波速度相减，并取绝对值得到第二速度差。
优选地，地层各向异性参数包括快横波速度的大小、慢横波速度的大小和地磁北极所在方向与快横波所在方向的夹角；根据第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度确定地层各向异性参数，具体为：当第一速度差大于第二速度差，如果第一横波速度大于第二横波速度时，则快横波速度等于第一横波速度，慢横波速度等于第二横波速度；或者如果第二横波速度大于第一横波速度时，则快横波速度等于第二横波速度，慢横波速度等于第一横波速度；当第二速度差大于第一速度差时，如果第三横波速度大于第四横波速度，则快横波速度等于第三横波速度，慢横波速度等于第四横波速度；或者如果第四横波速度大于第三横波速度，则快横波速度等于第四横波速度，慢横波速度等于第三横波速度；当第一速度差和第二速度差均为零时，则快、慢横波速度相等，等于第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度或第四横波速度中的任一个横波速度，地层无方位各向异性。
本发明提供一种相控双交叉偶极子测井方法，通过控制正交偶极发射换能器的极性和幅度，可以在较低信噪比和弱各向异性的情况下，较好地探测地层方位的各向异性。
附图说明
图1为现有技术中交叉偶极子测井结构的示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种相控双交叉偶极子测井方法的流程图；
图3为本发明实施例二提供的一种相控双交叉偶极子测井的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的另一种相控双交叉偶极子测井结构示意图；
图5a和图5b为图3与图4中四方位发射通过极性控制方式的模拟与实际测试的指向性图。
图6为在水平横向各向同性介质中，四方位发射与一组偶极发射结果对比图。
具体实施方式
下面通过附图和实施实例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图2为本发明实施例一提供的一种双交叉偶极子测井方法的流程图。
如图2所示，双交叉偶极子测井具体包括如下步骤：
步骤101，在测井仪器的发射区域，设置多组发射换能器，多组发射换能器包括第一组发射换能器，第一组发射换能器包括第一发射换能器、第二发射换能器、第三发射换能器和第四发射换能器，等间隔分布在与仪器轴线垂直的第一平面的圆周上。
具体地，在同一平面内设置第一、第二、第三和第四发射换能器，四个发射换能器性能相同；四个交叉偶极发射器可以具体为第一子组交叉偶极发射换能器和第二子组交叉偶极发射换能器；第一子组交叉偶极发射换能器可以包括第一发射换能器和第三发射换能器；第二子组交叉偶极发射换能器可以包括第二发射换能器和第四发射换能器；第一发射换能器、第二发射换能器、第三发射换能器和第四发射换能器等间距，且依次间隔90度分布。
步骤102，在测井仪器的第二区域，设置至少一组接收换能器阵列，至少一组接收换能器阵列的一组接收换能器阵列包括第一组接收换能器和第二组接收换能器，第一组接收换能器等间距分布在第二平面，第二组接收换能器等间距分布在第二平面，第二平面与第一平面平行；其中，第一组接收换能器包括四个接收换能器；第二组接收换能器包括四个接收换能器；
当采用4方位接收时，任一阵列中的接收换能器与第一、第二、第三和第四发射换能器之间的角度间隔为n×90度，n＝1,2,3；
当采用8方位接收时，任一阵列中的接收换能器与第一、第二、第三和第四发射换能器之间的角度间隔为m×45度，m＝1,2,3……7。
具体地，在平行于发射平面的一系列平面内设置接收换能器阵列，每个阵列可以包括四个接收换能器或八个接收换能器。对四接收换能器组成的四方位接收，每个接收换能器分别与第一、第二、第三或第四发射换能器在同一个轴线上，而对八接收换能器组成的八方位接收，则在上述4方位接收换能器的两个相邻接收换能器中间再放置一个接收换能器，八个换能器在同一圆周上。可以将八方位接收换能器分为两组，第一组接收换能器的4个分别与第一、第二、第三或第四发射换能器在同一个轴线上，第二组接收换能器阵列的四个接收换能器分别放置在第一组的四个接收换能器阵列中的两个相邻接收换能器之间，八方位接收时，第二组分别与第一组间隔45度的倍数。
步骤103，对第一子组交叉偶极发射换能器激励，产生第一发射信号；采用第一组接收换能器阵列中的4×N接收换能器接收第一发射信号；同时记录与第一子组发射换能器平行设置的两个接收换能器、垂直设置的两个接收换能器接收的信号；
具体地，对偶极发射换能器中圆心角互成180度的两个发射换能器，即，第一子组偶极发射换能器施加极性相反的激励信号进行激励，第一子组交叉偶极发射换能器产生第一发射信号；在激励第一子组偶极发射换能器的同时，记录接收换能器阵列中与第一子组交叉偶极发射换能器平行设置的两个接收换能器、垂直设置的两个接收换能器接收的信号。
步骤104，对发射换能器中另外两个圆心角互成180度的两个发射换能器即第二子组交叉偶极发射换能器极性相反的激励，产生第二发射信号；采用第一组接收换能器阵列中的4×N接收换能器接收第二发射信号；同时记录与第二子组发射换能器平行设置的两个接收换能器、垂直设置的两个接收换能器接收的信号；
具体地，对第二子组偶极发射换能器中的两个发射换能器施加极性相反的激励信号进行激励，第二子组交叉偶极发射换能器产生第二发射信号；在激励第二子组交叉偶极发射换能器的同时，记录接收换能器阵列中与第二子组交叉偶极发射换能器平行设置的两个接收换能器、垂直设置的两个接收换能器的信号。
步骤105，对第三子组偶极发射换能器激励，产生第三发射信号；采用一组接收换能器阵列中的4×N接收换能器接收第三发射信号；
具体地，对偶极发射换能器中的两个相邻即圆心角成90度的发射换能器并联施加一种极性的激励信号进行激励，而对剩下两个相邻即圆心角成90度的发射换能器并联施加与上述相反极性的激励信号，形成第三子组偶极发射换能器和第三发射信号。第三子组发射换能器包括全部四个发射换能器，第三发射信号要同时作用在四个发射换能器上。
在激励第三子组偶极发射换能器的同时，对八方位接收换能器，采用第二组接收换能器中与第三子组发射换能器中两个同极性接收换能器的角平分线的两个接收换能器的接收信号。
而对于四方位接收换能器，四个接收换能器同时采集，每个换能器的极性与其在一条轴线的发射换能器极性相同。
步骤106，保持第三子组发射换能器中圆心角成180度的两个发射接收换能器的极性不变，而对剩下的圆心角成180度的两个发射换能器的极性改变；形成第四子组发射换能器；对第四子组发射换能器进行激励产生第四发射信号；采用一组接收换能器阵列中的4×N接收换能器接收第四发射信号。
在对第四子组偶极子发射换能器进行激励的同时，如果采用八方位接收换能器，采用第二组接收换能器阵列中与第四子组偶极子发射换能器中两个同极性接收换能器的角平分线处的两个接收换能器接收信号。
而对于四方位接收换能器，四个接收换能器同时采集，每个换能器的极性与其在一条轴线的发射换能器极性相同。
步骤107，对所述第一发射信号和第二发射信号，以及所述第三发射信号和第四发射信号测量到的信号进行处理，得到第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号；
对第一和第二发射信号，将一组接收换能器阵列中过仪器中心的即成180度的两个接收换能器接收到同一发射信号数据进行叠加即可得到同相分量和交叉分量；其中与发射换能器平行的为同相分量，与发射换能器成90度夹角的为交叉分量；
具体地，将第一组接收换能器阵列中，与第一子组发射换能器平行设置的接收换能器、垂直设置的接收换能器，分别接收第一发射信号；将与第一子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器接收的第一发射信号数据进行叠加，得到第一同相分量信号；具体为将与第一子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器接收的第一发射信号数据进行相减，得到第一同相分量信号；将与第一子组交叉偶极发射换能器垂直设置的接收换能器接收的第一发射信号数据进行叠加，得到第一交叉分量信号；具体为将与第一子组交叉偶极发射换能器垂直设置的接收换能器接收的第一发射信号数据进行相减，得到第一交叉分量信号。
将第一组接收换能器阵列中，与第二子组发射换能器平行设置的接收换能器、垂直设置的接收换能器，分别接收第二发射信号；将与第二子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器接收的第二发射信号数据进行叠加，得到第二同相分量信号；具体为将与第二子组交叉偶极发射换能器平行设置的接收换能器接收的第二发射信号数据进行相减，得到第二同相分量信号；将与第二子组交叉偶极发射换能器垂直设置的接收换能器接收的第二发射信号数据进行相减得到第二交叉分量信号；具体为将与第二子组交叉偶极发射换能器垂直设置的接收换能器接收的第二发射信号数据进行相减，得到第二交叉分量信号。
对第三和第四发射信号，采用八方位接收时：
将第二组接收换能器阵列中，与第三子组发射换能器中的两个极性相同的发射换能器角平分线处的两个接收换能器，分别接收第三发射信号；两个接收器的极性分别与其两侧的发射换能器极性相同，将这两个信号数据进行叠加，得到第三同相分量信号；具体为，将两个信号数据进行相减，得到第三同相分量信号。
将第二组接收换能器阵列中，与第四子组发射换能器中的两个同极性发射换能器角平分线处的两个接收换能器，分别接收第四发射信号；两个接收器的极性分别与其两侧的发射换能器极性相同，将这两个信号数据进行叠加，得到第四同相分量信号，具体为，将两个信号数据进行相减，得到第四同相分量信号。
对第三和第四发射信号，采用四方位接收时：
将第一组接收换能器阵列中，每个阵列中四个接收器同时记录数据，每个接收器的极性与其在同一轴线上的发射换能器相同，即两个正极性两个负极性，将四个信号同时叠加，得到第三或第四同相分量信号，具体为将两个正极性的差值与两个负极性差值相减得到第三或第四同相分量信号。
步骤108，对所述第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，分别进行计算，得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度。
具体地，接收换能器接收同一个发射换能器发射的信号时，由于发射信号经过的路径不同，造成接收信号有一定时延；根据接收信号之间的相关性，得到接收发射信号的时间差；将接收换能器之间的距离与得到的时间差得到横波速度。
将得到的第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，分别进行上述计算，得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度。
在对第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号的波形进行处理过程中，通常采用波形反演的方法得到横波速度的导数；必要时，也可以对第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号进行滤波和频散校正处理，滤除一些干扰信号。
步骤109，根据所述第一横波速度和第二横波速度、第三横波速度和所述第四横波速度得到第一速度差、第二速度差。
具体地，将第一横波速度与第二横波速度相减后取绝对值，得到第一速度差；将第三横波速度与第四横波速度相减后取绝对值，得到第二速度差。
步骤110，根据所述第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度确定地层各向异性参数。
具体地，各向异性参数可以包括快横波速度的大小、慢横波速度的大小，以及快横波速度与预设子组交叉偶极发射换能器所在方向的夹角值，即方位角。
当第一速度差和第二速度差均为零时，则快、慢横波速度的大小和方向都为零。在误差允许范围内，当第一速度差与第二速度差都接近零时，表明地层无明显各向异性。
当第一速度差与第二速度差的值比较接近，且都不为零的情况下，快横波速度可以为第一横波速度、第二横波速度中的任一横波速度，慢横博速度为相应的另一横波速度；或者快横波速度可以为第三横波速度、第四横波速度中任一横波速度，慢横博速度为相应的另一横波速度。
如果第一速度差明显大于第二速度差，或者第二速度差明显大于第一速度差时，快横波速度取第一横波速度、第二横波速度或者第三横波速度、第四横波速度中较大的一个横波速度，慢横波速度取第一横波速度、第二横波速度或者第三横波速度、第四横波速度中相对较小的一个横波速度。
在一个具体实施例中，第一速度差大于第二速度差，第一横波速度大于第二横波速度，则快横波速度等于第一横波速度，慢横波速度等述第二横波速度。
在另一个具体实施例中，第一速度差大于第二速度差，第二横波速度大于所述第一横波速度，则快横波速度等于所述第二横波速度，慢横波速度等于所述第一横波速度。
在另外一个实施例中，第二速度差大于第一速度差，第三横波速度大于第四横波速度，则快横波速度等于所述第三横波速度，慢横波速度等于所述第四横波速度。
在其他实施例中，第二速度差大于第一速度差，第四横波速度大于所述第三横波速度，则快横波速度等于所述第四横波速度，慢横波速度等于所述第三横波速度。
在其他实施例中，当所述第一速度差和所述第二速度差均为零时，则快、慢横波速度相等，等于所述第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度或第四横波速度中的任一个横波速度，地层无方位各向异性。
因此，本发明提供一种相控双交叉偶极子测井方法，通过一组正交偶极发射换能器和一组(两组)接收换能器，可以在较低信噪比和弱各向异性的情况下，较好地探测地层方位的各向异性。同时，可以直接给出地层各向异性的大小，也可以将各向异性方位角与各向异性较强的一组偶极子同相分量的夹角范围控制在45度的变换范围内，通过处理方法，快速可靠地确定方位角。
下面根据附图对实施例一提供的一种交叉偶极发射测井方法进行进一步说明。
本发明实施例提供两种双交叉偶极测井装置，来实现实施例一提供的一种偶极测井方法，如图3、4。
图3为本发明实施例二提供的一种双交叉偶极子测井的结构示意图。
如图3所示，该相控双交叉偶极子仪器包括4个方位的发射换能器和4个方位的接收换能器。其中一组交叉偶极发射换能器工作方式如图1相同，另外一组交叉偶极如本图所示，上部两个图分别为对应的一组偶极发射和接收方式组合，下部两个图分别为对应的另外一组偶极发射和接收方式组合。可以看出，第二组交叉偶极方式中，每一个偶极发射和接收都将用到全部4个发射和接收换能器。
图4为本发明实施例二提供的另一种双交叉偶极子测井结构示意图。
图4所示，该相控双交叉偶极子仪器包括4个方位的发射换能器和8个方位的接收换能器。其中一组交叉偶极发射换能器工作方式如图1相同，另外一组交叉偶极如本图所示，上部两个图分别为对应的一组偶极发射和接收方式组合，下部两个图分别为对应的另外一组偶极发射和接收方式组合。可以看出，第二组交叉偶极方式中，每一个偶极发射都将用到全部4个发射，而接收只需要两个接收换能器。
图5a和图5b为图3与图4中四方位发射通过极性控制方式的模拟与实际测试的指向性图。本图是在无限大水中，当4方位偶极发射换能器按照图3和图4左上部连接方式进行激励时的指向性图，图5a为四个完全一致的理想声源模拟结果，图5b为实际换能器在水池中测试结果。
图6为在水平横向各向同性介质中，四方位发射与一组偶极发射结果对比图。黑线(A 45°azimuth dispole)是按图3下部方式进行发射和接收的结果，灰色线(Two dipoleswith 0°and 90°azimuths)是按图1方式且将发射与接收的角度转换到图3下部两个相同极性中间连线的方位上的结果。二者在到时和相位上一致，只是幅度有一定的差别。通过模拟可以看出，通过相控方式，在同等条件下还可以提高信号的幅度。
本发明提供一种相控双交叉偶极子测井方法，通过控制正交偶极发射换能器的极性和幅度，可以在较低信噪比和弱各向异性的情况下，较好地探测地层方位的各向异性。
因此，本发明提供一种双交叉偶极子测井方法，通过两组角度间隔为正交偶极发射换能器和两组接收换能器阵列，可以直接给出地层各向异性的大小，也可以将各向异性方位角与各向异性较强的一组偶极子同相分量的夹角范围控制在45度的变换范围内，通过处理方法，快速可靠地确定方位角。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种相控双交叉偶极子测井方法，其特征在于，所述测井方法包括：
在测井仪器的第一区域，设置至少一组发射换能器，所述至少一组发射换能器中的第一组发射换能器包括四个发射换能器，等间距分布在与仪器轴线垂直的第一平面的圆周上；
在测井仪器的第二区域，设置至少一组接收换能器阵列，所述至少一组接收换能器阵列的一组接收换能器阵列包括第一组接收换能器和第二组接收换能器，所述第一组接收换能器和所述第二组接收换能器分别等间距分布在第二平面，所述第二平面与所述第一平面平行；其中，所述第一组接收换能器包括四个接收换能器；所述第二组接收换能器包括四个接收换能器；
依次对第一子组发射换能器、第二子组发射换能器、第三子组发射换能器和第四子组发射换能器进行激励，得到第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号；其中，所述第一子组发射换能器包括所述第一组发射换能器中夹角互成180度的两个发射换能器；所述第二子组发射换能器包括所述至少一组发射换能器中的一组发射换能器中除所述第一子组换能器之外的其余两个发射换能器；所述第三子组发射换能器包括所述第一组发射换能器；所述第四子组发射换能器包括所述第一组发射换能器；
所述接收换能器分别依次接收所述第一发射信号、所述第二发射信号、所述第三发射信号和所述第四发射信号。
2.根据权利要求1所述的测井方法，其特征在于，所述依次对第一子组发射换能器、第二子组发射换能器、第三子组发射换能器和第四子组发射换能器进行激励，得到所述第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号的步骤具体包括：
对所述第一子组发射换能器中包括第一组发射换能器中一对夹角互成180度的两个发射换能器施加极性相反的激励，产生第一发射信号；
对所述第二子组发射换能器中包括第一组发射换能器中另一对夹角互成180度的两个发射换能器施加极性相反的激励，产生第二发射信号；
对所述第三子组发射换能器包括所述第一组发射换能器中一对夹角成90度中两个发射换能器施加同一极性，对所述第一组发射换能器中另一对的两个发射换能器施加与所述同一极性相反的极性；产生第三发射信号；
保持所述第三子组发射换能器中一对夹角成180度的两个发射换能器的极性不变，改变所述第三子组发射换能器中另一对的两个发射换能器的极性，形成第四子组发射换能器，产生第四发射换能器。
3.根据权利要求2所述的测井方法，其特征在于，所述依次对第一子组发射换能器、第二子组发射换能器、第三子组发射换能器和第四子组发射换能器进行激励，得到所述第一发射信号、第二发射信号、第三发射信号和第四发射信号的步骤之后还包括：
对所述接收换能器分别依次接收所述第一发射信号、所述第二发射信号、所述第三发射信号和所述第四发射信号进行信号处理，得到第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号；
根据所述第一同相分量信号、所述第二同相分量信号、所述第三同相分量信号和所述第四同相分量信号，计算得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度；
根据所述第一横波速度、所述第二横波速度、所述第三横波速度和所述第四横波速度确定地层各向异性参数。
4.根据权利要求1所述的测井方法，其特征在于，所述第一组接收换能器中相邻的两个接收换能器的夹角为90度；所述第二组接收换能器中任一接收换能器与所述第一组接收换能器中任一接收换能器之间的夹角为45度。
5.根据权利要求3所述的测井方法，其特征在于，当只有所述第一组接收换能器接收时，对所述接收换能器分别依次接收所述第一发射信号、所述第二发射信号、所述第三发射信号和所述第四发射信号进行信号处理，得到第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，具体为：
将所述第一组接收换能器阵列，与所述第一子组发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第一发射信号进行叠加，得到第一同相分量信号；
将所述第一组接收换能器阵列，与所述第二子组发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第二发射信号进行叠加，得到第二同相分量信号；
将所述第一组接收换能器阵列中的四个接收换能器接收的数据全部进行记录，每个接收器的极性与其同在一个轴线上的发射换能器极性相同，然后将四个接收器信号进行叠加，得到第三同相分量信号；
将所述第一组接收换能器阵列中的四个接收器全部进行记录，每个接收器的极性与其同在一个轴线上的发射换能器极性相同，然后将四个接收器信号进行叠加，得到第四同相分量信号。
6.根据权利要求3所述的测井方法，其特征在于，当存在所述第二组接收换能器接收时，所述对所述接收换能器分别依次接收所述第一发射信号、所述第二发射信号、所述第三发射信号和所述第四发射信号进行信号处理，得到第一同相分量信号、第二同相分量信号、第三同相分量信号和第四同相分量信号，具体为：
将所述第一组接收换能器阵列，与所述第一子组发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第一发射信号进行叠加，得到第一同相分量信号；
将所述第一组接收换能器阵列，与所述第二子组发射换能器平行设置的接收换能器分别接收的第二发射信号进行叠加，得到第二同相分量信号；
将所述第二组接收换能器阵列，与所述第三子组发射换能器中的极性相同的发射换能器的角平分线处的两个接收换能器分别接收所述第三发射信号进行叠加，得到第三同相分量信号；
将所述第二组接收换能器阵列，与所述第四子组发射换能器中的极性相同的发射换能器的角平分线处的两个接收换能器分别接收所述第四发射信号进行叠加，得到第四同相分量信号。
7.根据权利要求5或6任一项所述的测井方法，其特征在于，根据所述第一同相分量信号、所述第二同相分量信号、所述第三同相分量信号和所述第四同相分量信号，计算得到第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度，具体为：
采用波形反演方法和/或滤波、频散校正，对所述第一同相分量信号、所述第二同相分量信号、所述第三同相分量信号和所述第四同相分量信号，分别进行速度或者时差提取，得到所述第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度。
8.根据权利要求7所述的测井方法，其特征在于，在对所述第一同相分量信号、所述第二同相分量信号、所述第三同相分量信号和所述第四同相分量信号，分别进行速度或者时差提取，得到所述第一横波速度、所述第二横波速度、所述第三横波速度和所述第四横波速度之后，所述测井方法还包括：
将所述第一横波速度与所述第二横波速度相减，并取绝对值得到第一速度差；
将所述第三横波速度与所述第四横波速度相减，并取绝对值得到第二速度差。
9.根据权利要求3所述的测井方法，其特征在于，所述地层各向异性参数包括快横波速度的大小、慢横波速度的大小和地磁北极所在方向与快横波所在方向的夹角；所述根据所述第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度和第四横波速度确定地层各向异性参数，具体为：
当第一速度差大于第二速度差，如果所述第一横波速度大于所述第二横波速度时，则快横波速度等于所述第一横波速度，慢横波速度等于所述第二横波速度；或者
如果所述第二横波速度大于所述第一横波速度时，则快横波速度等于所述第二横波速度，慢横波速度等于所述第一横波速度；
当所述第二速度差大于第一速度差时，如果所述第三横波速度大于所述第四横波速度，则快横波速度等于所述第三横波速度，慢横波速度等于所述第四横波速度；或者
如果所述第四横波速度大于所述第三横波速度，则快横波速度等于所述第四横波速度，慢横波速度等于所述第三横波速度；
当所述第一速度差和所述第二速度差均为零时，则快、慢横波速度相等，等于所述第一横波速度、第二横波速度、第三横波速度或第四横波速度中的任一个横波速度，地层无方位各向异性。
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