地层各向异性的确定方法及装置与流程

1.本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种地层各向异性的确定方法及装置。


背景技术：

2.在钻井或测井应用中，声波测量可用于测量周围地层的特征。声学测量技术通常涉及传感由一个或多个声源产生并通过地质地层传播的声波。将岩石性质在各个方向都相同的地质地层称为“各向同性”地层，而物理上更精确的描述是“各向异性”，即指物质的全部或部分化学、物理等性质随着测量方向的改变而有所变化，在不同的方向上呈现出差异的性质。从而可知，这种“各向异性”地层具有方向依赖性，通常由组成晶体的各向异性、扁球形颗粒的排列、精细的分层或排列和准排列的裂缝引起的。
3.针对相关技术中，地层各向异性的检测准确率较低的问题，目前尚未存在有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种地层各向异性的确定方法及装置，以至少解决相关技术中地层各向异性的检测准确率较低的问题。
5.根据本发明的一个实施例，提供了一种地层各向异性的确定方法，包括：获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；对所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
6.可选地，获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据，包括：通过接收器获取第一发射器发射的第一声波信号，以及第二发射器发射的第二声波信号，其中，所述接收器设置在所述地层中；对所述第一声波信号和所述第二声波信号进行处理得到所述第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据。
7.可选地，所述第一发射器处于第一旋转位置，所述第一发射器处于第二旋转位置，所述第一旋转位置和所述第二旋转位置不同。
8.可选地，包括以下之一：所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据为单偶极子波数据；所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据为多偶极子波数据。
9.可选地，各向异性特征包括：快速剪切方向、快速剪切慢度和慢速剪切慢度。
10.根据本发明的另一个实施例，提供了一种地层各向异性的确定装置，包括：获取模块，用于获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；处理模块，用于对所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；确定模块，用于根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
11.可选地，所述获取单元包括：获取单元，用于通过接收器获取第一发射器发射的第一声波信号，以及第二发射器发射的第二声波信号，其中，所述接收器设置在所述地层中，所述第一发射器和所述第二发射器设置在不同位置；处理单元，用于对所述第一声波信号
和所述第二声波信号进行处理得到所述第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据。
12.根据本发明的另一个实施例，提供了一种地层各向异性的确定系统，包括：存储器，用于存储第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；处理器，用于对所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角，根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
13.根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
14.根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
15.通过本发明，由于通过获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；对第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；根据第一夹角和第二夹角确定地层的各向异性特征。因此，可以解决地层各向异性的检测准确率较低问题，达到提高地层各向异性的检测准确率的效果。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本发明实施例的地层各向异性的确定方法的流程图；
18.图2是根据本发明可选实施例的偶极子发射示意图一；
19.图3是根据本发明可选实施例的偶极子发射示意图二；
20.图4是根据本发明可选实施例的偶极子发射示意图三；
21.图5是根据本发明可选实施例的流程示意图；
22.图6是根据本发明可选实施例的各向异性示意图；
23.图7是根据本发明可选实施例的各向异性方向θ的重建示意图；
24.图8是根据本发明可选实施例的γ角重建与真值的比较示意图；
25.图9是根据本发明可选实施例的各向异性方向θ的直方图分析示意图；
26.图10是根据本发明可选实施例的正交误差角γ的直方图分析示意图；
27.图11是根据本发明可选实施例的二维alford旋转前后的xx-和yy-分量波形的示例一；
28.图12是根据本发明可选实施例的二维alford旋转前后的xx-和yy-分量波形的示例二；
29.图13是根据本发明可选实施例的二维alford旋转前后xx-分量和yy-分量波形的色散分析结果示意图一；
30.图14是根据本发明可选实施例的二维alford旋转前后xx-分量和yy-分量波形的色散分析结果示意图二；
31.图15是根据本发明可选实施例的偶极子各向异性数据处理的流程图；
32.图16是根据本发明可选实施例的井场系统示意图一；
33.图17是根据本发明可选实施例的井场系统示意图二；
34.图18是根据本发明可选实施例的lwd仪器中接收器阵列示意图；
35.图19是根据本发明可选实施例的接收器阵列检测到的声波波形的示例图；
36.图20是根据本发明可选实施例的发射机使用的示例发射机模式示意图；
37.图21是根据本发明可选实施例的评估地层各向异性特性的系统示意图；
38.图22是根据本发明可选实施例的装置和方法的示例处理系统的框图；
39.图23是根据本发明实施例的地层各向异性的确定装置的结构框图。
具体实施方式
40.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
42.在本实施例中提供了一种地层各向异性的确定方法，图1是根据本发明实施例的地层各向异性的确定方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
43.步骤s102，获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；
44.步骤s104，对所述第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；
45.步骤s106，根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
46.通过上述步骤，由于通过获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；对第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；根据第一夹角和第二夹角确定地层的各向异性特征。因此，可以解决地层各向异性的检测准确率较低问题，达到提高地层各向异性的检测准确率的效果。
47.作为一个可选的实施方式，地下地层的各向异性特性(例如，快剪切方向、快剪切慢度和慢剪切慢度)是通过井下声波仪器(如随钻测井仪)的声波测量来估计的。在本实施例中，该方法包括：(1)在跨偶极子捕获或单偶极子捕获中为多发偶极子数据的钻孔的alford旋转处理；(2)用正交误差角反演法进行alford旋转处理；(3)停泵期间，钻井alford旋转结果的质量控制。该方法利用随钻测井的优点，即在仪器旋转时执行测量菜单，自然可以得到多方位的数据。所公开的方法也可应用于电缆交叉偶极数据，以防由于任何原因，即快速仪器旋转，使得两个偶极发射不正交。
48.(1)随钻多发偶极子数据的alford旋转处理，考虑以下2种情况用于从井下仪器获取声波数据：
49.情况1：交叉偶极子捕获：参考图2所示的偶极子发射示意图一和图3所示的偶极子发射示意图二，d1偶极子(对应于第一偶极子波数据)发射的xx(直线)和xy(交叉线)，d2偶极子(对应于第二偶极子波数据)发射的yy(直线)和yx(交叉线)，d1和d2不一定正交。当d1偶极子发射时，仪器处于x-y位置，当d2偶极子发射时，仪器在x
θ-y
θ
位置旋转θ，这里的角度θ被认为是已知的。旋转可由下列方程式表示：
[0050][0051]
对于xx、xy、yy
θ
和yx
θ
，由于y和y
θ
并没有对齐，因此不可能应用alford旋转。但是，可以使用以下关系应用alford旋转来补偿仪器旋转：
[0052][0053]
然后(y y)(直线)和(y x)(交叉线)，当仪器处于x-y位置时测量，可以表示如下：
[0054][0055]
上述方程当θ很小时，测量情况较好(接近alford几何)。
[0056]
从xx、xy、yx和yy，可以应用alford旋转处理。这里，考虑到d1和d2波形在一定间隔内多次发射的叠加交叉能量计算结果，因此，可以将这些结果合并到交叉能量最小化中，如下式所示。可以选择配置良好的数据组合。
[0057][0058]
其中，是间隔内不同发射集合的总和，也是时间指数的总和。最小角度为：
[0059][0060]
最小(最小烯)和最大(最大烯)交叉能量如下：
[0061][0062]
旋转波形可从标准alford旋转方程中获得，速度分析可用于获得快、慢剪切慢度。
[0063]
通过上述方式可以求得交叉偶极子情况下的第一夹角θ。
[0064]
情况2：单偶极子采集，在这种情况下，xx(直线)和xy(交叉线)为d1偶极子(对应于第一偶极子数据)发射，和xx(直线)和xy(交叉线)为d1偶极子发射，其中2偶极子发射方向因仪器旋转而不同。参考图4所示的偶极子发射示意图三，当执行d1偶极子发射时，仪器处于x-y位置，当执行另一个d1'偶极子(对应于第二偶极子数据)发射时，仪器旋转0
°
，然后在x
θ-y
θ
位置，其中角度θ假定从测量中已知。对于xx、xy、yy
θ
和yx
θ
，不可能应用alford旋转。然而，导出以下方程来补偿仪器旋转。
[0065]
[0066]
当仪器处于x-y位置时，yy和yx导出如下：
[0067][0068]
上式表明，当θ接近90度时，测量条件更好(接近alford几何)。得到4组波形。在这里，多次发射的交叉能量计算结果也可以叠加在一定的深度间隔内，可以选择配置良好的发射对。其余的处理可以与上述情况1相同的方式执行。
[0069]
通过上述方式可以求得单偶极子情况下的第一夹角θ。
[0070]
(2)正交误差角反演随钻alford旋转处理：
[0071]
正交误差角γ(对应第二夹角)通过2参数alford旋转与各向异性方向θ同时反转。其中，测井期间，根据情况1：交叉偶极子捕获，情况2：单偶极子采集，计算出yy、xx，然后计算二维平面中的最小交叉能量(θ，γ)，并找到最小解(θ，γ)，其中最小解的γ即为正交误差角。
[0072]
如图5所示的流程示意图和图6所示的各向异性示意图，在钻孔时，具有正交误差角的工作流alford旋转处理一般包括两个步骤。在图5的步骤1100中，在测井期间，根据情况1：交叉偶极子捕获，情况2：单偶极子采集，计算yy和xx。然后，2d平面中的最小交叉能量(θ，γ)，并找到获得各向异性方向θ的最小解(θ，γ)。
[0073]
为了使用二维alford旋转来评估该工作流，需要对模型数据进行测试。这里d1和d2是2偶极子发射，它们不一定是正交的。各向异性方向为θ，正交误差角为γ。由此通过alford旋转求得各向异性方向第一夹角θ和正交误差角第二夹角γ。
[0074]
水平井条件下的模拟数据由以下参数生成：dtc为压缩速度慢度，dts为剪切速度慢度，dtm为泥浆慢度，rhom为泥浆密度。
[0075]
孔径：6.5英寸；仪器内径/仪器外径：2.3英寸/4.82英寸；发射器到第一接收器/接收器到接收器间距：7英尺/4英寸。
[0076]
dtc/dts-fast/dts-slow/rhob:65μs/ft/108μs/ft/152μs/ft/2.7g/cm3
[0077]
泥浆：dtm/rhom:284μs/ft/2.04g/cm3。
[0078]
建模案例：θ＝[0074]，步进＝2
°
；γ＝[0，-88]，步进＝2
°
。
[0079]
应用双参数alford旋转法对d1和d2相互定向的990种情况进行了研究。之后进行实例对照和统计分析得到地层的各向异性特征，例如：
[0080]
图7示出了990种情况下各向异性方向θ的重建，其中从各向异性轴的角度θ从0到90度，γ从0到-88度绘制。图8显示了990种情况下，γ角重建与真值的比较，其中θ从0到90θ度和γ从0到-90度绘制了正交误差角γ。图9示出各向异性方向θ的直方图分析，其中最大观测误差不超过0.6度。图10示出了正交误差角γ的直方图分析的990种情况，其中最大观测误差不超过0.8度。即使是2度的d1和d2倾角也被精确处理。结果表明，二维alford旋转能准确地重建各向异性方向θ和正交误差角γ。
[0081]
图11和12分别示出二维alford旋转前后的xx-和yy-分量波形的示例。在这个例子中，各向异性方向θ为26.59度，正交误差角γ为-36.82度，二维alford旋转给出θ＝26.79度和γ＝-36.86度。
[0082]
图13和14分别显示了二维alford旋转前后xx-分量和yy-分量波形的色散分析结果。二维alford旋转后的色散与快、慢剪切慢度一致。
[0083]
(3)停泵期间alford旋转加工结果的质量控制：
[0084]
在抽运过程中，利用精确的alford旋转几何可以获得高质量的静态数据。因此，使用在停泵期间获得的高质量静态数据，可以检查alford旋转处理结果，并且可以在管道连接时对alford旋转结果进行质量控制。
[0085]
如图15示出本发明中偶极子各向异性数据处理的流程图。此流程图示出了lwd仪器的处理的实施例。在图15声波测量和仪器角度测量是在井眼中由随钻测井仪在交叉偶极或单偶极激发下进行的。当钻孔(即步骤2004为是)时，在两个偶极激发中，发射数据的正交误差角被反转(即步骤2006为是)，在步骤2008执行双参数alford旋转处理。如果发射数据的正交误差角没有反转(即步骤2006为否)，则在步骤2010执行非正交alford旋转处理。当在停泵期间未钻孔(即步骤2004为否)时，在步骤2012执行标准alford旋转处理。从2002到2012的步骤通过步骤2014在钻孔的预定深度范围内重复每个深度帧。
[0086]
可选地，获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据，包括：通过接收器获取第一发射器发射的第一声波信号，以及第二发射器发射的第二声波信号，其中，所述接收器设置在所述地层中；对所述第一声波信号和所述第二声波信号进行处理得到所述第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据。
[0087]
可选地，所述第一发射器处于第一旋转位置，所述第一发射器处于第二旋转位置，所述第一旋转位置和所述第二旋转位置不同。
[0088]
可选地，所述方法包括以下之一：所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据为单偶极子波数据；所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据为多偶极子波数据。
[0089]
可选地，各向异性特征包括：快速剪切方向、快速剪切慢度和慢速剪切慢度。
[0090]
作为一个可选的实施方式，术语“井下”是指地下环境，特别是在井眼中“井下仪器”广泛用于指在地下环境中使用的任何仪器，但不仅仅限于测井仪器、成像仪器、声波仪器、永久性监测仪器和组合仪器。
[0091]
本文中的信号处理系统可并入工具系统中，例如有线测井仪器、随钻测量和随钻测井仪器、永久监测系统、探空仪等。就本技术而言，当使用术语“钢丝绳、缆绳、连续油管或运输工具”中的任何一个术语时，应理解，在不脱离本发明范围的情况下，任何参考的部署仪器或任何其他适当的等效仪器可与本发明一起使用。
[0092]
结合本技术的各种实施例遵循使用常规声波、超声波和井眼地震的集成方法，从而实现各种测量，例如井孔中水泥的评估。
[0093]
图16是根据本发明可选实施例的井场系统示意图一，其中可以使用本文描述的用于执行声波数据处理的示例方法、装置和实物。井场可位于陆上或海上。在本实施例中，通过旋转钻井在地下地层中形成钻孔11，而其他示例系统可以使用定向钻井。钻柱12悬挂在钻孔11内，并具有底部孔组件100，其下端包括钻头105。地面系统包括位于钻孔11上方的平台和井架组件10，组件10包括转盘16、方钻杆17、吊钩18和旋转水龙头19。在一个例子中，钻柱12可通过吊钩18悬挂在起重装置上，起重装置连接到高于表面的桅杆。一种举升装置，其包括轴被拧到桅杆顶部的压缩块、连接钩18的平均移动块和穿过冠块和垂直移动块的电缆。在这样的例子中，缆绳的一端用轴固定在一个锚定点上，而另一端用轴固定在绞车上，以提升和降低挂钩18和与其相连的钻柱12。钻柱12由一根接一根的钻杆组成。
[0094]
可以通过用绞盘转动提升装置来提升和降低钻柱12。在某些情况下，钻杆上升和
下降操作需要将钻柱12从提升装置上临时松开。在这种情况下，可以通过在转盘16的锥形凹槽中用楔子将钻柱12挡住来支撑钻柱12，转盘16安装在平台21上，钻柱12通过平台21。在所示示例中，钻柱12由转盘16旋转，转盘16通过未显示的方式通电，与钻柱12上端的方钻杆17啮合。钻柱12通过方钻杆17和旋转水龙头19悬挂在挂钩18上，挂钩18与游车相连，旋转转盘19允许旋转钻柱12相对于吊钩18使用顶驱系统。
[0095]
在所示示例中，地面系统还包括存储在井场形成的坑27中的钻井液或泥浆26，泵29。
[0096]
通过连接到旋转接头19的端口的软管20将钻井液26输送到钻柱12的内部，从而使钻井液向下流过钻柱12，如箭头8所示。钻井液通过钻头105中的孔从钻杆柱12排出，然后通过钻柱的外部与钻孔壁之间的环形区域向上循环，如定向箭头9所示。以这种方式，钻井液润滑钻头105，并在将地层岩屑返回到坑27进行再循环时将其携带到表面。
[0097]
井底组件100包括一个或多个靠近钻头105的特制钻铤。每个这样的钻铤都有一个或多个安装在上面或里面的测井设备，从而允许在钻孔11加深时测量与钻孔11相交的地质地层(例如岩石层或其他材料层)的井下钻井条件和/或各种特征特性。具体地，所示示例系统1的井底组件100包括随钻测井(lwd)模块120、随钻测量(mwd)模块130、旋转导向系统和马达150以及钻头105。
[0098]
随钻测井(logging while drilling，简称lwd)模块120安装在钻铤中，并且可以包含一个或多个测井工具。还可以理解为可以使用多个lwd和/或随钻测量(measure while drilling，简称mwd)模块，例如，如在120a处所表示的那样(通篇提及120处的模块也可以表示120a处的模块)，lwd模块120包括测量、处理和存储信息的能力，以及与地面设备的通讯。在另一实施例中，lwd模块120包括声波测量装置，其示例如图17所示lwd仪器120。图17示出了的是lwd仪器120。图17是根据本发明可选实施例的井场系统示意图二。使用海上钻机310，并且在水面附近部署声波发射源或阵列314，也可提供任何其他合适类型的井口或井下震源或发射器。井口处理器控制发射器314的点火。
[0099]
随钻测量模块130也安装在钻铤中，并且可以包含用于测量钻柱12和钻头105特性的一个或多个装置。mwd模块130还包括用于向井下系统产生电力的装置。这可能包括由钻井液流驱动的泥浆涡轮发电机，可以理解为可以使用其他电源和/或电池系统。在所示的示例中，mwd模块130包括以下一种或多种类型的测量设备：带重量的钻头测量设备、扭矩测量设备、振动测量设备、冲击测量设备、粘滑测量设备、方向测量设备和倾角测量设备。
[0100]
井场系统还包括以任何适当方式可通信地耦合到随钻测量模块120/120a和随钻测量模块130的测井和控制单元140，测井和控制单元140实现示例性慢度滤波器处理系统，以根据本文公开的示例性方法、设备和制造物品来处理与在地层中传播信号相对应的波形。
[0101]
井口设备还可以包括声学接收器和用于捕获源附近的参考信号的记录器。井口设备还包括用于从井下设备接收mwd信号的遥测设备。遥测设备和记录器耦合到处理器，以便可以使用井口和井下时钟同步记录。图17中井下随钻模块300包括至少声学接收器331和332，它们耦合到信号处理器，以便可以记录到对接收器与信号源的发射同步的情况下检测到的信号。
[0102]
图18是根据本发明可选实施例的lwd仪器中接收器阵列示意图。所示示例的接收
器阵列400包括13个声学接收器的阵列，然而，接收器阵列400中可以包括更多或更少的接收器。在所示的示例中，接收器阵列400中的每个接收器被配置成检测由一个或多个声源405产生的声波，该声波在放置接收器阵列400的钻孔穿透的地层中传播。
[0103]
由于接收器阵列400的接收器之间的间隔，接收器检测到的声波波形在时间上是交错的。由接收器阵列400检测(或感测)的信号可以是非色散或色散的。对于非色散波形，除了时间延迟之外，每个接收器确定的波形基本上相似。对于色散波形，每个接收器确定的波形可能看起来不同。图19是根据本发明可选实施例的接收器阵列检测到的声波波形的示例图。图19描绘了分别对应于包括接收器阵列400中的接收器的13个示例声波波形500。由于接收机阵列400中的接收机之间的间隔，图19所示的声波波形在时间上彼此偏移。在所示示例中，声波波形包括多个波形分量，例如压缩波505、剪切波510、斯通利波515等。
[0104]
图20是根据本发明可选实施例的发射机使用的示例发射机模式示意图，发射机可以是发射机405。图20所示的三种激励类型是单极激励、偶极激励和多极激励，图中所示是四极激励。在单极激励的情况下，发射机可以被建模为点源605，该点源605激励在所有方向上同相的波。在偶极子激励的情况下，发射机可以被建模为其组件反向振动的两点源610。由此产生的压力场可以看作是在一侧推动(对应于正方向)，而在另一侧向下拉动(对应于负方向)。其结果是在钻孔周围的地层中产生定向弯曲波(以下也称为“钻孔弯曲模式”)的定向激励。井眼弯曲模式是色散的，即其速度随频率而变化，并以剪切波的速度低频穿过地层。在四极激励的情况下，发射机可以建模为四点源615，其中位于同一对角线上的两点同相，而位于另一对角线上的两点也同相。四极激励产生与频率有关的复杂四极波。
[0105]
电缆测井采用将电缆仪器下入井内并传输数据。在有线测井应用中，当仪器从钻孔中拉出时，可以进行测井。数据在井下转换成电子数据，然后转换成可以分析的测井数据，从而提供给客户等。lwd与有线测井不同，在有线电缆末端将传感器放入井内，在随钻测井中，传感器集成到钻柱中，在钻井过程中进行测量。因此，在钻柱从井中取出后，才会使用电缆测井，随钻测井在钻井时测量地质参数。
[0106]
图21是根据本发明可选实施例的评估地层各向异性特性的系统示意图，用于获取通过多次发射中的偶极子捕获测量的偶极子波数据并且根据多发偶极子数据，其中包括数据记录系统702、位于井筒中的声学接收器(振动传感器)704、声学接收器704、数据处理器710(例如计算机设备)和存储器720接收振动。例如，数据记录系统702可以包括上述仪器和油管/电缆中的一个或多个模块。接收器704，例如多个接收器的井下阵列或分布式传感系统dvs可以安装在前述仪器中，并且经由油管/电缆与数据测井系统702耦合。诸如上述一个或多个声源的声源706可以与数据记录系统702耦合，以便能够控制振动的产生。利用接收器704检测到的声波可以经由油管/电缆传送到数据记录系统702，并且数据记录系统702可以产生在接收器704接收到的声波(振动)的数据记录。数据处理器710可经由电缆或网络与数据记录系统702耦合，以便从数据记录系统702接收数据记录。数据处理器710可由一个或多个电路、可编程处理器、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件(pld)和/或现场可编程逻辑器件(fpld)等实现。数据日志可以经由usb存储器、存储卡、磁带或磁盘、光盘等存储介质从数据记录系统702传送到数据处理器710。数据处理器710也可以安装在数据记录系统702内。诸如波形的声波数据被临时或永久地存储在存储器720中，存储器720是有形的计算机可读介质，例如存储器、数字多功能磁盘(dvd)、光盘(cd)等。包括处理声波数据指令的软件
和/或固件也被存储在存储器中。数据处理器710和存储器720可以配置处理系统，如图22所示是根据本发明可选实施例的处理系统示意图。
[0107]
图22是能够实现本文公开的装置和方法的示例处理系统的框图。例如，处理系统2100可以是服务器、个人计算机、个人数字助理(pda)、智能手机、互联网设备等或任何其他类型的计算设备。本实施例的系统2100包括处理器2112，例如通用可编程处理器。处理器2112包括本地存储器2114，并且执行存在于本地存储器2114和/或另一存储设备中的编码指令2116。处理器2112除其他外，可以执行机器可读指令以实现上述所示的处理。处理器2112可以是任何类型的处理单元，例如来自奔腾系列、安腾系列和/或xscale系列的一个或多个英特尔微处理器、来自arm的一个或多个微控制器和/或pic系列微控制器等。当然，来自其他系列的其他处理器也是合适的。处理器2112经由总线2122与包括易失性存储器2118和非易失性存储器2120的主存储器通信。易失性存储器2118可以由静态随机存取存储器(sram)、同步动态随机存取存储器(sdram)、动态随机存取存储器(dram)、rambus动态随机存取存储器(rdram)和/或任何其它类型的随机存取存储器设备来实现。非易失性存储器2120可以由闪存和/或任何其它类型的存储器设备来实现。对主存储器2118、2120的访问由存储器控制器(未示出)控制。处理系统2100还包括接口电路2124。接口电路2124可以由任何类型的接口标准来实现，例如以太网接口、通用串行总线(usb)和/或第三代输入/输出(3gio)接口。一个或多个输入设备2126连接到接口电路2124。输入设备2126允许用户向处理器2112输入数据和命令。输入设备可以通过例如键盘、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等点和/或语音识别系统来实现。一个或多个输出设备2128还连接到接口电路2124。输出装置2128可以例如通过显示装置(例如，液晶显示器、阴极射线管显示器(crt)、打印机和/或扬声器来实现。因此，接口电路2124包括图形驱动卡。接口电路2124还包括通信设备，例如调制解调器或网络接口卡，以便于通过网络(例如，以太网连接、数字用户线(dsl)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部计算机交换数据。处理系统2100还包括用于存储机器可读指令和数据的一个或多个大容量存储设备2130。这种大容量存储设备2130的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器和数字多用途磁盘(dvd)驱动器。在一些示例中，大容量存储设备2130可以存储设置的输入波形708。在一些示例中，易失性存储器2118可以存储设置的输入波形708。用于数据处理的编码指令2132可以存储在大容量存储设备2130、易失性存储器2118、非易失性存储器2120、本地存储器2114和/或可移动存储介质(例如cd或dvd 2132)中。作为在诸如图23的处理系统的系统中实现本文所述的方法和/或设备的替代方案，本文所述的方法和/或设备可以嵌入到诸如处理器和/或asic(专用集成电路)的结构中。
[0108]
尽管上面仅详细描述了几个示例性实施例，但本领域技术人员将容易理解在示例性实施例中可以进行许多修改，而不会实质上背离本公开。因此，所有这些修改应该包括在本公开的范围内，如以下权利要求中所定义的。在权利要求中，手段加功能条款旨在涵盖此处描述的执行结构，不仅包括结构等价物，还包括等效结构。
[0109]
根据本发明的一个实施例，可以对相对较便宜的材料进行改性，以展示所需的强度和耐腐蚀性能，其足以满足或超过当前的使用要求。
[0110]
本技术提供了一种用井下工具测量声波数据的处理方法。该方法包括获取在多次发射中通过偶极子采集测量的偶极子波数据，以及基于多次发射偶极子数据来估计至少一
种地层各向异性特性。利用alford旋转处理至少可以得到地层各向异性中的一个性质。该方法还可包括通过反演两个偶极子发射中的发射数据的正交误差角来进行处理和/或基于在抽气期间的声波测量来使用估计结果进行质量控制。
[0111]
在本技术的一个方面中，通过使用井下工具测量的声波数据来进行处理的方法包括获取在多次发射中通过偶极子采集测量的偶极子波数据，以及基于多次发射的偶极子数据来估计至少一种地层各向异性的特性。在本发明的方法中，可以通过alford旋转处理导出至少一种地层各向异性特性，偶极捕获可以包括交叉偶极捕获和单偶极捕获中的一种，并且地层各向异性特性可以包括快速剪切方向、快速剪切慢度和慢速剪切慢度中的一种。
[0112]
本技术还可包括利用两个偶极子发射中发射数据的正交误差角的反演来进行处理。该方法可以提供质量控制，在泵关闭期间，该质量控制可以根据声波测量来估计结果。在本发明的一些实施例中，可使用随钻测井(lwd)仪器在随钻钻孔中测量多发偶极子数据。而用电缆测井仪在钻孔中测得的电缆交叉偶极子数据可作为多发偶极子数据。
[0113]
在本技术的另一个方面中，通过使用井下工具测量的声波数据来进行处理的系统包括记录声波数据的存储器和处理器，根据多发偶极子数据，该处理器可以用于获取在多次发射中通过偶极采集测量的偶极波数据。在本发明的体系中，可以通过异向旋转处理至少可以得到地层各向异性特性中的一个性质，而且偶极捕获至少要包括交叉偶极捕获和单偶极捕获中一种，地层各向异性特性至少可以包括快速剪切方向、快速剪切慢度和慢剪切慢度中的一种。该处理器还可用于处理两个偶极子发射中发射数据的正交误差角的反演。该处理器还可用于提供质量控制，在泵关闭期间，该质量控制可以根据声波测量来估计结果。在本发明的一些实施例中，可使用随钻测井(lwd)仪器在随钻钻孔中测量多发偶极子数据。而用电缆测井仪在钻孔中测得的电缆交叉偶极子数据可作为多发偶极子数据。
[0114]
在本技术的另一个方面中，实物中的存储器可读指令在执行时会让仪器获取在多次发射中由偶极捕获测量的偶极波数据，并且可以根据多次发射的偶极数据，来至少估计地层各向异性特性中的一种特性。在本发明的实物中，可以通过alford旋转处理导出至少一种地层各向异性特性，偶极捕获至少可以包括交叉偶极捕获和单偶极捕获中的一种，并且地层各向异性特性至少包括快速剪切、快剪切慢度和慢剪切慢度中的一种。
[0115]
当执行机器可读指令时，可进一步使机器以逆正交误差角处理两次发射中的发射数据。机器可读指令可进一步使机器在执行质量控制时提供基于泵关闭期间的声波测量的估计结果。在本发明的一些实施例中，多发偶极子数据可以由随钻测井(lwd)仪器在随钻钻孔中测量。由电缆测井工具在钻孔中测量的电缆交叉偶极子数据可以作为多发偶极子数据。
[0116]
本技术提供一种用于验证在地层钻探期间确定地层各向异性性质的方法，包括：访问由布置在地层中的井下工具在第一偶极子发射和第二偶极子发射期间生成的第一偶极子波数据、在钻井期间生成的第一偶极子波数据、相对于第二偶极子发射非正交的第一偶极子发射；通过使用处理器执行指令，对第一偶极波数据的正交误差角进行反演，从而生成反向正交误差角数据；通过使用处理器执行指令，基于反向正交误差角数据和第一偶极波数据估计地层的各向异性；并通过根据停钻过程中产生的第二偶极波资料的各向异性特征，使用处理器执行指令验证。其中根据alford旋转处理来估计各向异性特性。其中第一偶极发射和第二偶极发射包括交叉偶极捕获或单偶极捕获中的一个。其中所述井下工具在第
一偶极子发射期间处于第一旋转位置，在第二偶极子发射期间处于第二旋转位置。其中所述各向异性特性包括快速剪切方向、快速剪切慢度和慢速剪切慢度中的一个或多个。停止钻井与停泵周期有关。井下仪器包括随钻测井(lwd)仪器。第二偶极波数据包括有线交叉偶极数据。
[0117]
本技术提供一种用于在地层钻探过程中验证地层各向异性测定的系统，该系统包括：存储器，用于记录由设置在其中的井下仪器进行的第一偶极子发射和第二偶极子发射期间产生的第一偶极子波数据；地层，钻井过程中产生的第一偶极子波数据，第一偶极子发射相对于第二偶极子发射非正交；与处理器通信的处理器，该处理器用于访问第一偶极波数据；以及对第一偶极波数据的正交误差角进行反演，从而产生反正交误差角数据；根据倒置的正交误差角数据和第一偶极波数据估计地层的各向异性；和根据在停止钻井过程中产生的第二个偶极子波数据来验证各向异性。其中所述处理器基于alford旋转处理来估计各向异性特性。其中第一偶极发射和第二偶极发射包括交叉偶极捕获或单偶极捕获中的一个。其中所述井下工具在第一偶极子发射期间处于第一旋转位置，在第二偶极子发射期间处于第二旋转位置。其中所述各向异性特性包括快速剪切方向、快速剪切慢度或慢速剪切慢度中的一个或多个。其中所述钻探与停泵周期相关。其中所述井下仪器包括随钻测井(lwd)仪器。其中所述第二偶极波数据包括有线交叉偶极数据。当执行存储机器可读指令的仪器时，至少会让仪器：访问由设置在地层中的井下工具进行的第一偶极子发射和第二偶极子发射期间产生的第一偶极子波数据，在地层钻探期间产生的第一偶极子波数据，第一偶极子发射相对于第二偶极子发射是非正交的；对第一偶极波数据的正交误差角进行反演，生成反相正交误差角数据；根据倒置的正交误差角数据和第一偶极波数据估计地层的各向异性；并基于在停止钻井过程中产生的第二偶极波数据验证各向异性。仪器可读指令在被执行时可根据alford旋转处理来估计所述的各向异性。其中停止钻井与停泵期有关。
[0118]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0119]
在本实施例中还提供了一种地层各向异性的确定装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0120]
图23是根据本发明实施例的地层各向异性的确定装置的结构框图，如图23所示，该装置包括：获取模块2302，用于获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；处理模块2304，用于对所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；确定模块2306，用于根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
[0121]
可选地，所述获取单元包括：获取单元，用于通过接收器获取第一发射器发射的第一声波信号，以及第二发射器发射的第二声波信号，其中，所述接收器设置在所述地层中，
所述第一发射器和所述第二发射器设置在不同位置；处理单元，用于对所述第一声波信号和所述第二声波信号进行处理得到所述第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据。
[0122]
可选地，所述第一发射器处于第一旋转位置，所述第一发射器处于第二旋转位置，所述第一旋转位置和所述第二旋转位置不同。
[0123]
可选地，所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据为单偶极子波数据；所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据为多偶极子波数据。
[0124]
可选地，各向异性特征包括：快速剪切方向、快速剪切慢度和慢速剪切慢度。
[0125]
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
[0126]
在本实施例中还提供了一种地层各向异性的确定系统，该系统包括：存储器，用于存储第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；处理器，用于对所述第一偶极子波数据和第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角，根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
[0127]
本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
[0128]
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
[0129]
s1，获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；
[0130]
s2，对所述第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；
[0131]
s3，根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
[0132]
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-only memory，简称为rom)、随机存取存储器(random access memory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
[0133]
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
[0134]
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
[0135]
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
[0136]
s1，获取第一偶极子波数据和第二偶极子波数据；
[0137]
s2，对所述第一偶极子波数据和所述第二偶极子波数据进行alford旋转处理得到第一夹角和第二夹角；
[0138]
s3，根据所述第一夹角和所述第二夹角确定地层的各向异性特征。
[0139]
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
[0140]
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成
的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0141]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。