在深部油气勘探和开发中，井孔外的反射体指示了潜在的油气资源储层，如溶洞或裂缝带等。目前井孔远探测成像所采用的交叉偶极反射SH波受方位反演多解性的影响，存在着180度的方位不确定性，这给资源勘探和开采带来了很大的困扰。而由于井孔尺寸有限，基于这一有限孔径的远场方位分析问题一直是该领域国际上的研究热点和难点。
针对该问题，中科院声学所超声学实验室王秀明研究员带领固体声学与深部钻测团队提出了一种基于井孔多分量交叉偶极声波测量手段的反射体方位识别方法。该方法基于偶极声源在井孔中的远场辐射理论，将偶极源的反射纵波作为约束条件引入偶极横波成像中，提出了偶极纵波弱信号分离技术。他们首先通过偶极SH波方位分析获得具有不确定性的角度，再通过偶极-偶极和偶极-单极模式的纵波反射波分析，引入振幅比参数，可以指示出井孔外反射方位，从而给反射波的真方位成像提供了有效解决方法。相关研究成果现已在线发表于国际学术期刊 Geophysics .
图1 井孔外界面方位示意图（图/中科院声学所）
图1是井下声波远探测的示意图，勘探地球物理工程人员希望根据反射波的特征定位地质构造界面并准确识别其在井外的方位角。
图2 邻井偶极纵波模式叠加结果及方位指示曲线（图/中科院声学所）
研究人员希望根据反射波的特征定位地质构造界面并准确识别其在井外的方位角。这项研究已通过课题组自主研发的多分量偶极横波远探测成像测井仪器得到验证。在验证试验中，测量对象为井外的一口邻井。传统偶极方法显示了邻井的存在并且指示了方位，但是存在180度不确定性；新方法通过一系列弱信号提取手段分离出纵波反射，采用纵波不同的接收模式进行叠加，方位指示曲线明确地指示了邻井所在方位，与实际测量情况吻合。
该研究对指导深部油气资源的有效勘探开发具有重要意义。
本研究得到了国家自然科学基金(42004117和11774373)资助。
关键词：
井孔声学，多分量测量，声波反射波，方位识别
参考文献：
LI Chao, CHEN Hao, HE Xiao and WANG Xiuming. Identifying reflector azimuth from borehole multicomponent cross-dipole acoustic measurement. Geophysics, 2021, 86(6): D201–D214.DOI: 10.1190/geo2020-0460.1.
论文链接：
https://library.seg.org/doi/10.1190/geo2020-0460.1