[发明专利]用于估计地层各向异性常数的模态色散的多频率反转

权利要求书

1.一种用于确定横向各向同性地层的多个各向异性弹性常数C_ij的方法，包括：

将声学工具位于由横向各向同性地层围绕的钻孔内，该声学工具包括声源和声接收器；

在所述声源处生成宽带声波；

在所述声接收器处接收相应于所述宽带声波的声学色散的数据；

计算所述声学色散对每个各向异性弹性常数中的增量变化的取决于频率的灵敏度C_ijΔV_k/V_kΔC_ij；以及

顺序反转所述声学色散和基准声学色散之间的差异以获得所述每个各向异性弹性常数，其中每个反转在选择的带宽上执行，在选择的带宽中，所述声学色散对所述每个各向异性弹性常数中的增量变化的所述取决于频率的灵敏度C_ijΔV_k/V_kΔC_ij是足够的，其中C_ij表示各向异性弹性常数，V_k表示基准模态相速度，ΔC_ij表示各向异性弹性常数中的变化，ΔV_k表示针对所述基准模态相速度V_k的模态相速度中的变化，以及指数i和j能够是整数1-6并且指数k是选择的频率。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述宽带声波是偶极子弯曲波、斯通利波和四极子波的至少一个，并且其中所述声学色散是偶极子弯曲色散、斯通利色散和四极子色散的至少一个。

3.如权利要求1所述的方法，顺序反转所述声学色散和基准声学色散之间的差异以获得所述每个各向异性弹性常数的步骤进一步包括：顺序反转所述声学色散和所述基准声学色散之间的所述差异，以获得与所述声学色散的逐渐递减的取决于频率的灵敏度相关联的各向异性弹性常数，并且其中对于所述每个各向异性弹性常数确定所选择的带宽。

4.如权利要求1所述的方法，其中计算所述声学色散对所述每个各向异性弹性常数中的增量变化的所述取决于频率的灵敏度的步骤包括：使用体积积分作为轴向波数或频率的函数。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

使用通过反转获得的所述各向异性弹性常数，在对所述每个各向异性弹性常数反转后，来计算预测的声学色散；

确定所述声学色散和所述预测的声学色散之间的差异；

如果在给定的频率处的所述声学色散和所述预测的声学色散之间的所述差异大于预定的数量，则顺序反转所述声学色散和所述基准声学色散之间的所述差异以获得与所述声学色散的逐渐递减的取决于频率的灵敏度相关联的各向异性弹性常数；以及

如果在所述给定的频率处的所述声学色散和所述预测的声学色散之间的所述差异小于所述预定的数量，则终止所述声学色散和所述基准声学色散之间的所述差异的所述顺序反转。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述基准声学色散是等效-各向同性和径向均匀的地层的声学色散，并且所述方法进一步包括：

从相应于所述声学色散的低频数据估计一个或多个各向异性弹性常数；以及

基于所述估计的各向异性弹性常数生成所述基准声学色散。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述声学色散包括斯通利色散，并且其中从相应于所述声学色散的低频数据估计一个或多个各向异性弹性常数的步骤进一步包括：反转1和3kHz之间的所述斯通利色散，以获得各向异性弹性常数C₆₆。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述声学色散包括偶极子弯曲色散、斯通利色散和四极子色散的至少一个，并且其中从相应于所述声学色散的低频数据估计一个或多个各向异性弹性常数的步骤进一步包括：从所述偶极子弯曲色散、所述斯通利色散和所述四极子色散的至少一个获得各向异性弹性常数C₄₄和C₅₅的至少一个。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用通过反转获得的所述各向异性弹性常数，来估计所述钻孔的最小应力幅度。