[发明专利]一种确定偶极声源发射频率的方法及装置

权利要求书

1.一种确定偶极声源发射频率的方法，应用于预设类型地层的邻井成像中，其特征在于，包括：

获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解；

根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流；

根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率。

2.根据权利要求1所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，预先建立的模拟坐标系包括：

以偶极声源位置为坐标原点，声源的偏振方向为x轴正方向，测量井延伸方向为Z轴，声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角为θ角，声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角为角，声源到场点之间的距离为R。

3.根据权利要求2所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述获得在预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数，确定该位移势函数的渐近解，包括：

确定预先建立的模拟坐标系下，目标地层中偶极纵波的位移势函数的关系式；

采用最速下降法计算得到偶极纵波的位移势函数的最速下降解，作为位移势函数的渐近解。

4.根据权利要求1所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述根据位移势函数的渐近解确定偶极纵波的远场辐射指向性函数及偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括:

将该偶极纵波的位移势函数的最速下降解代入偶极纵波的位移势函数的关系式，得到偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式；

根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波的远场辐射指向性函数；

根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流。

5.根据权利要求4所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，

所述偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式为：

其中，u_R表示偶极纵波的远场位移，i为虚数单位，n为方位序数，n＝1代表偶极声源；k_p0＝ωcosθ/α为地层纵波的最速下降解；是由k_p0得到的流体径向波数；k_f＝ω/α_f为流体纵波波数；ω为圆频率，α_f为流体纵波速度；θ为声源到辐射场点的辐射方向与z轴正方向之间的夹角，α是地层的纵波速度；振幅系数B_n表示从内向外传播的声波，与第二类变型贝塞尔函数K_n有关，且会受到井眼半径a的影响；ρ表示地层的密度，为声源辐射方向与z轴所在竖直平面的方位与偶极指向夹角的余角，R为声源到场点之间的距离。

6.根据权利要求5所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述偶极纵波的远场辐射指向性函数为：

其中，R_P表示固体介质中纵波的远场辐射指向性函数。

7.根据权利要求4所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述根据该偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式确定偶极纵波在不同发射频率下的辐射能流，包括：

根据偶极纵波的远场位移函数的渐近表达式结合位移与应变转换关系和虎克定律，得到偶极纵波的速度分量和应力分量；

利用该速度分量和应力分量得到目标地层中偶极纵波的能流密度；

在以声源为中心，半径为R的球面上，对所述能流密度进行积分得到不同发射频率下的辐射能流。

8.根据权利要求7所述的确定偶极声源发射频率的方法，其特征在于，所述根据所述辐射能流和所述远场辐射指向性函数确定偶极声源发射频率，包括：

针对不同的发射频率，分别对不同发射频率下的辐射能流结合所述远场辐射指向性函数分别获取每个辐射能流的峰值点处的偶极纵波的辐射指向性数据；

根据每个辐射指向性数据分别确定每个辐射能流峰值的覆盖角度，选择覆盖角度最大的发射频率作为偶极声源发射频率。