[发明专利]从钻孔产生声能量束的方法和系统及其应用

摘要

紧凑传感器阵列被用作用于周围岩层的声勘探的井下仪器。该阵列可操作以同时产生第一频率的第一声束信号和不同于第一频率的第二频率的第二声束信号。可通过使用来自传输元件或电机械链接的信号的相对相位控制实现阵列的方位角旋转和倾角旋转以定位这两个信号。由于地层的非线性，第一和第二声束信号混合进入岩层，在该岩层中它们组合形成准直的第三信号，该第三信号在岩层中沿与第一和第二信号相同的方向传播并且具有与第一和第二声信号的差相等的频率。该第三信号在反射后在相同的钻孔中或在透射后在另一钻孔中被接收并被分析以确定关于岩层的信息。沿一些方位角和倾角方向产生的第三信号的记录也提供了岩层的3D图像、关于岩层3D分布的信息和流体性质和地层动态声学非线性的指示。

主权项

一种在被钻孔穿透的岩层中产生声能量束的方法，该方法包括：以第一频率产生第一声信号；以不同于第一频率的第二频率产生第二声信号，其中第一声信号和第二声信号由位于钻孔中的传感器阵列产生；将第一和第二声信号传输到钻孔外的岩层的声学非线性部分中；通过三波混合处理组合第一和第二声信号以在岩层中产生准直的第三信号，其中准直的第三信号以与第一和第二声信号的初始方向相同的方向传播通过岩层，并且该准直的第三信号具有与第一和第二声信号的频率差相等的频率和取决于岩层的非线性性质的振幅；在第三信号从岩层中的不均匀处被反射或反向散射后，在一个或多个接收器处接收该第三信号；分析该接收的信号来确定关于岩层的信息。