利用鉆柱上的雙傳感器進行隨鉆地震測量
雙傳感器的基本概念是通過在相同時間和相同位置上的測量，觀察一給定震源產(chǎn)生的波動，至少兩個物理量有相反的反射系數(shù)。Loewenthal和Robinson（2000）明確闡明過這個概念，即雙波場的存在。已經(jīng)對雙波場有不同的地球物理應(yīng)用，例如，在電學應(yīng)用中，可通過電流和電勢傳感器測量它們；在海底反射地震中，利用檢波器測量質(zhì)點速度和利用水中檢波器測量壓力獲得雙波場。眾所周知，在空氣-水界面上這些聲學物理量具有相反的反射系數(shù)，地震雙波場可以通過從初始波中清除不需要的多次反射然后綜合抽取，例如海底電纜（OBC）數(shù)據(jù)中的虛反射。Loewenthal和Robinson（2000）對雙地震信號進行了詳盡分析，提出包括上行波和下行波的分離、隨后使用下行波算子和反褶積上行波數(shù)據(jù)的動態(tài)反褶積進行上行波場愛因斯坦反褶積的應(yīng)用。
Poletto（2002）提出了一種類似方法，把用于隨鉆地震（SWD）相關(guān)的領(lǐng)示信號（pilot signal）中的鉆柱反射波分離出來。鉆柱反射波出現(xiàn)在相關(guān)的SWD信號的特征波形中，并且應(yīng)用標準反褶積需要獲得脈沖鉆頭信號特征波形。但由于領(lǐng)示信號往往受到環(huán)境鉆井噪聲的影響，交混回響的反濾波證實是無效的，并可能引起信號畸變。
Poletto等早在2001年就討論過鉆柱反射，他將鉆柱模擬為傳輸線，可計算拉張和扭轉(zhuǎn)反射，并解釋信號和噪聲的周期性。
軸向振動和扭轉(zhuǎn)振動以寬頻帶形式在鉆柱中傳播。然而，在低SWD地震頻率時，拉張-軸向和扭轉(zhuǎn)-橫向分量的波長（與鉆柱直徑比較）較長，而且可以考慮它們是非頻散的。這些震動以桿式導向波形式傳播，而且可以用安裝在鉆機上和鉆柱內(nèi)的傳感器記錄。傳感器可以安裝在鉆柱頂部的鉆機上（頂部驅(qū)動或旋轉(zhuǎn)），儀器嵌入旋轉(zhuǎn)鉆柱中，或是在地面，或是在井下靠近鉆頭處，或是在底部鉆具組合（BHA）的中間位置。
這種技術(shù)可以獲得雙信號。實際上必須考慮兩類等效信號，因為它們有相同的反射系數(shù)，每類中的全部信號都是等效的。第1類由位移、速度和加速度組成；第2類由應(yīng)變、應(yīng)力和壓力組成。為了獲得鉆柱的雙重測量結(jié)果，僅利用第1類中一個信號和第2類中一個信號。
如利用加速度和應(yīng)變獲得鉆柱內(nèi)的雙重測量結(jié)果，可將鉆柱反射波分離成雙波場，得到上行和下行波場；也可利用下行波算子實行上行波反褶積以改進領(lǐng)示信號。信號和噪聲的有效分離是基于對與接收器位置和鉆柱中激發(fā)源有關(guān)的上行和下行反射波場的分析。
通過計算鉆柱中位移和應(yīng)變波的反射系數(shù)，分析應(yīng)變和加速度信號的傳播矩陣，并研究雙波場各方面可能的應(yīng)用以及實例和實際數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)鉆柱中的雙重測量的應(yīng)用有以下優(yōu)點：
（1）分離鉆頭信號反射波；
（2）除去鉆機噪音反射（虛反射）；
?。?）改進鉆頭反射系數(shù)和底部鉆具組合混響的分析；
?。?）改進雙波場反褶積信號。
Poletto（2002）提出了一種類似方法，把用于隨鉆地震（SWD）相關(guān)的領(lǐng)示信號（pilot signal）中的鉆柱反射波分離出來。鉆柱反射波出現(xiàn)在相關(guān)的SWD信號的特征波形中，并且應(yīng)用標準反褶積需要獲得脈沖鉆頭信號特征波形。但由于領(lǐng)示信號往往受到環(huán)境鉆井噪聲的影響，交混回響的反濾波證實是無效的，并可能引起信號畸變。
Poletto等早在2001年就討論過鉆柱反射，他將鉆柱模擬為傳輸線，可計算拉張和扭轉(zhuǎn)反射，并解釋信號和噪聲的周期性。
軸向振動和扭轉(zhuǎn)振動以寬頻帶形式在鉆柱中傳播。然而，在低SWD地震頻率時，拉張-軸向和扭轉(zhuǎn)-橫向分量的波長（與鉆柱直徑比較）較長，而且可以考慮它們是非頻散的。這些震動以桿式導向波形式傳播，而且可以用安裝在鉆機上和鉆柱內(nèi)的傳感器記錄。傳感器可以安裝在鉆柱頂部的鉆機上（頂部驅(qū)動或旋轉(zhuǎn)），儀器嵌入旋轉(zhuǎn)鉆柱中，或是在地面，或是在井下靠近鉆頭處，或是在底部鉆具組合（BHA）的中間位置。
這種技術(shù)可以獲得雙信號。實際上必須考慮兩類等效信號，因為它們有相同的反射系數(shù)，每類中的全部信號都是等效的。第1類由位移、速度和加速度組成；第2類由應(yīng)變、應(yīng)力和壓力組成。為了獲得鉆柱的雙重測量結(jié)果，僅利用第1類中一個信號和第2類中一個信號。
如利用加速度和應(yīng)變獲得鉆柱內(nèi)的雙重測量結(jié)果，可將鉆柱反射波分離成雙波場，得到上行和下行波場；也可利用下行波算子實行上行波反褶積以改進領(lǐng)示信號。信號和噪聲的有效分離是基于對與接收器位置和鉆柱中激發(fā)源有關(guān)的上行和下行反射波場的分析。
通過計算鉆柱中位移和應(yīng)變波的反射系數(shù)，分析應(yīng)變和加速度信號的傳播矩陣，并研究雙波場各方面可能的應(yīng)用以及實例和實際數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)鉆柱中的雙重測量的應(yīng)用有以下優(yōu)點：
（1）分離鉆頭信號反射波；
（2）除去鉆機噪音反射（虛反射）；
?。?）改進鉆頭反射系數(shù)和底部鉆具組合混響的分析；
?。?）改進雙波場反褶積信號。
文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
服務(wù)咨詢