井旁裂缝随钻声波测井响应的数值模拟研究

裂缝是油气运移的重要渗流通道和储集空间,为研究井旁水平裂缝对声波响应的影响,采用薄平板流体层裂缝模型,利用有限元数值模拟含有水平裂缝地层的声波全波列响应。在10~25 kHz频段内进行裂缝性地层反射声场的数值模拟,优选出冲激声源的最佳激发频段,研究不同源距下全波列中斯通利波的衰减系数及不同裂缝宽度对斯通利波的影响。结果表明,在最优激发频率20 kHz下,当源距为4 m时反射波相对幅值较大,源距为4.5 m时直达斯通利波的衰减最大;裂缝宽度越大,斯通利波的衰减越大、反射斯通利波及反射横波的幅度越大;接收器距离裂缝越近,反射斯通利波与反射横波的幅度越大。

冲激声源深探测钻铤波压制声学性能研究

随钻冲激声源深探测技术可以在钻井过程中同时进行地层纵横波的测量,其大功率、宽频带、高幅度的特性有助于精细探测近井带周围的裂缝分布情况。由于声源必须安装在厚壁钻铤上,会激发沿钻铤传导的钻铤波,这可能会掩盖地层信息,对随钻冲激声源深探测造成不利影响。因此,压制钻铤波成为能够有效进行随钻冲激声源深探测的关键。通过数值模拟方法,研究了随钻冲激声源深探测时刻槽方式和激发频率下隔声体的声学性能变化规律。研究结果表明,刻槽方式能够增大钻铤波的声衰减系数,在压制低频钻铤波时,采用外刻槽结构的隔声性能更优,同时声源中心激发频率也会对钻铤波的压制效果产生影响。

随钻冲激声源深探测接收换能器参数模拟

近年来,随钻冲激声源深探测技术成为石油钻井领域的重要技术之一。接收换能器是随钻冲激声源深探测仪器的重要组成部分,其接收灵敏度不仅影响冲激声源深探测数据的准确性,还影响钻井、测井的可靠性。基于此,文章从接收换能器的结构参数入手,利用有限元分析法,研究了圆形叠片压电换能器结构参数的变化对其接收灵敏度的影响规律。研究表明:增加换能器半径可以增大灵敏度平均值;压电陶瓷片厚度越大灵敏度越高;金属基片厚度变化对灵敏度影响不大。期望本研究的数值模拟计算可为冲激声源深探测接收换能器设计、研制提供技术数据和参考。

基于DeepLabv3+的鸣笛监测系统定位误差检测

用传统方法检测鸣笛监测系统的定位误差容易受声相云图中复杂背景干扰且效率低下,提出了一种基于DeepLabv3+的定位误差检测方法。首先定义了横向定位误差和纵向定位误差,然后采用轻量级的主干网络并增加通道注意力机制,对DeepLabv3+网络结构进行改进,预测出鸣笛声源和伪彩图的中心像素坐标;其次根据现场安装信息建立坐标系转换模型,结合几何推导法获得对应的世界坐标,从而得到定位误差;最后开展了鸣笛监测系统的动静态定位误差室外实验。结果表明:改进DeepLabv3+网络的平均交并比为87.82%,较原始算法提升了3.66%,对鸣笛声源和伪彩图的分割效果更好,检测精度满足鸣笛监测系统的现场定位误差检测要求。

基于深度学习的声信号分类识别方法

提出了一种基于深度学习的声信号分类识别方法,将声场环境中声源目标的识别等效为声场信号—特定声源的端到端学习过程,建立一种以log-mel能量为声信号特征的预提取方法,以深度残差网络作为特征自动提取及分类的声信号分类识别模型。在两个大型数据集上对模型性能进行了验证,实验结果表明,本文提出的深度残差网络模型在DCASE2019数据集和UrbanSound8K数据集上能够实现80.2%和76.4%的识别精度,在声源探测领域具有一定的应用价值。

随钻声波深探测技术中声源的研究进展

随钻声波深探测技术实现了钻井学、测井学、地质学、声学等学科的交叉融合,对提升测井作业效率和测井数据的实时性、可靠性起到了至关重要的作用,影响其深度和精度的关键因素包括声源类型、频率、性能。以单极子声源、偶极子声源、相控阵声源、冲激声源为例,分析其在声波深探测技术的工作机制,进而总结出各声源在声波深探测技术的不同应用场景中的适用性。单极子声源工作频率是10 kHz左右,声源频率高、探测距离浅,只在特定情况下具有一定的方位识别能力;偶极子声源工作频率是2~5 kHz,探测距离远,但方位具有180°不确定性;相控阵声源工作频率一般是14 kHz左右,可以显著增强信号信噪比和分辨率,但在井下探测距离受到一定限制;冲激声源是一种能量大、频带宽、参数可控的声源,可较好地实现定向探测。随着智能甄别技术研究的不断发展,随钻声波深探测技术必将有更多可用于勘探的声源,声源的机制原理、性能提升等研究将逐步成熟。