CN106199721A - 从阵列声波测井资料中提取反射波的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，包括：根据阵列声波测井资料提供的全波列数据，提取出直达波信号和反射波信号，结合纵波速度、横波速度及斯通利波速度及仪器结构参数，对提取的直达波信号再次进行反射波提取，得到平行井轴的反射体产生的反射波，合成后得到完整的反射波。本发明充分利用了直达纵波、横波和斯通利波的速度信息且结合了仪器结构参数，对提取的直达波信号再次进行反射波提取，得到了平行井轴的反射体的反射波信号。

Description

从阵列声波测井资料中提取反射波的方法

技术领域

本发明涉及一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，属于阵列声波测井资料处理与应用技术领域。

背景技术

阵列声波测井反射波提取方法主要有中值滤波法、F‐K滤波法、高分辨率拉东变换法等。从阵列声波全波列数据中进行反射波的提取属于弱信号的检测与提取，其受井眼直达波、噪音及井外反射体的影响大，必须经过特殊的信号处理方法才能将其提取出来。

因此，现有技术还存在如下缺点：①目前所采取的反射波提取方法都是针对波形数据自身属性进行分析处理，没有充分利用纵波、横波、斯通利波速度和仪器结构等参数；②对于井外平行与井轴的反射体产生的反射波信息，现有的处理方法难于将反射波从全波列数据中提取出来。③没有形成一套统一的完整的反射波提取的技术流程。

另外，中国专利公开号CN104533396A公开了一种远探测声波的处理方法，公开日为2015‐04‐22，包括：1)采用最小二乘反褶积处理方法对远探测声波测井偶极分量波形数据进行预处理，减少波形震荡周期；2)利用中值滤波方法从原始波形FW(t)得到直达波D(t)，利用FW(t)减去D(t)得到反射波；3)采用f‐k滤波方法分离反射波得到上、下行反射波：将固定源距下的时域波形数据进行二维傅里叶正变换，将全波数据转换为频率‐波数域，下、上行反射波视速度为有限数值；4)利用绕射扫描偏移叠加成像方法对分离的上、下行反射波处理；5)滤波处理。但该专利采用中值滤波法提取出反射波信息有可能缺少平行井轴反射体的波形，对提取的直达波没有再做进一步的处理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法。本发明充分利用了直达纵波、横波和斯通利波的速度信息且结合了仪器结构参数，对提取的直达波信号再次进行反射波提取，得到了平行井轴的反射体的反射波信号。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，其特征在于：根据阵列声波测井资料提供的全波列数据，提取出直达波信号和反射波信号，结合纵波速度、横波速度及斯通利波速度及仪器结构参数，对提取的直达波信号再次进行反射波提取，得到平行井轴的反射体产生的反射波，合成后得到完整的反射波。

所述方法具体包括如下步骤：

a、以阵列声波原始声波波形数据作为输入，采用中值滤波进行反射波提取，令W_tol为原始波形数据，W_zg为处理得到的直达波波形数据，W_f1为处理得到的反射波波形数据，具体计算方法如下：

$W_{zg}\left(i\right)=median\{W_{tol}^j\left(i\right),j=i-L,...,i,...,i+L\},i=1,2,...,Ndep$

W_f1(i)＝W_tol(i)-W_zg(i)

上式中，Ndep为深度行数，median为中值滤波器，L为滤波器取中值的跨度，W_zg(i)为第i个深度直达波形数据，为第i个深度下的中值滤波器中第j个波的原始波形数据，W_f1(i)为第i个深度反射波形数据；

b、对阵列声波测井数据进行处理，得到斯通利波速度V_st，横波速度V_s及纵波速度V_p；

c、利用步骤a中处理得到的直达波波形数据W_zg，结合步骤b得到的波速及仪器结构参数，分步滤除斯通利波W_st、直达横波W_s、直达纵波W_p，最终得到反映平行井轴的反射体的反射波W_f2；

d、对提取的两个反射波W_f1、W_f2进行合成，得到完整的反射波W_f：

W_f＝W_f1+W_f2。

所述滤除斯通利波具体为：

ΔT_stij＝(d_j-d_i)/V_st

$W_{r1}^i={W_{zg}}^i\left(t\right)-W_{st}^i\left(t\right)$

其中，为第i个深度t时刻的斯通利波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_stij移动后的波形，△T_stij为第i个深度下第j个接收器的斯通利波时差，为第i个深度滤除斯通利波直达波后的波形，median为中值滤波器，N为接阵列声波仪器接收器个数，d为接收器距声源的距离，△T为不同接收器接收到直达波的时差。

所述滤除直达横波具体为：

ΔT_sij＝(d_j-d_i)/V_s

$W_{r2}^i=W_{r1}^i\left(t\right)-W_s^i\left(t\right)$

其中，为第i个深度t时刻的横波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_sij移动后的波形，△T_sij为第i个深度下第j个接收器的横波时差，为第i个深度滤横波直达波后的波形，median为中值滤波器，N为接阵列声波仪器接收器个数，d为接收器距声源的距离，△T为不同接收器接收到直达波的时差。

所述滤除直达纵波具体为：

ΔT_pij＝(d_j-d_i)/V_p

$W_{f2}^i=W_{r2}^i\left(t\right)-W_p^i\left(t\right)$

其中，为第i个深度t时刻的横波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_pij移动后的波形，△T_pij为第i个深度下第j个接收器的纵波时差，为第i个深度滤横波直达波后的波形，median为中值滤波器，N为接阵列声波仪器接收器个数，d为接收器距声源的距离，△T为不同接收器接收到直达波的时差。

采用本发明的优点在于：

一、本发明解决了如何综合利用阵列声波测井的波形、波速信息及仪器结构参数进行反射波提取；还解决了如何将包含与井轴平行的反射体所产生的完整的反射波信号提取出来。

二、应用前景：1、应用于阵列声波测井全波列资料反射波的提取与处理，为后续资料的偏移成像打下基础；2、应用于反射波能量的提取，对反射波能量与油气产量关系的建立打下基础。

三、本发明适用范围：碳酸盐岩地层、砂泥岩地层、页岩地层；通过此方法对四川盆地8口井的阵列声波测井数据进行反射波提取，成功提取出包含有与井轴平行的反射体所产生的完整反射波形。

附图说明

图1为本发明时差中值滤波实例图

图2综合滤波处理实例图

具体实施方式

实施例1

一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，根据阵列声波测井资料提供的全波列数据，用中值滤波技术提取出直达波信号和反射波信号，结合纵波速度、横波速度及斯通利波速度及仪器结构参数，对提取的直达波信号再次进行反射波提取，得到平行井轴的反射体产生的反射波，合成后得到完整的反射波。

实施例2

一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，利用波形数据并结合纵波、横波、斯通利波直达波速度信息及仪器结构参数，分别对纵波、横波、斯通利波直达波进行分步滤除，提取出与井轴平行的反射体所产生的反射波信号的技术。

技术流程：先利用中值滤波进行反射波提取，再利用时差中值滤波对提取的直达波再次进行反射波提取，综合两次提取的反射波，得到完整的反射波。

实施例3

一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，具体包括如下步骤：

第一步：以阵列声波原始声波波形数据作为输入，采用中值滤波进行反射波提取，令W_tol为原始波形数据，W_zg处理得到的直达波波形数据，W_f1为处理得到的反射波波形数据，具体计算方法如下：

$W_{zg}\left(i\right)=median\{W_{tol}^j\left(i\right),j=i-L,...,i,...,i+L\},i=1,2,...,Ndep$

W_f1(i)＝W_tol(i)-W_zg(i)

上式中，Ndep为深度行数，median为中值滤波器，L为滤波器取中值的跨度。W_zg(i)为第i个深度直达波形数据，为第i个深度下的中值滤波器中第j个波的原始波形数据，W_f1(i)为第i个深度反射波形数据。

第二步：用现有的声波测井资料处理软件对阵列声波测井数据进行处理，得到斯通利波速度V_st，横波速度V_s及纵波速度V_p。

第三步：利用第一步中处理得到的直达波波形数据W_zg，结合第二步得到的波速及仪器结构参数，采用时差中值滤波技术分步去除斯通利波W_st、直达横波W_s、直达纵波W_p，最终得到反映平行井轴的反射体的反射波W_f2。具体处理过程如下：

a.滤除直达斯通利波

ΔT_stij＝(d_j-d_i)/V_st

$W_{r1}^i={W_{zg}}^i\left(t\right)-W_{st}^i\left(t\right)$

为第i个深度t时刻的斯通利波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_stij移动后的波形，△T_stij为第i个深度下第j个接收器的斯通利波时差，为第i个深度滤除斯通利波直达波后的波形。

b.滤除直达横波

ΔT_sij＝(d_j-d_i)/V_s

$W_{r2}^i=W_{r1}^i\left(t\right)-W_s^i\left(t\right)$

为第i个深度t时刻的横波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_sij移动后的波形，△T_sij为第i个深度下第j个接收器的横波时差，为第i个深度滤横波直达波后的波形。

c.滤除直达纵波

ΔT_pij＝(d_j-d_i)/V_p

$W_{f2}^i=W_{r2}^i\left(t\right)-W_p^i\left(t\right)$

为第i个深度t时刻的横波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_pij移动后的波形，△T_pij为第i个深度下第j个接收器的纵波时差，为第i个深度滤横波直达波后的波形。

上述处理流程中，median为中值滤波器，N为接阵列声波仪器接收器个数，d为接收器距声源的距离，△T为不同接收器接收到直达波的时差。

第四步：对提取的两个反射波W_f1、W_f2进行合成，得到完整的反射波W_f：

W_f＝W_f1+W_f2。

实施例4

如图1所示，为某实际测井数据利用时差中值滤波技术处理实例。该数据为实际采集的某深度位置的1个发射器发射，8个接收器接收的波形数据。横坐标代表传播时间，纵坐标表示每个接收器所接收到的波形。图中a代表原始声波波形数据，图中b、c、d为采用文中第二步和第三步的时差中值滤波所得到的波形数据。图中b为滤除斯通利波后的波形数据，图中c为滤除滑行横波后的波形数据，图中d表示滤除滑行纵波后最终的反射波形数据。从图中可以看到每一次针对某种直达波使用时差中值滤波器都能达到滤除该种模式波的效果，且不影响其他波形，说明了该种滤波方法的有效性。

如图2所示，为某测井数据采用本发明所提出的综合滤波处理提取反射波得到的实例。左边第二道为实际采集到的共仪器采集的原始声波波形数据，第三道为采用中值滤波处理得到的反射波波形数据，第四道为采用本发明所提出的综合滤波处理得到的反射波波形数据。相比第三道，第四道数据中有更多、更明显的平行井轴的反射波波形信息，指示为与井轴平行的反射体产生的反射波信号，表明了本方法的有效性。

Claims (5)

1.一种从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，其特征在于：根据阵列声波测井资料提供的全波列数据，提取出直达波信号和反射波信号，结合纵波速度、横波速度及斯通利波速度及仪器结构参数，对提取的直达波信号再次进行反射波提取，得到平行井轴的反射体产生的反射波，合成后得到完整的反射波。

2.根据权利要求1所述的从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：

a、以阵列声波原始声波波形数据作为输入，采用中值滤波进行反射波提取，令W_tol为原始波形数据，W_zg处理得到的直达波波形数据，W_f1为处理得到的反射波波形数据，具体计算方法如下：

$W_{zg}\left(i\right)=median\{W_{tol}^j\left(i\right),j=i-L,...,i,...,i+L\},i=1,2,...,Ndep$

W_f1(i)＝W_tol(i)-W_zg(i)

上式中，Ndep为深度行数，median为中值滤波器，L为滤波器取中值的跨度，W_zg(i)为第i个深度直达波形数据，为第i个深度下的中值滤波器中第j个波的原始波形数据，W_f1(i)为第i个深度反射波形数据；

b、对阵列声波测井数据进行处理，得到斯通利波速度V_st，横波速度V_s及纵波速度V_p；

c、利用步骤a中处理得到的直达波波形数据W_zg，结合步骤b得到的波速及仪器结构参数，分步滤除斯通利波W_st、直达横波W_s、直达纵波W_p，最终得到反映平行井轴的反射体的反射波W_f2；

d、对提取的两个反射波W_f1、W_f2进行合成，得到完整的反射波W_f：

W_f＝W_f1+W_f2。

3.根据权利要求2所述的从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，其特征在于：所述滤除斯通利波具体为：

ΔT_stij＝(d_j-d_i)/V_st

$W_{r1}^i={W_{zg}}^i\left(t\right)-W_{st}^i\left(t\right)$

其中，为第i个深度t时刻的斯通利波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_stij移动后的波形，△T_stij为第i个深度下第j个接收器的斯通利波时差，为第i个深度滤除斯通利波直达波后的波形，median为中值滤波器，N为接阵列声波仪器接收器个数，d为接收器距声源的距离，△T为不同接收器接收到直达波的时差。

4.根据权利要求2所述的从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，其特征在于：所述滤除直达横波具体为：

ΔT_sij＝(d_j-d_i)/V_s

$W_{r2}^i=W_{r1}^i\left(t\right)-W_s^i\left(t\right)$

其中，为第i个深度t时刻的横波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_sij移动后的波形，△T_sij为第i个深度下第j个接收器的横波时差，为第i个深度滤横波直达波后的波形，median为中值滤波器，N为接阵列声波仪器接收器个数，d为接收器距声源的距离，△T为不同接收器接收到直达波的时差。

5.根据权利要求2所述的从阵列声波测井资料中提取反射波的方法，其特征在于：所述滤除直达纵波具体为：

ΔT_pij＝(d_j-d_i)/V_p

$W_{f2}^i=W_{r2}^i\left(t\right)-W_p^i\left(t\right)$

其中，为第i个深度t时刻的横波直达波，为第i个深度下第j个接收器按△T_pij移动后的波形，△T_pij为第i个深度下第j个接收器的纵波时差，为第i个深度滤横波直达波后的波形，median为中值滤波器，N为接阵列声波仪器接收器个数，d为接收器距声源的距离，△T为不同接收器接收到直达波的时差。