CN106353812A - 基于慢度‑时间的双源距全波列测井横波速度提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于慢度‑时间的双源距全波列测井横波速度提取方法，S1、读取测井数据的首波，根据双源距两道探头之间的时间差，获得测井数据的纵波波速Vp，计算获得纵波的慢度；S2、计算不同时间波形的相关程度；S3、根据步骤S1提取的首波，确定相应的纵波能量团发育位置；S4、根据纵波速度，结合横波在时间轴上的发育范围圈定横波能量团；S5、将慢度‑时间相干谱上的纵波、横波能量团单独提取并沿时间轴进行积分，得到分离后的纵波、横波在慢度域的相干系数曲线；S6、将横波峰值提取出来以获得横波慢度，将慢度转换为速度即可获取双源距全波列测井的横波速度信息。本发明优点在于减少人为干预，横波速度处理结果准确和稳定。
Description
技术领域
本发明涉及岩体的横波速度提取方法，尤其是涉及基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法。
背景技术
岩体的横波速度，是获取岩体泊松比、体积模量和剪切模量的重要参数，同时对于岩体的孔隙度以及裂缝等参数也具有重要的表征。钻孔取样获得的岩体样本不同于原状地层，且无法直接获取岩体破碎带的速度信息。在工程地质勘察中，常利用双源距全波列测井来获取原位岩体的纵波和横波速度信息。
工程地质勘察常用的双源距全波列测井技术，如声速或声幅测井,只应用了声波全波列中的首波，对全波列中其他的信息利用较少。全波列测井不仅可以利用纵波速度和幅度信息，还可以利用其他后续波成分提取横波速度。全波列测井技术作为获得横波速度的方法之一，在工程地质勘察测孔中广为应用。
由于纵波速度大于横波速度，横波速度大于斯通利波速度，所以接收到信号的首波为纵波。根据不同组分的波其速度具有一定的差异性，全波列信号可分为纵波、横波、斯通利波等。横波和纵波可以相对分离，但横波并无明显初至且受纵波和后续波的影响，无法直接拾取横波初至从而求取横波速度。另外,双源距全波列测井仅有两个检波器进行接收，其横波速度的提取相对较难，且受人为因素影响较大。目前双源距全波列测井主要的横波速度提取方法如下：
（1）相关对比法
相关对比法是利用两道全波列信号求某一段波列的互相关函数，进而求得该波群速度的一种方法。应用该方法对采集的信号进行互相关分析，可以识别S波的到时。由于纵波一般可包含3-7个子波，子波的相关也容易出现能量团，因此相关对比法直接提取横波速度效果并不显著。
（2）波形识别法
在全波列测井波形中纵波作为首波，当岩层横波速度大于井内流体声速时，可利用波形识别在全波列波形图上识别横波，根据纵、横波时差比变化范围，确定横波的初至。对于不同岩石，横波与纵波到时存在如下关系：
公式（1）
其中σ表示岩体的泊松比；⊿ts表示横波时间差；⊿tp表示纵波时间差。
根据纵波传播一周所需时间，纵、横波传播源距所需时间差值，可以估计出纵波延续5-9个周波后出现横波，根据横波出现的范围拾取横波的初至并计算横波速度。该方法本质上还是提取横波的初至，但受制于信号干扰、纵波及后续波等多重因素的影响，横波的初至不明显，所以该方法受人为因素影响较大。
双源距全波列声波测井数据中横波速度的提取较为困难，目前的双源距全波列测井多为仅提供地层的纵波速度，提取横波速度成功的案例很少。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法，以纵波速度为基础，与横波的发育特征相互结合来圈定横波在慢度-时间相干谱上的发育范围，将横波速度与纵波速度显著分开，减少人为干预，横波速度处理结果更加稳定，包括以下步骤：
S1、由于纵波速度大，全波列的首波即纵波，因此首先读取测井数据的首波，根据双源距两道探头之间的时间差，获得测井数据的纵波波速Vp，并计算获得纵波的慢度Sp =1/Vp；
S2、利用慢度-时间相关，计算不同时间波形的相关程度；
S3、根据步骤S1提取的首波，确定相应的纵波能量团发育位置，并以此来确定横波的发育位置；
S4、对于不同泊松比的岩体，岩体横波速度一般为纵波速度的0.5～0.8倍，由此根据纵波速度，估算出横波的分布范围，结合横波在时间轴上的发育范围圈定横波的能量团；
S5、将慢度-时间相干谱上的纵波、横波能量团单独提取并沿时间轴进行积分，得到分离后的纵波、横波在慢度域的相干系数曲线；
S6、由于纵波、横波的相干曲线均存在一定的峰值，将横波的峰值提取出来以获得横波的慢度，利用慢度和速度的关系，将慢度转换为速度即可获取双源距全波列测井的横波速度信息。
本发明优点在于以纵波速度为基础，与横波的发育特征相互结合圈定横波在慢度-时间相干谱上的发育范围，将横波速度与纵波速度显著分开，减少人为干预，使横波速度处理结果更加客观、准确和稳定。
附图说明
图1是本发明实施例的工作流程图。
图2是本发明实施例所述的纵波、横波相干能量团圈定图。
图3是本发明实施例所述提取的纵波、横波相干曲线。
具体实施方式
本发明所述基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法，以纵波速度为基础，与横波的发育特征相互结合来圈定横波在慢度-时间相干谱上的发育范围，将横波速度与纵波速度显著分开，减少人为干预，横波速度处理结果更加稳定，包括以下步骤：
S1、由于纵波速度大，全波列的首波即纵波，因此首先读取测井数据的首波，根据双源距两道探头之间的时间差，获得测井数据的纵波波速Vp，并计算获得纵波的慢度Sp =1/Vp；
S2、利用慢度-时间相关，计算不同时间波形的相关程度；
S3、根据步骤S1提取的首波，确定相应的纵波能量团发育位置，并以此来确定横波的发育位置；
S4、对于不同泊松比的岩体，岩体横波速度一般为纵波速度的0.5～0.8倍，由此根据纵波速度，估算出横波的分布范围，结合横波在时间轴上的发育范围圈定横波的能量团，如图2所示；
S5、将慢度-时间相干谱上的纵波、横波能量团单独提取并沿时间轴进行积分，得到分离后的纵波、横波在慢度域的相干系数曲线如图3所示；
S6、由于纵波、横波的相干曲线均存在一定的峰值，将横波的峰值提取出来以获得横波的慢度，利用慢度和速度的关系，将慢度转换为速度即可获取双源距全波列测井的横波速度信息。
如图1所示，本发明工作流程步骤如下：
在步骤401中，由于纵波速度较大，所以双源距全波列测井的首波即纵波，根据首波提取纵波的初至，然后执行步骤402；
在步骤402中，根据纵波的初至和双源距之间的距离，计算纵波的波速，然后执行步骤403 ；
在步骤403中，选取测井波形中的典型时间段，按照不同的慢度特征进行相干计算，获得不同时间和不同慢度所对应的相干谱，即可获得测井曲线的慢度-时间相干谱（STC图谱），然后执行步骤404；
在步骤404中，根据纵波和横波的关系，确定大致的横波速度分布范围并确定其大致慢度范围；根据双源距全波列测井波形曲线的第一道波形，即可确定横波大致发育的时间范围，根据横波发育的慢度特征和时间特征，圈定横波速度的能量团分布位置，如图2所示，然后执行步骤405；
在步骤405中，将提取的纵波能量团和横波能量团沿时间轴进行积分，获取纵波和横波的最大相干曲线，如图3所示，根据峰值提取原理，提取信号所对应的横波慢度，然后执行步骤406；
在步骤406中，根据速度和慢度的基本关系，将提取的横波慢度转换为横波速度，即可获得双源距全波列测井的横波速度信息。
Claims (1)
1.一种基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法，其特征在于：以纵波速度为基础，与横波的发育特征相互结合来圈定横波在慢度-时间相干谱上的发育范围，将横波速度与纵波速度显著分开，减少人为干预，横波速度处理结果更加稳定，包括以下步骤：
S1、由于纵波速度大，全波列的首波即纵波，因此首先读取测井数据的首波，根据双源距两道探头之间的时间差，获得测井数据的纵波波速Vp，并计算获得纵波的慢度Sp =1/Vp；
S2、利用慢度-时间相关，计算不同时间波形的相关程度；
S3、根据步骤S1提取的首波，确定相应的纵波能量团发育位置，并以此来确定横波的发育位置；
S4、对于不同泊松比的岩体，岩体横波速度一般为纵波速度的0.5～0.8倍，由此根据纵波速度，估算出横波的分布范围，结合横波在时间轴上的发育范围圈定横波的能量团；
S5、将慢度-时间相干谱上的纵波、横波能量团单独提取并沿时间轴进行积分，得到分离后的纵波、横波在慢度域的相干系数曲线；
S6、由于纵波、横波的相干曲线均存在一定的峰值，将横波的峰值提取出来以获得横波的慢度，利用慢度和速度的关系，将慢度转换为速度即可获取双源距全波列测井的横波速度信息。
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