CN107037484A - 一种提取偶极反射横波的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提取偶极反射横波的方法,涉及应用地球物理测井及勘探技术领域,该方法基于频率以及慢度差异,去除了直达弯曲波、漏能p波、反射斯通利波等噪声波,保留了有用的偶极反射横波。一种提取偶极反射横波的方法,包括:对偶极阵列声波进行低通滤波;对偶极阵列声波进行组合,得到共发射器组合以及共接受器组合,使用频率波数域滤波方法将共发射器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,形成下行反射横波;使用频率波数域滤波方法将共接收器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,形成上行反射横波;对偶极阵列声波进行组合,得到共源距组合,使用频率波数域滤波方法将共源距组合中不同慢度波场进行开窗滤波,形成上行以及下行反射横波。

Description

一种提取偶极反射横波的方法
技术领域
本发明涉及应用地球物理测井及勘探技术领域,尤其涉及一种提取偶极反射横波的方法。
背景技术
本领域技术人员在偶极反射横波测井成像过程中发现,在接收到的偶极反射横波波形中,还存在有直达弯曲波、漏能p波、斯通利波等噪声波形,且上述噪声波形振幅较高。而现有技术未能对上述噪声波作有效的处理,使得反射横波其信噪比较低,最终导致反射成像结果中具有较强的干扰。因此,设计一种可以消除上述噪声波的方法就显得十分必要。
发明内容
本发明提出了一种提取偶极反射横波的方法,该方法基于频率以及慢度差异,去除了直达弯曲波、漏能p波、反射斯通利波等噪声波,保留了有用的偶极反射横波。
为解决上述技术问题,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种提取偶极反射横波的方法,包括:
步骤(1):对偶极阵列声波进行低通滤波,所述低通滤波的截止频率为4.7kHz;
步骤(2):判断地层与井轴是否平行;若地层与井轴平行,则继续执行步骤(3);若地层与井轴不平行,则继续执行步骤(4);
步骤(3):对偶极阵列声波进行组合,得到共发射器组合以及共接受器组合;
使用频率波数域滤波方法将共发射器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为的波场,形成下行反射横波;
使用频率波数域滤波方法将共接收器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为的波场,形成上行反射横波;
步骤(4):对偶极阵列声波进行组合,得到共源距组合;
使用频率波数域滤波方法将共源距组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为-2s~0的波场,形成上行反射横波;保留慢度范围为0~2s的波场,形成下行反射横波;
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
优选的,当地层与井轴平行且偶极反射横波检测仪器位在界面上方时,偶极反射横波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
优选的,当地层与井轴平行且当地层与井轴平行且仪器位于界面下方时,偶极反射横波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
优选的,当地层与井轴不平行且当地层与井轴平行且仪器位于界面上方时,偶极反射横波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
优选的,当地层与井轴不平行且当地层与井轴平行且仪器位于界面下方时,偶极反射横波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
本发明提供了一种提取偶极反射横波的方法,该方法通过频率域滤波以及速度域滤波方式,消除了对成像干扰较大的漏能p波、直达波以及反射波(尤其是指斯通利波),使得反射横波的信噪比大幅提高。
附图说明
图1为本发明提取偶极反射横波方法的流程图;
图2为进行低通滤波处理后形成的波形图;
图3为偶极反射横波发射仪器与界面的示意图(偶极反射横波发射仪器位于界面上方);
图4为偶极反射横波发射仪器与界面的示意图(偶极反射横波发射仪器位于界面下方);
图5为根据共发射器组合形成的下行反射横波的波形图;
图6为偶极反射横波接收仪器与界面的示意图(偶极反射横波接收仪器位于界面上方);
图7为根据共接收器组合形成的上行反射横波的波形图;
图8为偶极反射横波检测仪器与界面的示意图(偶极反射横波检测仪器按照共源距进行组合后,位于界面上方)。
具体实施方式
本发明提出了一种提取偶极反射横波的方法,该方法基于频率以及慢度差异,去除了直达弯曲波、漏能p波、反射斯通利波等噪声波,保留了有用的偶极反射横波。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合下述附图对本发明实施例做详细描述。
本发明提供一种提取偶极反射横波的方法,如图1所示,该方法包括:
步骤(1):对偶极阵列声波进行低通滤波,低通滤波的截止频率为4.7kHz。
在提取偶极反射横波的过程中,首先对偶极阵列声波进行低通滤波,该低通滤波的截止频率为4.7kHz。通过该低通滤波,消除噪声漏能p波影响;尤其对于软底层来说,绝大多说漏能p波可被消除。其中,图2为进行低通滤波处理后形成的波形图。
步骤(2):判断地层与井轴是否平行;
其中,当地层与井轴平行时,对偶极阵列声波进行组合,分别得到共发射器组合和共接收器组合,并进一步根据共发射器组合和共接收器组合形成上行反射横波以及下行反射横波(即继续执行步骤3);若地层与井轴不平行时,则对偶极阵列声波进行组合,得到共源距组合,并根据共源距组合形成上行反射横波以及下行反射横波(即继续执行步骤4)。
步骤(3):对偶极阵列声波进行组合,得到共发射器组合以及共接受器组合;
使用频率波数域滤波方法将共发射器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为的波场,形成下行反射横波;
使用频率波数域滤波方法将共接收器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为的波场,形成上行反射横波。
具体的,以图3或图4为例,对共发射器组合进行开窗滤波处理。首先假设偶极反射横波发射仪器位于界面的上方,将界面与井轴夹角定义为α,发射器与界面距离定义为Z,发射器与第一个接收器距离定义为z,地层速度定义为v,慢度定义为s。如图3所示,其中发射器以三角符号表示,接收器以圆形符号表示。
由基本的三角关系可以很容易得出反射波的传播距离为且两接收器接收的反射波传播路程小于接收器间距dz,即接收到波形的到达时间满足:其中v为在地层中传播的横波速度。
相邻两接收器接收到波形视横波速度为:
其中dz为接收器的间距,当dz→0时,上式(2)为精确视速度,表达式为:
即视横波慢度为:
而当偶极反射横波发射仪器移动至界面以下时,如图4所示,(2)式和(3)式中反射波由上行波变为下行波,公式相应变化如下:
其中dz为接收器的间距,当dz→0时,上式为精确视速度,表达式为:
视横波慢度为:
值得注意的是,其中,上述公式中α其取值范围为0≤α≤90°,也就是说满足:
对于而言,当α=0时,其取值最小,当α=90°时,其取得最大值。
因此,s01′或s02′满足:
另一方面,反射斯通利波-sst其慢度范围满足:-sst<-sf;而Sf为井孔流体声速,其满足:-sf<-s。因此通过公式(9)可以确定,通过开窗滤波手段,对一定慢度范围内的共发射器组合(具体的,即保留慢度为内的共发射器组合信息)进行滤波,可将反射斯通利波噪声消除,从而达到提取下行反射横波信息的目的。其中,形成的下行反射横波的波形图如图5所示。
同样道理,对共接收器组合进行开窗滤波处理,如图6所示,其中当偶极反射横波接收仪器在界面的上方时,将其视横波速度表示为s01″;当偶极反射横波接收仪器在界面的下方时,将其视横波速度表示为s02″。
与上述共发射器组合视横波慢度推导过程相类似,最终计算可得s01″或s02″满足:
同样的,由于斯通利波sst其慢度范围满足:sf<sst;Sf为井孔流体声速,其满足:s<sf。因此,通过开窗滤波手段,对一定慢度范围内的共接收器组合(具体的,即保留慢度为内的共接收器组合信息)进行滤波,可将斯通利波噪声消除,从而达到提取上行反射横波信息的目的。其中,形成的上行反射横波的波形图如图7所示。
至此,在地层与井轴平行的情况下,通过共发射器组合以及共接受器组合,通过开窗滤波处理,分别形成了下行反射横波以及上行反射横波,且消除了斯通利波噪声的影响。
步骤(4):对偶极阵列声波进行组合,得到共源距组合;
使用频率波数域滤波方法将共源距组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为-2s~0的波场,形成上行反射横波;保留慢度范围为0~2s的波场,形成下行反射横波;
具体的,步骤(3)给出的是地层与井轴平行时,形成上行反射横波以及下行反射横波的过程;而步骤(4)则给出的是地层与井轴不平行时形成上行反射横波以及下行反射横波的过程。
如图8所示,将偶极反射横波检测仪器按照共源距进行组合,并将不同深度的相同源距波形组成道集。以共源距组合作为参考,在仪器位于界面上方时,偶极反射横波的视慢度为:
通过计算可以确定的是,在未知地层信息下,s03′满足:0≤s03′≤2s;此时直达波慢度均为0,上行反射斯通利波视慢度为sst′=2sst>2s。因此,通过开窗滤波手段,对一定慢度范围内的共源距组合(具体的,即保留慢度为0~2s内的共源距组合信息)进行滤波,可将斯通利波以及直达波等噪声消除,从而达到提取上行反射横波信息的目的。
与公式(11)相类似的是,当仪器位于界面下方时,偶极反射横波慢度满足公式:
通过计算可以确定的是,在未知地层信息下,s03″满足:-2s≤s03″≤0;此时直达波慢度均为0,下行反射斯通利波视慢度为sst″=-2sst<-2s。因此,通过开窗滤波手段,对一定慢度范围内的共源距组合(具体的,即保留慢度为-2s~0内的共源距组合信息)进行滤波,可将斯通利波以及直达波等噪声消除,从而达到提取下行反射横波信息的目的。
至此,在地层与井轴不平行的情况下,通过共源距组合,通过开窗滤波处理,分别形成了下行反射横波以及上行反射横波,且消除了斯通利波噪声的影响。
本发明提供了一种提取偶极反射横波的方法,该方法通过频率域滤波以及速度域滤波方式,消除了对成像干扰较大的漏能p波、直达波以及反射波(尤其是指斯通利波),使得反射横波的信噪比大幅提高。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种提取偶极反射横波的方法,其特征在于,包括:
步骤(1):对偶极阵列声波进行低通滤波,所述低通滤波的截止频率为4.7kHz;
步骤(2):判断地层与井轴是否平行;若地层与井轴平行,则继续执行步骤(3);若地层与井轴不平行,则继续执行步骤(4);
步骤(3):对偶极阵列声波进行组合,得到共发射器组合以及共接受器组合;
使用频率波数域滤波方法将共发射器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为的波场,形成下行反射横波;
使用频率波数域滤波方法将共接收器组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为的波场,形成上行反射横波;
步骤(4):对偶极阵列声波进行组合,得到共源距组合;
使用频率波数域滤波方法将共源距组合中不同慢度波场进行开窗滤波,保留慢度范围为-2s~0的波场,形成上行反射横波;保留慢度范围为0~2s的波场,形成下行反射横波;
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种提取偶极反射横波的方法,其特征在于,
当地层与井轴平行且偶极反射横波检测仪器位在界面上方时,偶极反射横 波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
3.根据权利要求1所述的一种提取偶极反射横波的方法,其特征在于,
当地层与井轴平行且当地层与井轴平行且仪器位于界面下方时,偶极反射 横波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
4.根据权利要求1所述的一种提取偶极反射横波的方法,其特征在于,
当地层与井轴不平行且当地层与井轴平行且仪器位于界面上方时,偶极反 射横波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
5.根据权利要求1所述的一种提取偶极反射横波的方法,其特征在于,
当地层与井轴不平行且当地层与井轴平行且仪器位于界面下方时,偶极反 射横波慢度满足公式:
其中,s表示慢度,z表示发射器与第一个接收器之间的距离,Z表示发射器与界面之间的距离。
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