CN111880223B - 井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,包括:数据加载与转换,由交叉偶极采集发射接收系统获得32道波形数据,并利用坐标转化把仪器坐标转化为大地坐标系。数据预处理,对波形数据进行压振、波幅补偿及波场分离。动校正与叠加,从波场分离后的波形数据中提取共中心点组合。偏移成像,采用有限差分法波动方程对动校正与叠加处理后的波形数据进行偏移成像处理。反射强度属性提取,对偏移成像结果进行反射强度属性提取。均方根振幅提取,对反射强度属性提取结果进行均方根振幅提取。构造平滑处理,对均方根振幅提取结果进行构造平滑处理。借此,本发明的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,提高了缝洞刻画的精度。
Description
技术领域
本发明是关于缝洞探测技术领域,特别是关于一种井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法。
背景技术
目前,缝洞碳酸盐岩储层测井解释的刻画主要有三种。第一个方案是井壁电阻率或超声波成像,该方法利用缝洞中泥浆电阻率或者波阻抗的差异实现,该方法分辨率高,能够清晰地刻画井壁的缝洞,但是该技术探测深度较浅,一般为几厘米。第二个方案是近年来发展起来的基于阵列声波尤其是交叉偶极横波远探测的数据处理方法,能够得到井旁30米-50米范围内成像,填补了测井与地震探测尺度上的空白。现在的声波远成像数据处理完后,在成像图上会出现线状或者斑块特征,一般线状特征指示裂缝,斑块特征指示溶洞,因此根据成像特征确定缝洞的方位和规模。
现有的远探测声波成像仅是根据成像特征确定缝洞的方位和规模,当成像效果不好时,成像模糊,无法清晰地反映缝洞的方位和规模,更无法分辨裂缝或者溶洞的连续性,因此,需要进一步探索的效果更好的分析和刻画方法。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,其能够提高缝洞刻画的精度。
为实现上述目的,本发明提供了一种井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,包括:数据加载与转换,由交叉偶极采集发射接收系统获得32道波形数据,并利用坐标转化把仪器坐标转化为大地坐标系。数据预处理,对波形数据进行压振、波幅补偿及波场分离。动校正与叠加,从波场分离后的波形数据中提取共中心点组合。偏移成像,采用有限差分法波动方程对动校正与叠加处理后的波形数据进行偏移成像处理。反射强度属性提取,对偏移成像结果进行反射强度属性提取。均方根振幅提取,对反射强度属性提取结果进行均方根振幅提取。构造平滑处理,对均方根振幅提取结果进行构造平滑处理,从而得到缝洞图像的清晰表征。
在本发明的一实施方式中,压振为采用最小二乘反褶积对波形数据进行压振处理。
在本发明的一实施方式中,波幅补偿为采用反Q滤波对波形数据的波列进行波幅补偿。
在本发明的一实施方式中,波场分离为采用FK滤波对波形数据的波场时间-深度域到频率-波数域变换,对波场的波频谱进行分析从而进行直达波与反射波、上行波与下行波的分离。
在本发明的一实施方式中,从波场分离后的波形数据中提取共中心点组合包括:通过井壁成像测井资料分析处理井段端裂缝等构造产状,选取合适的倾角范围及步长,结合阵列声波测井处理得到的偶极横波时差,计算动校正速度,进行动校正处理;动校正处理后的各道波形数据计算标准道和加权系数,从而完成共中心点组合叠加。
在本发明的一实施方式中,采用有限差分法波动方程对动校正与叠加处理后的波形数据进行偏移成像处理包括:动校正与叠加处理后,各道波形数据被校正为自激自收状态下的波形,将反射点归位到实际反射位置处,将反射同相轴校正呈实际反射界面的位置和形态,从而实现对反射界面的准确成像。
与现有技术相比,根据本发明的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,不仅实现了远探测成像的数据处理,而且还开展了属性分析,优选出了对缝洞敏感的属性分析方法,提高了缝洞刻画的精度,为井旁不同尺度、不同探测深度的井旁立体探测奠定了基础。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法的流程示意图;
图2是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法的反射强度属性提取结果的示意图;
图3是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法的反射强度+均方根振幅属性提取结果的示意图;
图4是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法反射强度+均方根振幅+构造平滑属性提取结果的示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法的流程示意图。如图1所示,根据本发明优选实施方式的一种井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,包括:S1数据加载与转换,由交叉偶极采集发射接收系统获得32道波形数据,并利用坐标转化把仪器坐标转化为大地坐标系。S2数据预处理,对波形数据进行压振、波幅补偿及波场分离。S3动校正与叠加,从波场分离后的波形数据中提取共中心点组合。S4偏移成像,采用有限差分法波动方程对动校正与叠加处理后的波形数据进行偏移成像处理。S5反射强度属性提取,对偏移成像结果进行反射强度属性提取。S6均方根振幅提取,对反射强度属性提取结果进行均方根振幅提取。S7构造平滑处理,对均方根振幅提取结果进行构造平滑处理。S8得到缝洞图像的清晰表征。也即本发明的分析方法包括数据三个部分六个方面,其中三个部分是图1中框图外表示的内容,即数据加载与转换、远探测成像及属性分析,而六个方面即上述的具体步骤。
在本发明的一实施方式中,压振为采用最小二乘反褶积对波形数据进行压振处理。
在本发明的一实施方式中,波幅补偿为采用反Q滤波对波形数据的波列进行波幅补偿。
在本发明的一实施方式中,波场分离为采用FK滤波对波形数据的波场时间-深度域到频率-波数域变换,对波场的波频谱进行分析从而进行直达波与反射波、上行波与下行波的分离。
在本发明的一实施方式中,从波场分离后的波形数据中提取共中心点组合包括:通过井壁成像测井资料分析处理井段端裂缝等构造产状,选取合适的倾角范围及步长,结合阵列声波测井处理得到的偶极横波时差,计算动校正速度,进行动校正处理;动校正处理后的各道波形数据计算标准道和加权系数,从而完成共中心点组合叠加。
在本发明的一实施方式中,采用有限差分法波动方程对动校正与叠加处理后的波形数据进行偏移成像处理包括:动校正与叠加处理后,各道波形数据被校正为自激自收状态下的波形,将反射点归位到实际反射位置处,将反射同相轴校正呈实际反射界面的位置和形态,从而实现对反射界面的准确成像。
在实际应用中,本发明的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,考虑到交叉偶极横波测井纵向分辨率高,针对其测量数据进行远探测处理,提取反映缝洞构造的反射波,对反射波进行压振、动校正、叠加和偏移成像,模仿地震数据处理中的成像数据属性分析方法,提取对缝洞敏感的属性,横向上探的远、纵向分辨率高的目标进行缝洞特征的清晰刻画,本发明的重点就是在于属性分析,且本发明具体包括如下步骤:
声波远探测数据处理与成像
1、数据加载与转换:由交叉偶极采集发射接收系统获得32道波形数据,其按照发射接收器方向分为xx、xy、yy、yx的四分量数据,利用坐标转化把仪器坐标转化为大地坐标系,为进一步的位置确定奠定基础。
2、数据预处理:数据预处理包括三个步骤:压振、波幅补偿、波场分离(滤波)等。采用最小二乘反褶积对原始波形进行压振处理。使用的是反Q滤波对波列进行波幅的补偿。利用FK滤波对波场进行时间-深度域到频率-波数域变换,对波场的波频谱(速度)进行分析从而进行直达波与反射波,上行波与下行波的分离。
3、叠加与动校正:从波场分离后的波形数据中提取共中心点组合。通过井壁成像测井资料分析处理井段裂缝等构造产状,选取合适的倾角范围及步长,结合阵列声波测井处理得到的偶极横波时差,计算动校正速度,进行动校正处理。动校正处理后的各道波形计算标准道和加权系数,完成共中心点组合叠加。
4、偏移成像:叠加处理后,各道波形数据被校正为自激自收状态下的波形,需要将反射点归位到实际反射位置处,将反射同相轴校正呈实际反射界面的位置和形态,实现对反射界面的准确成像,这就是偏移。选用有限差分法波动方程偏移实现偏移成像处理。
成像数据属性分析方法
对反射波偏移成像结果进行属性分析可以对裂缝或溶洞的反射信息进行突出和放大,从原理上说,反射强度、均方根振幅、构造平滑等方法能有效地对缝洞体信息进行表征。考虑到上述方法的原理,提出采用先进行反射强度属性提取,再进行均方根振幅提取,后进行构造平滑处理的方案。
反射强度属性提取的瞬时振幅可以反映反射边界,突出振幅异常。在计算均方根振幅时,由于振幅值在平均前平方了,因此,它对大的振幅值非常敏感,能使反射强度属性突出的振幅信息更为突出。最后对偏移成像数据进行构造平滑处理,能够有效降低成像数据中的干扰信息、提高信噪比、突出构造信息,进而提高属性分析的准确性。通过三个属性的顺序处理方法,可以实现对地下缝洞信息特征的清晰刻画。
三种属性分析方法的原理和处理方法如下:
1、反射强度(Reflection intensity)
反射强度也称瞬时振幅,通过对地震信号x(t)进行希尔伯特变换,可得到复地震道Z(t):
再对复地震道的实部与虚部求平方和再开平方即为瞬时振幅:
瞬时振幅为体现反射信号能量大小及衰减强弱的属性,可以有效突出振幅异常,在地震勘探中多用于岩性突变的识别,如盐丘、侵入岩体等。在阵列声波测井中,研究对象为地层中发育的构造,这些构造多为流体充填或是泥质充填,其充填物性质与围岩性质差异,经过远探测成像处理后,该位置处波形振幅明显异于其他部分。因此,可以对远探测提取该属性以突出反射界面。
2、均方根振幅(RMS Amplitude)
均方根振幅是通过对波形振幅求平方,再将振幅平方的平均值开平方,计算公式为:
式中,ARMS为所求的均方根振幅;a为波形的振幅值;N为计算窗长。
根据原理可知,它对地震波振幅绝对值大的振幅反应敏感,该属性可以有效的突出振幅异常,而远探测成像结果是对波形中的反射波成分进行提取增强并校正,从而可以实现对反射界面的成像。
3、构造平滑(Structural smoothing)
构造平滑是对地震数据信号的平滑处理,从而能够增强地震同相轴的连续性。其主要的组成部分倾角和方位角的计算可以用来确定局部构造,然后会沿着构造的方向来进行高斯平滑。高斯平滑滤波可表示为:
式中:τ为高斯窗函数在时间轴上的中心点;hG(t)为经高斯平滑滤波的时间域地震信号;h(t)为时间域地震信号;g(t-τ)为高斯窗函数。高斯函数的标准差σ用于控制估计构造平滑的横向地震道数和纵向采样点数。
构造平滑属于保构造平滑方法,在压制噪音的同时,处理后的地震剖面的反射轴的表面变得更平滑、更清晰、连续性更好,能有效的突出构造信息。
通过对声波远探测成像结果依次提取以上三种属性并解释分析,根据属性的原理分析其在阵列声波测井中的适用性,并且总结属性分析的具体效果,进而解决有针对性的问题。
S106井是中国准噶尔盆地塔河油田的一口探井。目标层为奥陶系鹰山组、一间房组,储层主要为缝洞碳酸盐岩。测井数据主要包括常规测井、微电阻率扫描成像测井和阵列声波测井。分别按照井壁电成像的数据处理方法与井旁远探测的流程进行了数据处理。按照上述方法对偏移成像依次进行了反射强度、均方根振幅、构造平滑等属性分析。
图2是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法的反射强度属性提取结果的示意图。如图2所示,可以看出,相较于原始数据,反射强度属性中保留了反射体倾角、方位、长度、离井距离、数量等信息。反射的识别能力相对提高,但是由于求取的是平均振幅,反射体的大小识别效果被削弱。该属性适用于井旁构造发育情况复杂的储层,对于这类储层,反射强度属性可以有效识别井旁构造发育的具体情况,分析各构造的产状特征。
图3是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法的反射强度+均方根振幅属性提取结果的示意图。如图3所示,相对于反射强度提取的结果,均方根振幅属性对反射强度属性突出的反射体有了更好的增强效果,不突出的反射体突出效果次之,分析原因为均方根振幅利用对振幅求均方根的方式提取属性,使振幅大的反射体得到有效的突出,相反,振幅异常持续时间短,异常小的波段突出效果弱。解释分析得均方根振幅属性在声波远探测成像中的作用主要为突出井旁强反射界面,实现对井旁构造发育程度的区分。
图4是根据本发明一实施方式的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法反射强度+均方根振幅+构造平滑属性提取结果的示意图。如图4所示,相对于均方根振幅提取后的结果,随机干扰等噪声得到削弱,反射体的连续性得到增强、边界得到细化,构造的方向、大小、位置等信息更为突出和精确。从电成像图像上可以看到,在5950m-5970m井段,裂缝十分发育,对应的属性提取结果上有明显的反射特征,而且由于裂缝交错发育,反射体特征表现为杂乱反射。在5950m-5970m井段,有裂缝发育,属性提取的结果呈线性反射特征。结果证明,对偏移成像数据依次提取反射强度、均方根振幅、构造平滑等属性,能够实现对地下缝洞信息特征的清晰刻画。
总之,本发明的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,不仅实现了远探测成像的数据处理,而且还开展了属性分析,优选出了对缝洞敏感的属性分析方法,提高了缝洞刻画的精度,为井旁不同尺度、不同探测深度的井旁立体探测奠定了基础。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (6)
1.一种井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,其特征在于,包括:
数据加载与转换,由交叉偶极采集发射接收系统获得32道波形数据,并利用坐标转化把仪器坐标转化为大地坐标系;
数据预处理,对所述波形数据进行压振、波幅补偿及波场分离;
动校正与叠加,从波场分离后的所述波形数据中提取共中心点组合;
偏移成像,采用有限差分法波动方程对动校正与叠加处理后的所述波形数据进行偏移成像处理;
反射强度属性提取,对偏移成像结果进行反射强度属性提取;
均方根振幅提取,对反射强度属性提取结果进行均方根振幅提取;以及
构造平滑处理,对均方根振幅提取结果进行构造平滑处理,从而得到缝洞图像的清晰表征。
2.如权利要求1所述的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,其特征在于,所述压振为采用最小二乘反褶积对所述波形数据进行压振处理。
3.如权利要求1所述的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,其特征在于,所述波幅补偿为采用反Q滤波对所述波形数据的波列进行波幅补偿。
4.如权利要求1所述的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,其特征在于,所述波场分离为采用FK滤波对所述波形数据的波场时间-深度域到频率-波数域变换,对波场的波频谱进行分析从而进行直达波与反射波、上行波与下行波的分离。
5.如权利要求1所述的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,其特征在于,从波场分离后的所述波形数据中提取共中心点组合包括:
通过井壁成像测井资料分析处理井段端裂缝构造产状,选取合适的倾角范围及步长,结合阵列声波测井处理得到的偶极横波时差,计算动校正速度,进行动校正处理;
动校正处理后的各道所述波形数据计算标准道和加权系数,从而完成共中心点组合叠加。
6.如权利要求1所述的井旁声波远探测成像缝洞刻画的属性分析方法,其特征在于,采用有限差分法波动方程对动校正与叠加处理后的所述波形数据进行偏移成像处理包括:动校正与叠加处理后,各道所述波形数据被校正为自激自收状态下的波形,将反射点归位到实际反射位置处,将反射同相轴校正呈实际反射界面的位置和形态,从而实现对反射界面的准确成像。
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