CN112114364B - 偶极横波反射波补偿方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种偶极横波反射波补偿方法及装置，方法包括：根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据；根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波；对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波；本申请能够有效、准确和可靠地对目标地层的声波测井资料中的偶极横波反射波在传播扩散过程中的能量衰减进行针对性的能量补偿，进而提高声波测井的效率和准确度。
Description
技术领域
本申请涉及复杂岩性储层油气勘探领域，具体涉及一种偶极横波反射波补偿方法及装置。
背景技术
偶极横波远探测技术是通过处理声波测井中的偶极横波波形数据，从中提取到横波反射波进而对其偏移成像的一门技术。该技术最终给出不同方位的横波反射波偏移成像图，从图中能观察到井旁地层在径向上0-30m范围内的裂缝或洞穴为代表的声阻抗异常反射体，进而为油气勘探和开采方案提供科学依据。
在偶极横波远探测声波测井资料处理方法中，反射波的提取和处理是重要一环。众所周知，距离井孔越远的缝洞反射体对应的反射波在地层中的传播路径越长，反射波能量衰减也就越多。因此，如何提取井外远处的反射波信息变得尤为困难。通过研究分析，造成反射波能量衰减原因主要有两个方面：一方面是波前扩散能量衰减，也被称为几何扩散衰减，这是由横波在地层中传播时能量会向四面八方扩散引起的；另一方面是因为地层介质的非弹性性质，横波在地层中传播时部分机械能会转换为热能从而引起能量衰减，这种衰减也经常被称为地层的固有衰减。
因此，亟需一种偶极横波反射波补偿方法及装置，以解决相关技术中由于反射波能量衰减导致测井准确度降低的技术问题。
发明内容
针对现有技术中的问题的至少一个，本申请提供一种偶极横波反射波补偿方法及装置，能够有效、准确和可靠地对目标地层的声波测井资料中的偶极横波反射波在传播扩散过程中的能量衰减进行针对性的能量补偿，进而提高声波测井的效率和准确度。
为了解决上述问题中的至少一个，本申请提供以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种偶极横波反射波补偿方法，包括：
根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据；
根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波；
对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，在对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿之前，还包括：
根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波直达波；
根据所述偶极横波直达波，得到所述偶极横波的偶极横波时差；
根据所述偶极横波时差对所述偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，在对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿之前，还包括：
将所述偶极横波反射波进行傅立叶变换，得到所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅。
进一步地，在对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿之前，还包括：
根据所述目标地层的地质特性，确定反Q滤波器的振幅谱和相位谱；
根据所述振幅谱和相位谱，得到所述反Q滤波器。
进一步地，所述对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波，包括：
根据所述反Q滤波器对所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行频率补偿和振幅补偿，得到经过频率补偿和振幅补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，所述根据所述偶极横波时差对所述偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波，包括：
根据所述偶极横波反射波、所述偶极横波反射波的传播速度以及所述偶极横波反射波在所述目标地层中的传播时间和在井孔内泥浆中的传播时间的时间差，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，所述根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波，包括：
对所述偶极横波波形数据进行数据增益恢复和数据延迟恢复，并滤除所述偶极横波波形数据中不在预设数值区间内的噪声数据，得到偶极横波直达波；
对所述偶极横波直达波进行数据压制，得到偶极横波反射波。
第二方面，本申请提供一种偶极横波反射波补偿装置，包括：
波形数据确定模块，用于根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据；
反射波确定模块，用于根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波；
高频能量补偿模块，用于对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，还包括：
直达波确定模块，用于根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波直达波；
偶极横波时差确定模块，用于根据所述偶极横波直达波，得到所述偶极横波的偶极横波时差；
波前扩散能量补偿模块，用于根据所述偶极横波时差对所述偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，还包括：
频域转换单元，用于将所述偶极横波反射波进行傅立叶变换，得到所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅。
进一步地，还包括：
滤波器特征确定单元，用于根据所述目标地层的地质特性，确定反Q滤波器的振幅谱和相位谱；
滤波器构建单元，用于根据所述振幅谱和相位谱，得到所述反Q滤波器。
进一步地，所述高频能量补偿模块包括：
频率振幅补偿单元，用于根据所述反Q滤波器对所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行频率补偿和振幅补偿，得到经过频率补偿和振幅补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，所述波前扩散能量补偿模块包括：
波前扩散能量补偿单元，用于根据所述偶极横波反射波、所述偶极横波反射波的传播速度以及所述偶极横波反射波在所述目标地层中的传播时间和在井孔内泥浆中的传播时间的时间差，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
进一步地，所述反射波确定模块包括：
直达波确定单元，用于对所述偶极横波波形数据进行数据增益恢复和数据延迟恢复，并滤除所述偶极横波波形数据中不在预设数值区间内的噪声数据，得到偶极横波直达波；
反射波确定单元，用于对所述偶极横波直达波进行数据压制，得到偶极横波反射波。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的偶极横波反射波补偿方法的步骤。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的偶极横波反射波补偿方法的步骤。
由上述技术方案可知，本申请提供一种偶极横波反射波补偿方法及装置，通过从目标地层的声波测井资料中获取偶极横波波形数据，并从偶极横波波形数据中得到对应的偶极横波反射波，对偶极横波反射波在目标地层中传播时损耗的高频能量进行高频能量补偿，从而增强了偶极横波反射波对目标地层中声阻抗异常反射体的反射效果，提高了声波测井的效率和准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿方法的流程示意图之一；
图2为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿方法的流程示意图之二；
图3为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿方法的流程示意图之三；
图4为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿方法的流程示意图之四；
图5为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿装置的结构示意图之一；
图6为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿装置的结构示意图之二；
图7为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿装置的结构示意图之三；
图8为本申请实施例中的偶极横波反射波补偿装置的结构示意图之四；
图9为本申请实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
考虑到在现有的偶极横波远探测声波测井资料处理方法中，因为地层介质的非弹性性质，偶极横波在地层中传播时部分机械能会转换为热能从而引起能量衰减，进而导致声波测井效率低下、结果不准确的问题，本申请提供一种偶极横波反射波补偿方法及装置，通过从目标地层的声波测井资料中获取偶极横波波形数据，并从偶极横波波形数据中得到对应的偶极横波反射波，对偶极横波反射波在目标地层中传播时损耗的高频能量进行高频能量补偿，从而增强了偶极横波反射波对目标地层中声阻抗异常反射体的反射效果，提高了声波测井的效率和准确度。
为了能够有效、准确和可靠地对目标地层的声波测井资料中的偶极横波反射波在传播扩散过程中的能量衰减进行针对性的能量补偿，进而提高声波测井的效率和准确度，本申请提供一种偶极横波反射波补偿方法的实施例，参见图1，所述偶极横波反射波补偿方法具体包含有如下内容：
步骤S101：根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据。
可以理解的是，所述声波测井资料为采用偶极声波源得到的测井数据(即所述偶极横波波形数据)，偶极声波源很像一个活塞，它能使井壁的一侧压力增加，而另一侧压力减小，故使井壁产生扰动，形成轻微的挠曲，在地层中直接激发出纵波与横波。这种挠曲波的振动方向与井轴垂直，但传播方向与井轴平行，通常这种声波发射器的工作频率，一般低于4kHz。另外这种发射器：有低频发射功能，其工作频率，可低于1kHz，在大井眼和速度很慢的地层中可得出很好的测量结果，同时也增大了探测深度。
步骤S102：根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波。
可以理解的是，所述偶极横波反射波能够有效标识井外远处的裂缝和洞穴等构造，因此需要从所述偶极横波波形数据中得到对应的偶极横波反射波。
可选的，可以对所述偶极横波波形数据进行数据预处理，所述数据预处理可以为对所述偶极横波的波形实施增益恢复和延迟恢复，以获取其井下测量的真实状态，然后对该偶极横波的波形实施带通滤波，滤除不在预设频率数值范围内的波形，即滤除低频和高频噪声，此时，首先到达且幅度较强的波形信号即为所述偶极横波的直达波，通过对所述偶极横波直达波进行处理，能够得到所述偶极横波波形数据的偶极横波反射波。
可选的，可以采用现有的中值滤波方法或频率波数域滤波方法对所述偶极横波直达波进行“去直留斜”处理，即对所述偶极横波直达波进行波形压制，进而得到偶极横波反射波。
在本申请的其他一些实施例中，也可以不通过偶极横波直达波而直接得到偶极横波反射波，或可以通过除“中值滤波方法”和“频率波数域滤波方法”之外的其他方法对所述偶极横波直达波进行推到，得到偶极横波反射波，本申请在此处不做具体限定，能够得到偶极横波反射波即可。
步骤S103：对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波。
可以理解的是，因为地层介质的非弹性性质，横波在地层中传播时部分机械能会转换为热能从而引起能量衰减，这种衰减也被称为地层的固有衰减，其中，所述固有衰减主要为反射波高频能量衰减，因此，本申请通过对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，进而声波测井的效率和准确性。
可选的，由于大地滤波作用导致了偶极横波反射波的振幅和频率的吸收衰减，因此，可以通过反Q滤波技术针对大地滤波作用对偶极横波反射波进行补偿处理，从而校正偶极横波反射波相位的拉伸、补偿偶极横波反射波的振幅和频率的损失。
从上述描述可知，本申请实施例提供的偶极横波反射波补偿方法，能够从目标地层的声波测井资料中获取偶极横波波形数据，并从偶极横波波形数据中得到对应的偶极横波反射波，对偶极横波反射波在目标地层中传播时损耗的高频能量进行高频能量补偿，从而增强了偶极横波反射波对目标地层中声阻抗异常反射体的反射效果，提高了声波测井的效率和准确度。
为了能够进一步的提高声波测井的效率和准确度，在本申请的偶极横波反射波补偿方法的一实施例中，还可以具体包含有对偶极横波在目标地层中传播扩散时产生的波前扩散能量衰减进行补充的步骤，参见图2，该步骤具体包含有如下内容：
步骤S201：根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波直达波。
步骤S202：根据所述偶极横波直达波，得到所述偶极横波的偶极横波时差。
步骤S203：根据所述偶极横波时差对所述偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
可以理解的是，由于偶极横波在目标地层中传播扩散时能量会向四面八方扩散，进而引起波前扩散能量衰减，也叫几何扩散衰减，因此本申请还可以对偶极横波反射波的波前扩散能量进行补偿。
可选的，首先，可以对所述偶极横波波形数据进行数据预处理，所述数据预处理可以为对所述偶极横波的波形实施增益恢复和延迟恢复，以获取其井下测量的真实状态，然后对该偶极横波的波形实施带通滤波，滤除不在预设频率数值范围内的波形，即滤除低频和高频噪声，此时，首先到达且幅度较强的波形信号即为所述偶极横波的直达波。
然后，针对所述偶极横波直达波的波形，可以选择“时间-慢度相关法”从中提取偶极横波时差，具体的，所述“时间-慢度相关法”通过在时间和慢度两个维度上计算阵列波形的相关函数数组，最大函数值所在的慢度即为所述偶极横波时差。
再然后，将测井外的目标地层看作各向同性均匀介质，基于偶极横波在目标地层中传播时所遵循的球面波扩散原理，得到偶极横波反射波的波前扩散补偿公式如下：
P(t)＝(t-tm)vsPo(t)，
式中，Po代表偶极横波反射波原始数据，P代表波前扩散补偿后的反射波数据，t代表时间，vs代表偶极横波速度，tm代表声波在井孔内泥浆中的传播时间，该值与井径和仪器发射-接受探头的放置位置有关，通常可取140ms。
为了能够在对偶极横波反射波进行高频能量补偿时有效的对偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿方法的一实施例中，还可以具体包含有将偶极横波反射波转换到频率域的步骤，该步骤具体包含有如下内容：
将所述偶极横波反射波进行傅立叶变换，得到所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅。
可以理解的是，所述频率域可以为横轴为频率，纵轴为振幅的坐标系，通过傅里叶变换将所述偶极横波反射波转换到所述频率域后，能够得到所述频率域中的实部数据和虚部数据，其中，所述实部数据具体反映了反射波振幅的大小，所述虚部数据主要反映了反射波的相位，即反射波的形态，后续处理步骤中将对所述实部数据和所述虚部数据分别处理，其目的是在保证反射波的相位基本保持不变的条件下到到高频反射波振幅增强的效果。
为了能够准确、有效的对偶极横波反射波进行高频能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿方法的一实施例中，还可以具体包含有根据目标地层的地质特性构建用于实现补偿方法的反Q滤波器的步骤，参见图3，该步骤具体包含有如下内容：
步骤S301：根据所述目标地层的地质特性，确定反Q滤波器的振幅谱和相位谱。
可以理解的是，由于大地滤波作用导致了偶极横波反射波的振幅和频率的吸收衰减，因此，可以通过反Q滤波技术针对大地滤波作用对偶极横波反射波进行补偿处理，从而校正偶极横波反射波相位的拉伸、补偿偶极横波反射波的振幅和频率的损失。
可选的，所述反Q滤波器由振幅谱和相位谱两部分组成，其中振幅谱计算公式如下：
式中，AQ代表反Q滤波器振幅谱，ω代表角频率，τ0代表初始时间，Δτ代表时间步长，Qs代表横波品质因子，在砂岩地层中该值可取为150，在碳酸盐岩地层中取值200，Qs值也可从偶极横波直达波中提取。
可选的，在计算出振幅谱后，可用其进而计算得到相位谱，公式如下：
式中，代表反Q滤波器相位谱，H代表希尔伯特变换。
步骤S302：根据所述振幅谱和相位谱，得到所述反Q滤波器。
可选的，根据上述步骤S301得到的振幅谱和相位谱，所述反Q滤波器的公式如下：
式中，WQ代表反Q滤波器。
为了能够进一步的实现对偶极横波反射波进行高频能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿方法的一实施例中，还可以具体包含有根据反Q滤波器对偶极横波反射波进行高频能量补偿的步骤，该步骤具体包含有如下内容：
根据所述反Q滤波器对所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行频率补偿和振幅补偿，得到经过频率补偿和振幅补偿后的所述偶极横波反射波。
可选的，可以利用递推方法依次求得爆炸反射界面成像条件下(t＝0)的反Q滤波后的偶极横波频域值，公式如下：
P(ω,τ0+nΔτ)＝P(ω,τ0+(n-1)Δτ)exp(iωΔτ)WQ(ω,τ0+(n-1)Δτ)，
根据上述公式中得到的偶极横波频域值，通过积分方式得到反Q滤波后(即对偶极横波反射波振幅进行补偿后)的偶极横波在时间域中的波形，公式如下：
为了能够进一步的实现对偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿方法的一实施例中，还可以具体包含有对偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿的步骤，该步骤具体包含有如下内容：
根据所述偶极横波反射波、所述偶极横波反射波的传播速度以及所述偶极横波反射波在所述目标地层中的传播时间和在井孔内泥浆中的传播时间的时间差，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
可选的，将测井外的目标地层看作各向同性均匀介质，基于偶极横波在目标地层中传播时所遵循的球面波扩散原理，得到偶极横波反射波的波前扩散补偿公式如下：
P(t)＝(t-tm)vsPo(t)，
式中，Po代表偶极横波反射波原始数据，P代表波前扩散补偿后的反射波数据，t代表时间，vs代表偶极横波速度，tm代表声波在井孔内泥浆中的传播时间，该值与井径和仪器发射-接受探头的放置位置有关，通常可取140ms。
为了能够实现对偶极横波反射波的高频能量补偿和波前扩散能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿方法的一实施例中，还可以具体包含有从偶极横波波形数据中得到偶极横波反射波的步骤，参见图4，该步骤具体包含有如下内容：
步骤S401：对所述偶极横波波形数据进行数据增益恢复和数据延迟恢复，并滤除所述偶极横波波形数据中不在预设数值区间内的噪声数据，得到偶极横波直达波。
可选的，可以对所述偶极横波波形数据进行数据预处理，所述数据预处理可以为对所述偶极横波的波形实施增益恢复和延迟恢复，以获取其井下测量的真实状态，然后对该偶极横波的波形实施带通滤波，滤除不在预设频率数值范围内的波形，即滤除低频和高频噪声，此时，首先到达且幅度较强的波形信号即为所述偶极横波的直达波。
步骤S402：对所述偶极横波直达波进行数据压制，得到偶极横波反射波。
可选的，可以采用现有的中值滤波方法或频率波数域滤波方法对所述偶极横波直达波进行“去直留斜”处理，即对所述偶极横波直达波进行波形压制，进而得到偶极横波反射波。
在本申请的其他一些实施例中，也可以不通过偶极横波直达波而直接得到偶极横波反射波，或可以通过除“中值滤波方法”和“频率波数域滤波方法”之外的其他方法对所述偶极横波直达波进行推到，得到偶极横波反射波，本申请在此处不做具体限定，能够得到偶极横波反射波即可。
为了能够有效、准确和可靠地对目标地层的声波测井资料中的偶极横波反射波在传播扩散过程中的能量衰减进行针对性的能量补偿，进而提高声波测井的效率和准确度，本申请提供一种用于实现所述偶极横波反射波补偿方法的全部或部分内容的偶极横波反射波补偿装置的实施例，参见图5，所述偶极横波反射波补偿装置具体包含有如下内容：
波形数据确定模块10，用于根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据。
反射波确定模块20，用于根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波。
高频能量补偿模块30，用于对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波。
从上述描述可知，本申请实施例提供的偶极横波反射波补偿装置，能够从目标地层的声波测井资料中获取偶极横波波形数据，并从偶极横波波形数据中得到对应的偶极横波反射波，对偶极横波反射波在目标地层中传播时损耗的高频能量进行高频能量补偿，从而增强了偶极横波反射波对目标地层中声阻抗异常反射体的反射效果，提高了声波测井的效率和准确度。
为了能够进一步的提高声波测井的效率和准确度，在本申请的偶极横波反射波补偿装置的一实施例中，参见图5，还具体包含有如下内容：
直达波确定模块30，用于根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波直达波。
偶极横波时差确定模块40，用于根据所述偶极横波直达波，得到所述偶极横波的偶极横波时差。
波前扩散能量补偿模块50，用于根据所述偶极横波时差对所述偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
为了能够在对偶极横波反射波进行高频能量补偿时有效的对偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿装置的一实施例中，参见图5，还具体包含有如下内容：
频域转换单元70，用于将所述偶极横波反射波进行傅立叶变换，得到所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅。
为了能够准确、有效的对偶极横波反射波进行高频能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿装置的一实施例中，参见图5，还具体包含有如下内容：
滤波器特征确定单元80，用于根据所述目标地层的地质特性，确定反Q滤波器的振幅谱和相位谱。
滤波器构建单元90，用于根据所述振幅谱和相位谱，得到所述反Q滤波器。
为了能够进一步的实现对偶极横波反射波进行高频能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿装置的一实施例中，参见图6，所述高频能量补偿模块30还具体包含有如下内容：
频率振幅补偿单元31，用于根据所述反Q滤波器对所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行频率补偿和振幅补偿，得到经过频率补偿和振幅补偿后的所述偶极横波反射波。
为了能够进一步的实现对偶极横波反射波进行波前扩散能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿装置的一实施例中，参见图7，所述波前扩散能量补偿模块60还具体包含有如下内容：
波前扩散能量补偿单元61，用于根据所述偶极横波反射波、所述偶极横波反射波的传播速度以及所述偶极横波反射波在所述目标地层中的传播时间和在井孔内泥浆中的传播时间的时间差，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波。
为了能够实现对偶极横波反射波的高频能量补偿和波前扩散能量补偿，在本申请的偶极横波反射波补偿装置的一实施例中，参见图8，所述反射波确定模块20还具体包含有如下内容：
直达波确定单元21，用于对所述偶极横波波形数据进行数据增益恢复和数据延迟恢复，并滤除所述偶极横波波形数据中不在预设数值区间内的噪声数据，得到偶极横波直达波。
反射波确定单元22，用于对所述偶极横波直达波进行数据压制，得到偶极横波反射波。
为了更进一步说明本方案，本申请还提供一种应用上述偶极横波反射波补偿装置实现偶极横波反射波补偿方法的具体应用实例，具体包含有如下内容：
步骤1：搜集研究区块相关常规测井及电成像测井等数据资料。对偶极横波远探测测井资料进行常规预处理，获得偶极横波直达波和偶极横波反射波信号。
步骤2：从偶极横波直达波信号中提取偶极横波时差曲线。
步骤3：对偶极横波反射波信号进行波前扩散能量补偿。
步骤4：对波前扩散能量补偿后的偶极横波反射波信号实施傅立叶变换，将其转换到频率域。
步骤5：设计反Q滤波器，计算其振幅及相位。
步骤6：利用反Q滤波器处理频率域中的偶极横波反射波，补偿其在地层中传播时损耗的高频能量。
所述步骤1中，常规预处理是指对偶极横波波形实施增益恢复和延迟恢复，获取其井下测量的真实状态，然后对波形实施带通滤波，滤除低频和高频噪声。其中首先到达、幅度较强的信号便为偶极横波直达波信号。最后，采用中值滤波或频率波数域滤波方法进行“去直留斜”，即压制直达波信号，获得偶极横波反射波波形。
所述步骤2中，针对偶极横波直达波波形，选择时间-慢度相关法从中提取偶极横波时差。该方法通过在时间和慢度两个维度上计算阵列波形的相关函数数组，最大函数值所在慢度即为偶极横波时差。
所述步骤3中，将井外地层看作各向同性均匀介质，并且认为偶极横波在地层中传播时遵循球面波扩散原理，那么偶极横波反射波波前扩散补偿公式如下：
P(t)＝(t-tm)vsPo(t)，
式中Po代表偶极横波反射波原始数据，P代表波前扩散补偿后的反射波数据，t代表时间，vs代表偶极横波速度，tm代表声波在井孔内泥浆中的传播时间，该值与井径和仪器发射-接受探头的放置位置有关，通常可取140ms。
所述步骤4中，通过傅立叶变换将偶极横波反射波转换到频率域，分别保存其对应的实部数据和虚部数据。
所述步骤5中，反Q滤波器由振幅谱和相位谱两部分组成，其中振幅谱计算公式如下：
式中AQ代表反Q滤波器振幅谱，ω代表角频率，τ0代表初始时间，Δτ代表时间步长，Qs代表横波品质因子，在砂岩地层中该值可取为150，在碳酸盐岩地层中取值200，Qs值也可从偶极横波直达波中提取。在计算出振幅谱后，可用其计算相位谱，公式如下：
式中代表反Q滤波器相位谱，H代表希尔伯特变换。最后反Q滤波器公式如下：
式中WQ代表反Q滤波器。
步骤6：利用反Q波器处理频率域中的偶极横波反射波，补偿其在地层中传播时损耗的高频能量。
所述步骤6中，利用递推方法依次求得爆炸反射界面成像条件下(t＝0)的反Q滤波后的偶极横波频域值，公式如下：
P(ω,τ0+nΔτ)＝P(ω,τ0+(n-1)Δτ)exp(iωΔτ)WQ(ω,τ0+(n-1)Δτ)，
进一步计算反Q滤波后的偶极横波波形，公式如下：
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的偶极横波反射波补偿方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图9，所述电子设备具体包括如下内容：
处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(CommunicationsInterface)603和总线604；
其中，所述处理器601、存储器602、通信接口603通过所述总线604完成相互间的通信；所述通信接口603用于实现偶极横波反射波补偿装置、在线业务系统、客户端设备以及其他参与机构之间的信息传输；
所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的偶极横波反射波补偿方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
步骤S101：根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据。
步骤S102：根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波。
步骤S103：对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波。
从上述描述可知，本申请实施例提供的电子设备，能够从目标地层的声波测井资料中获取偶极横波波形数据，并从偶极横波波形数据中得到对应的偶极横波反射波，对偶极横波反射波在目标地层中传播时损耗的高频能量进行高频能量补偿，从而增强了偶极横波反射波对目标地层中声阻抗异常反射体的反射效果，提高了声波测井的效率和准确度。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的偶极横波反射波补偿方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的偶极横波反射波补偿方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
步骤S101：根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据。
步骤S102：根据所述偶极横波波形数据，得到对应的偶极横波反射波。
步骤S103：对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波。
从上述描述可知，本申请实施例提供的计算机可读存储介质，能够从目标地层的声波测井资料中获取偶极横波波形数据，并从偶极横波波形数据中得到对应的偶极横波反射波，对偶极横波反射波在目标地层中传播时损耗的高频能量进行高频能量补偿，从而增强了偶极横波反射波对目标地层中声阻抗异常反射体的反射效果，提高了声波测井的效率和准确度。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例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。
本说明书实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种偶极横波反射波补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据；
对所述偶极横波波形数据进行数据增益恢复和数据延迟恢复，并滤除所述偶极横波波形数据中不在预设数值区间内的噪声数据，得到偶极横波直达波，对所述偶极横波直达波进行数据压制，得到偶极横波反射波；
根据所述偶极横波直达波，得到所述偶极横波的偶极横波时差；根据所述偶极横波反射波、所述偶极横波反射波的传播速度以及所述偶极横波反射波在所述目标地层中的传播时间和在井孔内泥浆中的传播时间的时间差，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波；根据所述目标地层的地质特性，确定反Q滤波器的振幅谱和相位谱，根据所述振幅谱和相位谱，得到所述反Q滤波器；
其中，所述振幅谱计算公式如下：
，
式中，代表反Q滤波器振幅谱，/>代表角频率，/>代表初始时间，/>代表时间步,代表横波品质因子；
所述相位谱公式如下：
，
式中，代表反Q滤波器相位谱，/>代表希尔伯特变换；
所述反Q滤波器的公式如下：
,
式中，代表反Q滤波器；
对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波，包括：
利用递推方法依次求得爆炸反射界面成像条件下的反Q滤波后的偶极横波频域值，公式如下：
；
根据所述反Q滤波器对所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行频率补偿和振幅补偿，得到经过频率补偿和振幅补偿后的所述偶极横波反射波。
2.根据权利要求1所述的偶极横波反射波补偿方法，其特征在于，在对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿之前，还包括：
将所述偶极横波反射波进行傅立叶变换，得到所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅。
3.一种偶极横波反射波补偿装置，其特征在于，包括：
波形数据确定模块，用于根据目标地层的声波测井资料，得到偶极横波波形数据；
反射波确定模块，用于对所述偶极横波波形数据进行数据增益恢复和数据延迟恢复，并滤除所述偶极横波波形数据中不在预设数值区间内的噪声数据，得到偶极横波直达波，对所述偶极横波直达波进行数据压制，得到偶极横波反射波；
偶极横波时差确定模块，用于根据所述偶极横波直达波，得到所述偶极横波的偶极横波时差；
波前扩散能量补偿模块，用于根据所述偶极横波反射波、所述偶极横波反射波的传播速度以及所述偶极横波反射波在所述目标地层中的传播时间和在井孔内泥浆中的传播时间的时间差，得到经过波前扩散能量补偿后的所述偶极横波反射波；
高频能量补偿模块，用于根据所述目标地层的地质特性，确定反Q滤波器的振幅谱和相位谱，根据所述振幅谱和相位谱，得到所述反Q滤波器；
其中，所述振幅谱计算公式如下：
，
式中，代表反Q滤波器振幅谱，/>代表角频率，/>代表初始时间，/>代表时间步长，/>代表横波品质因子；
所述相位谱公式如下：
，
式中，代表反Q滤波器相位谱，/>代表希尔伯特变换；
所述反Q滤波器的公式如下：
，
式中，代表反Q滤波器；
对所述偶极横波反射波进行高频能量补偿，得到经过高频能量补偿后的所述偶极横波反射波，包括：
利用递推方法依次求得爆炸反射界面成像条件下的反Q滤波后的偶极横波频域值，公式如下：
；
根据所述反Q滤波器对所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅进行频率补偿和振幅补偿，得到经过频率补偿和振幅补偿后的所述偶极横波反射波。
4.根据权利要求3所述的偶极横波反射波补偿装置，其特征在于，还包括：
频域转换单元，用于将所述偶极横波反射波进行傅立叶变换，得到所述偶极横波反射波的反射波频率和反射波振幅。
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至2任一项所述的偶极横波反射波补偿方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至2任一项所述的偶极横波反射波补偿方法的步骤。
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