CN115234225A - 一种声波远探测数据质量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种声波远探测数据质量检测方法，包括：步骤一、获取井下声波原始采集曲线；步骤二、将井下采集波形与增益曲线进行去增益预处理，得到包含地层真实幅度和相位信息的波列曲线；步骤三、绘制共偏移距组合波列，判断测量不同测量井段上同一接收器波形在相邻深度点上变化趋势和突变情况；步骤四、绘制接收器阵列波形，判断同一测量深度上接收器阵列波形、频谱一致性；步骤五、对于含有偶极四分量的数据，判断主分量及交叉分量的波幅和相位一致性；步骤六、对于含有偶极四分量的数据，通过偶极横波各向异性处理后3条质量控制曲线大小和快波方位曲线稳定性判断数据质量。本发明可以解决目前远探测成像前缺乏数据质量控制手段的问题。
Description
技术领域
本发明属于应用地球物理声学测井领域，具体涉及一种利用增益、波形及各向异性进行声波远探测数据质量检测方法。
背景技术
声波远探测技术对能对井外数十米距离进行探测，扩大了测井的探测尺度，是断控型储层和缝洞型储层的探测利器。声波远探测遇到的主要挑战是反射波信噪比低。与地震勘探相比，来自井外远处的反射波信号具有幅度低、相干性弱、被井筒直达波强烈干扰等特点。同时，井下高温高压的测井环境、仪器偏心、井径变化、仪器电路感生信号还会产生其他干扰噪声，使得反射波信号与随机噪声处于相同的幅度量级。这种复杂干扰来源且有效信号信噪比低的情况下，数据质量的优劣成为远探测成像结果能否有效应用的决定性因素。
国内外研究人员针对数据质量中开展了识别和处理方法研究。例如，刘鹏等人提出了一种识别声波数据中坏道的方法(刘鹏，李宁等.2019.声波测井探测中坏道的识别方法及装置.国家发明专利)。前人也曾用单点深度的声波阵列波形线性度和频谱一致性判别数据质量(盛达等.2021.随钻四极子声波测井仪在油田勘探开发中的应用.测井技术)。但这些质量分析方法主要是针对井中幅度较强直达波，且依然不系统、全面，而针对远探测中弱小信号为目标的数据分析方法未出现。
长期以来，远探测数据处理一直缺少一种系统的、有效的声波数据质量监控方法，而解释人员均在远探测处理成像结果图上直接进行井周构造解释，使得远探测成像缺乏对数据源头进行质量监控和评价，因此容易造成成像结果解释的误判，所以亟需一种客观、系统的远探测数据质量监控方法，为远探测成像结果中反射体有效性进行辅助判别。
发明内容
本发明的目的是提供一种声波远探测数据质量检测方法，以解决目前远探测成像前缺乏数据质量控制手段的问题。
为实现上述发明目的,本发明采用提供一种利用井下原始采集曲线、阵列波形时域和频域特征、四分量偶极数据的各向异性结果来进行声波远探测数据质量评价的方法，其包括如下处理方案步骤：
步骤一、获取井下声波原始采集曲线。包括仪器采集波形和对应的增益曲线。绘制增益曲线，判断相邻深度点及同一深度点不同接收器的增益曲线变化趋势、突变情况和数值异常。
步骤二、将井下采集波形与增益曲线进行去增益等预处理，得到包含地层真实幅度和相位信息的波列曲线操作。
步骤三、绘制共偏移距组合波列(共接收器组合波列)，判断不同测量井段上同一接收器波形在相邻深度点上变化趋势和突变情况。
步骤四、绘制接收器阵列波形(共源组合波列)，将不同接收器时域波形傅里叶变换得到频率域幅度谱，判断同一测量深度上接收器阵列波形、频谱一致性。
步骤五、对于含有偶极四分量的数据，绘制接收器阵列时域波形，判断主分量及交叉分量的波幅和相位一致性。
步骤六、对于含有偶极四分量的数据，通过偶极横波各向异性处理后3条质量控制曲线大小和快波方位曲线稳定性判断数据质量。
其中步骤一具体为：增益曲线中，与相邻深度点相比是否频繁跳跃、数值是否存在异常、是否采集到有效数值；与同一深度点不同接收器的增益相比，是否出现异常跳跃。增益异常值包括：系统缺省值-999.25或-32767，0等。
步骤三具体为：共偏移距组合波列中，与相邻深度点幅度相比，幅度异常变大或者变小，或者为系统缺省值-999.25或-32767，0等。
步骤四具体为：接收器阵列中不同接收器的时域波形的线性度是否一致，即随着源距增加波形到时线性增加；接收器阵列的频谱主频是否一致，即各个接收器的频谱主频是否在声源激发主频频率附近，例如目前广泛使用的仪器，单极声源主频为10kHz的高频段，偶极声源主频为3kHz的低频段。
步骤五具体为：依靠偶极四分量幅度、相位均衡性，以及主分量波幅与交叉分量波幅大小关系进行判断。幅度均衡性指主分量(XX,YY)波幅相当，交叉分量(XY,YX)波幅相当，且主分量波幅大于交叉分量。相位均衡性指主分量(XX,YY)波形的各个波峰/波谷相位差异比较稳定。若幅度、相位均衡性好，则认为数据质量较好。
步骤六具体为：通过四分量偶极各向异性处理后3条质量控制曲线大小和快波方位曲线稳定性进行判断。其中质量控制曲线分别表示：FtoS：快慢波方位提取的好坏；FtoISO：各向异性提取的好坏；XtoISO：交叉分量能量大小，各向异性提取好坏。三个质量控制参数越大，说明快慢波和各向异性提取的越准确，远探测使用的四分量数据质量越好。若地层各向异性高时，快波方位随仪器方位变化，则数据不可靠，反之此时数据质量好。
本发明的优点及积极效果：
可以利用波形增益数据、全井段去增益后共源距波形、单一深度点接收器阵列波形及其频谱等特征判断单极以及偶极数据数据质量；四分量数据各分量之间波幅和相位的一致性、各向异性处理中质量控制参数大小和各向异性方位与仪器方位的关系等因子判断偶极数据质量。
附图说明
图1为本发明所述方案流程图
图2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)为本发明的波形图与对应成像图
图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)为本发明的四分量偶极横波各向异性与远探测成像图
具体实施方式
下面结合附图和具体处理实例对本发明方法作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本方法并能予以实施，但所举实例不作为对本发明的限定。
根据数据中是否含有四分量偶极数据，本发明有如下两种实施方案。
方案一：无四分量波形时
步骤一、获取井下声波原始采集曲线。包括仪器采集波形和对应的增益曲线。增益曲线中，与相邻深度点相比是否频繁跳跃、数值是否存在异常、是否采集到有效数值。增益异常值包括：系统缺省值-999.25或-32767，0等。
步骤二、将井下采集波形与增益曲线进行去增益预处理，得到包含地层真实幅度和相位信息的波列曲线。
步骤三、绘制共偏移距组合波列(共接收器组合波列)，观察共偏移距组合波列中，与相邻深度点幅度相比，幅度异常变大或者变小，或者为系统缺省值-999.25，-32767，0等。
步骤四、绘制接收器阵列波形(共源组合波列)，将不同接收器时域波形傅里叶变换得到频率域幅度谱，依靠某一深度点接收器阵列时域波形的线性度是否一致，接收器阵列频谱主频是否一致，来判断数据质量好坏。
方案二：含有偶极四分量波形时
步骤一、获取井下声波原始采集曲线。包括仪器采集波形和对应的增益曲线。增益曲线中，与相邻深度点相比是否频繁跳跃、数值是否存在异常、是否采集到有效数值。增益异常值包括：系统缺省值-999.25或-32767，0等。
步骤二、将井下采集波形与增益曲线进行去增益预处理，得到包含地层真实幅度和相位信息的波列曲线。
步骤三、绘制共偏移距组合波列(共接收器组合波列)，观察共偏移距组合波列中，与相邻深度点幅度相比，幅度异常变大或者变小，或者为系统缺省值-999.25或-32767，0等。
步骤四、绘制接收器阵列波形(共源组合波列)，将不同接收器时域波形傅里叶变换得到频率域幅度谱，依靠某一深度点接收器阵列时域波形的线性度是否一致，接收器阵列频谱主频是否一致，来判断数据质量好坏。
步骤五、依靠偶极四分量幅度、相位均衡性，以及主分量波幅与交叉分量波幅的关系进行判断。若幅度、相位均衡性好，主分量波幅大于交叉分量，则认为数据质量较好。
步骤六、通过偶极四分量各向异性处理后3条质量控制曲线大小和快波方位曲线稳定性判断数据质量。快波方位曲线稳定性主要通过与仪器方位的关系进行判断，若快波方位随仪器方位变化，则各向异性可靠性低。其中质量控制曲线分别为：FtoS：快波的拟合残差与慢波的拟合残差之间的相对差别,此值较大时表明确定的快横波方位和慢横波方位区分较好，较小时表明反演过程中很难确定哪一个极小才是快横波对应的极小；FtoISO：快波残差与一各项同性模型产生的数据拟合残差之间的相对差别，此值较大时表明利用各向异性模型来模拟测井数据结果远好于各向同性模型模拟结果，较小时仅用各向同性模型就可以很好的模拟测井数据；XtoISO：慢波残差与一各项同性模型产生的数据拟合残差之间的相对差别。三个质量控制参数越大，说明各向异性可靠性越高，所得结果越准确。
以下，结合具体的实例处理成果，进一步说明本发明所述的远探测数据质量检测方法的可行性及其应用效果。
图2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)为波形图与其对应成像图，其中(a)、(d)为井段波形图，(b)、(e)为某一深度点的时域、频域波形，(c)、(f)为此井段对应的远探测成像图。如图2a和图2b所示，此井段波形数据质量较好，时域与频域线性度一致性较好，其远探测成像可以看到清晰的反射体；反之，如图2(d)、图2(e)、图2(f)所示，此井段波形几乎被噪音覆盖，时域与频域线性度及一致性极差，因此其远探测结果效果差，从图2(f)可以看出，此井段远探测结果全部为噪音。
图3为同一口井相同井段的四分量偶极横波各向异性与远探测成像图。图3中(a)、(b)、(c)分别为各向异性图、四分量波形图以及远探测成像图。通过分析发现如下问题，GR与SP曲线均无明显变化，说明此井段岩性变化不明显，但所得各向异性极大；四分量波形主分量相位相反，交叉分量波幅大于主分量；FtoS参数小，说明快慢波分离较差，并且各向异性方位随仪器方位变化。因此得出结论，此阵列声波数据存在异常，各向异性不可靠，经过检查发现，此问题为仪器XY极板线路连接错误导致。进行数据更正后，得到正常情况下各向异性、四分量波形以及对应远探测成像图，如图3(d)、图3(e)、图3(f)所示，远探测可以观察到明显的反射体。
Claims (6)
1.一种声波远探测数据质量检测方法，其包括如下处理步骤：
步骤一、获取井下声波原始采集曲线；包括仪器采集波形和对应的增益曲线；绘制增益曲线，判断相邻深度点及同一深度点不同接收器的增益曲线变化趋势、突变情况和数值异常；
步骤二、将井下采集波形与增益曲线进行去增益预处理，得到包含地层真实幅度和相位信息的波列曲线；
步骤三、绘制共偏移距组合波列，判断不同测量井段上同一接收器波形在相邻深度点上变化趋势和突变情况；
步骤四、绘制接收器阵列波形，将不同接收器时域波形傅里叶变换得到频率域幅度谱，判断同一测量深度上接收器阵列波形、频谱一致性；
步骤五、对于含有偶极四分量的数据，绘制接收器阵列时域波形，判断主分量及交叉分量的波幅和相位一致性；
步骤六、对于含有偶极四分量的数据，通过偶极横波各向异性处理后3条质量控制曲线大小和快波方位曲线稳定性判断数据质量。
2.根据权利要求1所述的一种声波远探测数据质量检测方法，
其中步骤一具体为：增益曲线中，与相邻深度点相比是否频繁跳跃、数值是否存在异常、是否采集到有效数值；与同一深度点不同接收器的增益相比，是否出现异常跳跃。增益异常值包括：系统缺省值-999.25或-32767，0。
3.根据权利要求1所述的一种声波远探测数据质量检测方法，步骤三具体为：共偏移距组合波列中，与相邻深度点幅度相比，幅度异常变大或者变小，或者为系统缺省值-999.25或-32767，0。
4.根据权利要求1所述的一种声波远探测数据质量检测方法，步骤四具体为：接收器阵列中不同接收器的时域波形的线性度是否一致，即随着源距增加波形到时线性增加；接收器阵列的频谱主频是否一致，即各个接收器的频谱主频是否在声源激发主频频率附近，例如目前广泛使用的仪器，单极声源主频为10kHz的高频段，偶极声源主频为3kHz的低频段。
5.根据权利要求1所述的一种声波远探测数据质量检测方法，步骤五具体为：依靠偶极四分量幅度、相位均衡性，以及主分量波幅与交叉分量波幅大小关系进行判断。幅度均衡性指主分量(XX,YY)波幅相当，交叉分量(XY,YX)波幅相当，且主分量波幅大于交叉分量。相位均衡性指主分量(XX,YY)波形的各个波峰/波谷相位差异比较稳定；若幅度、相位均衡性好，则认为数据质量较好。
6.根据权利要求1所述的一种声波远探测数据质量检测方法，步骤六具体为：通过四分量偶极各向异性处理后3条质量控制曲线大小和快波方位曲线稳定性进行判断；其中质量控制曲线分别表示：FtoS：快慢波方位提取的好坏；FtoISO：各向异性提取的好坏；XtoISO：交叉分量能量大小，各向异性提取好坏；三个质量控制参数越大，说明快慢波和各向异性提取的越准确，远探测使用的四分量数据质量越好；若地层各向异性高时，快波方位随仪器方位变化，则数据不可靠，反之此时数据质量好。
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