CN116220667B - 基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法及装置，根据本发明提供的技术方案，对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；针对一深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点的参考波形数据；根据自适应滤波方法和所述参考波形数据，对该深度点的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点的直达超声兰姆波数据和反射兰姆波数据。本发明通过对测得的超声兰姆波测井数据进行波形处理，消除仪器偏心影响，并基于自适应滤波原理分离出超声兰姆波信号中的直达波信号和反射波信号，从而实现对井下水泥环厚度以及超声兰姆波衰减的精确计算。
Description
技术领域
本发明涉及油井勘探领域，具体涉及一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法、装置、计算设备和存储介质。
背景技术
在油气勘探开发领域，超声兰姆波测井仪广泛应用于油田套管腐蚀与固井质量评价，该仪器利用斜入射探头测量的直达超声兰姆波信号衰减与垂直探头测量的水泥声阻抗信息联合反演套管外介质的气液固属性，该测量方法不受水泥密度的影响，可以评价低密度水泥的固井质量。超声兰姆波波信号沿着套管传播过程中，还会向水泥环泄露能量，然后遇到地层界面发生反射，这些反射信号也会被传感器接受。利用兰姆波的直达信号和反射波信号还可以计算水泥环厚度，进而评价套管在井孔中的偏心位置。
但是，现有技术在实际应用过程中，由于超声兰姆波的反射波信号受水泥环厚度、套管偏心及地层声阻抗的影响，超声兰姆波的反射波信号有时很弱，且与直达波信号在时域上重叠。因此，无法单独得到超声兰姆波中的直达波信号与反射波信号，也无法完成对水泥环厚度的计算和对超声兰姆波衰减的计算。
可见，分离超声兰姆波的直达波信号与反射波信号对于水泥环厚度计算以及超声兰姆波的衰减计算均具有重要意义。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法、装置、计算设备以及计算机存储介质。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法，包括：
对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；
针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据；
根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据。
上述方案中，所述对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进一步包括：
针对所述目标深度区间中的每个深度点，利用超声兰姆波仪器在套管井中进行旋转扫描成像测井，得到该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据。
上述方案中，所述针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据进一步包括：
对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中的多个波形数据进行波形对齐处理，得到对齐后的多个波形数据；
对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理，得到该深度点对应的参考波形数据。
上述方案中，所述对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中的多个波形数据进行波形对齐处理，得到对齐后的多个波形数据进一步包括：
对所述多个波形数据进行波形分析，确定每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间；
从多个波形数据的波峰位置对应的波峰时间中确定目标波峰时间；
根据所述每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间和所述目标波峰时间，计算所述每个波形数据的移动时间；
根据所述每个波形数据的移动时间，对所述每个波形数据进行移动，得到对齐后的多个波形数据。
上述方案中，利用如下公式对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理：
其中，Wave_Ref为该深度点对应的参考波形数据；N为多个波形数据的总数量；Wave(k)为第k个对齐后的波形数据。
上述方案中，所述根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据进一步包括：
根据该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据和该深度点对应的参考波形数据，构造目标滤波器；
将所述目标滤波器与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据；
依据该深度点对应的直达超声兰姆波数据，从该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中分离得到该深度点对应的反射兰姆波数据。
上述方案中，所述根据该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据和该深度点对应的参考波形数据，构造目标滤波器进一步包括：
构造初始滤波器，并将所述初始滤波器系数与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到卷积结果；
计算该深度点对应的参考波形数据与所述卷积结果之间的差异数据；
计算所述差异数据符合预设差异条件下对应的目标滤波器系数；
利用所述目标滤波器系数对所述初始滤波器进行设置，形成所述目标滤波器。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离装置，所述装置包括：扫描模块、处理模块以及分离模块；其中，
所述扫描模块，适于对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；
所述处理模块，适于针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据；
所述分离模块，适于根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如上述的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法对应的操作。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如上述的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法对应的操作。
根据本发明提供的技术方案，对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据；根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据。本发明通过对测得的超声兰姆波测井数据进行波形处理，消除仪器偏心影响后，进一步增强其中的直达波信号，消弱其中的反射波信号，最终基于自适应滤波原理分离出超声兰姆波信号中的直达波信号和反射波信号，从而实现对井下水泥环厚度以及超声兰姆波衰减的精确计算。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明另一个实施例的一个深度点测量的原始超声兰姆波变密度图；
图3示出了根据本发明另一个实施例的超声兰姆波测井仪器测井示意图；
图4示出了根据本发明另一个实施例的针对兰姆波测井数据的波形处理方法的流程示意图；
图5示出了根据本发明另一个实施例的偏心校正后的超声兰姆波变密度图；
图6示出了根据本发明另一个实施例的波形叠加结果示意图；
图7示出了根据本发明另一个实施例的超声兰姆波测井数据波长分离方法的流程示意图；
图8示出了根据本发明另一个实施例的某深度点某方位的超声兰姆波信号示意图；
图9示出了根据本发明另一个实施例的分离后的直达超声兰姆波数据示意图；
图10示出了根据本发明另一个实施例的分离后的反射兰姆波数据示意图；
图11示出了根据本发明另一个实施例的某深度点分离后的直达超声兰姆波数据变密度图；
图12示出了根据本发明另一个实施例的某深度点分离后的反射兰姆波数据变密度图；
图13示出了根据本发明另一个实施例的目标深度区间的超声兰姆波变密度图；
图14示出了根据本发明一个实施例的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离装置的结构框图；
图15示出了根据本发明实施例的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明一个实施例的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法的流程示意图；
如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S101，对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据。
具体的，针对所述目标深度区间中的每个深度点，利用超声兰姆波仪器在套管井中进行旋转扫描成像测井，得到该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据。
优选的，超声兰姆波仪器在套管井中进行旋转扫描成像测井时，在每个深度点采集的波形道数为N道，每道波形的采集点数为W。进一步的，采集到的波形为WAVE(1)、WAVE(2)、WAVE(3)……WAVE(N)。
其中，针对一个深度点进行测井，测量结果可以如图2所示，图2示出了根据本发明另一个实施例的一个深度点测量的原始超声兰姆波变密度图。其中，针对一个所述深度点，所述超声兰姆波仪器在套管井中进行旋转扫描成像测井，测量36道超声兰姆波波形，并用变密度图进行显示，以从中观察直达超声兰姆波信号和反射超声兰姆波信号。此时，通常由于测量过程中所述超声兰姆波仪器存在偏心的情况，所述直达超声兰姆波信号的圆心与井轴线不重合。图中，左侧图例所显示的单位为毫伏（mV）。
步骤S102，针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据。
步骤S103，根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据。
具体的，图3示出了根据本发明另一个实施例的超声兰姆波测井仪器测井示意图；其中，发射探头301发射超声兰姆波信号，超声兰姆波信号沿着套管传播过程中，还会向水泥环泄露能量，然后遇到地层界面发射反射，接收探头302采集到的数据包含直达超声兰姆波数据以及在水泥环与地层交界面进行反射后形成的反射兰姆波数据。
根据本实施例提供的一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法，对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据；根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据。利用本发明提供的技术方案，通过对测得的超声兰姆波测井数据进行波形处理，消除仪器偏心影响后，进一步增强其中的直达波信号，消弱其中的反射波信号，最终基于自适应滤波原理分离出超声兰姆波信号中的直达波信号和反射波信号，从而实现对井下水泥环厚度以及超声兰姆波衰减的精确计算。
图4示出了根据本发明另一个实施例的针对兰姆波测井数据的波形处理方法的流程示意图；
如图4所示，针对目标深度区间的各个深度点中的每个深度点，该方法包括如下步骤：
步骤S401，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中的多个波形数据进行波形对齐处理，得到对齐后的多个波形数据。
具体的，对所述多个波形数据进行波形分析，确定每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间；从多个波形数据的波峰位置对应的波峰时间中确定目标波峰时间；根据所述每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间和所述目标波峰时间，计算所述每个波形数据的移动时间；根据所述每个波形数据的移动时间，对所述每个波形数据进行移动，得到对齐后的多个波形数据。
优选的，获取N道波形数据，从中确定每道波形幅度最大值对应的时间，即波峰位置对应的波峰时间，I(i)=max(WAVE(i))；其中，I(i)表示第i个波形数据的波峰位置对应的波峰时间，WAVE(i)表示第i个波形数据，i取值范围为1至N；
搜索N道波形数据中最晚的峰值对应的位置，确定最晚的波峰位置对应的波峰时间T=max(I)，并将该波峰时间确定为所述目标波峰时间；同时，确定每道波形数据中的波峰位置对应的波峰时间；
根据所述每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间，以所述目标波峰时间为基准，计算所述目标波峰时间与所述每个波形数据的波峰时间之间的差值，将其作为各个波形数据的移动时间，即δT(i)=T-I(i) ；其中，δT(i)表示第i个波形数据的移动时间，i取值范围为1至N；
按照每个波形数据对应的所述移动时间，将每个波形数据进行移动，使所述每个波形数据的所述波峰时间与所述目标波峰时间对齐，得到对齐后的多个波形数据。
通过将所述多个波形数据进行对齐处理，消除所述超声兰姆波测井仪器偏心对超声兰姆波信号的影响；如图5所示，图5示出了根据本发明另一个实施例的偏心校正后的超声兰姆波变密度图。如图所示，所述直达超声兰姆波信号的圆心与井轴线重合。图中，左侧图例所显示的单位为毫伏（mV）。
步骤S402，对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理，得到该深度点对应的参考波形数据。
具体的，利用如下公式对所述对其后的多个波形数据进行波形叠加处理：
其中，Wave_Ref为该深度点对应的参考波形数据；N为多个波形数据的总数量；WAVE(k)为第k个对齐后的波形数据。
优选的，通过所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理，目的是消除反射兰姆波信号的影响，将多个波形数据叠加为一个波形数据，得到的结果即为该深度点对应的参考波形数据。如图6所示，图6示出了根据本发明另一个实施例的波形叠加结果示意图。图中曲线即为所述对齐后的多个波形数据进行叠加处理得到的参考波形数据。
图7示出了根据本发明另一个实施例的超声兰姆波测井数据波长分离方法的流程示意图；
如图7所示，针对目标深度区间的各个深度点中的每个深度点，该方法包括如下步骤：
步骤S701，根据该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据和该深度点对应的参考波形数据，构造目标滤波器。
具体的，所述根据该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据和该深度点对应的参考波形数据，构造目标滤波器进一步包括：
构造初始滤波器，并将所述初始滤波器系数与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到卷积结果；计算该深度点对应的参考波形数据与所述卷积结果之间的差异数据；计算所述差异数据符合预设差异条件下对应的目标滤波器系数；利用所述目标滤波器系数对所述初始滤波器进行设置，形成所述目标滤波器。
优选的，所述初始滤波器的期望输出信号，即完成分离后的所述直达超声兰姆波数据为：
y(n)=wT(n)×x(n)
其中，T为转置矩阵；w(n)为滤波器的滤波系数；x(n)为输入数据，即所述参考波形数据；wT(n)×x(n)表示所述卷积运算。
由于所述初始滤波器的期望输出信号即为卷积结果，因此，所述一深度点对应的参考波形数据与所述卷积结果之间的差异数据为：
e(n)=d(n)-y(n)=d(n)- wT(n)×x(n) ,
其中，e(n)为所述差异数据，即滤波后的反射兰姆波数据；d(n)为所述参考输入数据，即波形叠加后得到的参考波形数据。
当所述差异数据e(n)为最小值时，所述期望输出信号最接近所述参考输入数据，此时可以得到最佳的滤波器系数。
优选的，基于所述差异数据的均方差为：
ε(n)=E[e2(n)]=E[d2(n)-2d(n)y(n)+ y2(n)] ,
基于所述期望输出信号与所述差异数据的均方差的计算方法，进一步可以得到：
ε(n)=E[d2(n)]-2E[d(n)wT(n)y(n)]+E[wT(n)y(n)Tw(n)] ,
其中，y(n)T为直达超声兰姆波数据y(n)的转置矩阵；
并且，上式可进一步化简为：
ε(n)= [d2(n)]-2wT(n)P+ wT(n)R w(n) ,
其中，R= x(n)×xT(n)，为输入数据的N×N的自相关矩阵；P= d(n)×x(n)为所述参考波形数据与所述输入数据的N×1互相关矢量。
若使ε(n)为最小值，则需要满足ε对于滤波器的每个系数的一次偏导为零，即：
δε/δw(n)=0
并基于此得到所述最佳的滤波器系数，即目标滤波器系数：
Wopt=R-1P
以所述最佳的滤波器系数对所述初始滤波器进行设置，形成所述目标滤波器。
步骤S702，将所述目标滤波器与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据。
优选的，基于所述最佳的滤波器系数，计算得到所述该深度点对应的直达超声兰姆波数据。
步骤S703，依据该深度点对应的直达超声兰姆波数据，从该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中分离得到该深度点对应的反射兰姆波数据。
优选的，基于所述差异数据的计算方法，根据得到的所述该深度点对应的直达超声兰姆波数据，计算得到所述该深度点对应的反射兰姆波数据。
举例而言，若R为输入数据x(n)的自相关矩阵，读取某深度点的某个方位的原始超声兰姆波测井数据，如图8所示，图8示出了根据本发明另一个实施例的某深度点某方位的超声兰姆波信号示意图。则该信号的自相关矩阵为：[14108093.6，10478352.5，1692771.9，-7297733.0，-11800619.6，-10079805.6，-3955385.8，2780233.7，6788474.9，6842457.6，3939062.1]。
则所述参考波形数据与所述输入数据的互相关矢量P，即为：[13610069.2,11453447.8,3697440.9,-5149693.0,-10426223.5,-10053041.8,-5267583.4,748022.3,5002499.3,6111027.6,4446538.2]。
根据上述R与P，可以得到所述最佳的滤波器系数Wopt=[-0.1,4.0,-7.7,9.0,-5.6,0.7,0.2,2.8,-5.3,4.0,-1.3]。
进一步的，根据该最佳的滤波器系数与输入数据x(n)进行卷积运算，得到所述直达超声兰姆波数据，如图9所示，图9示出了根据本发明另一个实施例的分离后的直达超声兰姆波数据示意图。并根据所述差异数据的计算方法得到所述反射兰姆波数据，如图10所示，图10示出了根据本发明另一个实施例的分离后的反射兰姆波数据示意图。
进一步的，针对一个深度点的N道波形均进行上述操作，则得到该深度下测量一周的直达超声兰姆波数据以及反射兰姆波数据，如图11和图12所示，其中，图11示出了根据本发明另一个实施例的某深度点分离后的直达超声兰姆波数据变密度图，图12示出了根据本发明另一个实施例的某深度点分离后的反射兰姆波数据变密度图。图11及图12中，左侧图例所显示的单位为毫伏（mv）。
进一步的，针对所述目标深度区间内的各个深度点进行上述操作，得到整个目标深度区间的直达超声兰姆波数据和反射兰姆波数据，如图13所示，图13示出了根据本发明另一个实施例的目标深度区间的超声兰姆波变密度图；其中，第一道为原始超声兰姆波波形，第二道为直达超声兰姆波波形，第三道为反射兰姆波波形。
本发明通过对采集到的超声兰姆波测井数据进行对齐处理，消除了由于超声兰姆波测井仪器偏心对所述原始超声兰姆波数据所产生的影响。并在此基础上，通过计算所述初始滤波器系数与所述原始超声兰姆波测井数据的卷积结果以及参考波形数据与所述卷积结果之间的差异数据，得到所述目标滤波器系数，构造所述目标滤波器，再进一步计算得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和反射兰姆波数据，有效地实现了对直达波波形和反射波波形的分离处理，有利于实现对水泥环厚度的计算以及对超声兰姆波衰减的精准计算。
图14示出了根据本发明一个实施例的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离装置的结构框图，如图14所示，该装置包括：扫描模块1401、处理模块1402以及分离模块1403。其中，
所述扫描模块1401，适于对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据。
具体的，所述扫描模块1401进一步用于：
针对所述目标深度区间中的每个深度点，利用超声兰姆波仪器在套管井中进行旋转扫描成像测井，得到该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据。
所述处理模块1402，适于针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据。
具体的，所述处理模块1402进一步用于：
对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中的多个波形数据进行波形对齐处理，得到对齐后的多个波形数据；
对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理，得到该深度点对应的参考波形数据。
具体的，所述处理模块1402进一步用于：
对所述多个波形数据进行波形分析，确定每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间；
从多个波形数据的波峰位置对应的波峰时间中确定目标波峰时间；
根据所述每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间和所述目标波峰时间，计算所述每个波形数据的移动时间；
根据所述每个波形数据的移动时间，对所述每个波形数据进行移动，得到对齐后的多个波形数据。
具体的，利用如下公式对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理：
其中，Wave_Ref为该深度点对应的参考波形数据；N为多个波形数据的总数量；WAVE(k)为第k个对齐后的波形数据。
所述分离模块1403，适于根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据。
具体的，所述分离模块1403进一步用于：
根据该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据和该深度点对应的参考波形数据，构造目标滤波器；
将所述目标滤波器与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据；
依据该深度点对应的直达超声兰姆波数据，从该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中分离得到该深度点对应的反射兰姆波数据。
具体的，所述分离模块1403进一步用于：
构造初始滤波器，并将所述初始滤波器系数与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到卷积结果；
计算该深度点对应的参考波形数据与所述卷积结果之间的差异数据；
计算所述差异数据符合预设差异条件下对应的目标滤波器系数；
利用所述目标滤波器系数对所述初始滤波器进行设置，形成所述目标滤波器。
根据本实施例提供的一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离装置，对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据；根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据。本发明通过对测得的超声兰姆波测井数据进行波形处理，消除仪器偏心影响后，进一步增强其中的直达波信号，消弱其中的反射波信号，最终基于自适应滤波原理分离出超声兰姆波信号中的直达波信号和反射波信号，从而实现对井下水泥环厚度以及超声兰姆波衰减的精确计算。
本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，计算机存储介质存储有至少一可执行指令，可执行指令可执行上述任意方法实施例中的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法。
图15示出了根据本发明实施例的一种计算设备的结构示意图，本发明具体实施例并不对计算设备的具体实现做限定。
如图15所示，该计算设备可以包括：处理器1502、通信接口1504、存储器1506、以及通信总线1508。
其中：
处理器1502、通信接口1504、以及存储器1506通过通信总线1508完成相互间的通信。
通信接口1504，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。
处理器1502，用于执行程序1510，具体可以执行上述基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序1510可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器1502可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。计算设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器1506，用于存放程序1510。存储器1506可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
程序1510具体可以用于使得处理器1502执行上述任意方法实施例中的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法。程序1510中各步骤的具体实现可以参见上述基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序（例如，计算机程序和计算机程序产品）。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (7)
1.一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法，其特征在于，包括：
对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；
针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据；
根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据；
其中，所述针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据进一步包括：
对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中的多个波形数据进行波形分析，确定每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间；
从多个波形数据的波峰位置对应的波峰时间中确定目标波峰时间；
根据所述每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间和所述目标波峰时间，计算所述每个波形数据的移动时间；
根据所述每个波形数据的移动时间，对所述每个波形数据进行移动，得到对齐后的多个波形数据；
对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理，得到该深度点对应的参考波形数据；
其中，利用如下公式对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理：
其中，Wave_Ref为该深度点对应的参考波形数据；N为多个波形数据的总数量；WAVE(k)为第k个对齐后的波形数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进一步包括：
针对所述目标深度区间中的每个深度点，利用超声兰姆波仪器在套管井中进行旋转扫描成像测井，得到该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据进一步包括：
根据该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据和该深度点对应的参考波形数据，构造目标滤波器；
将所述目标滤波器与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据；
依据该深度点对应的直达超声兰姆波数据，从该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中分离得到该深度点对应的反射兰姆波数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据和该深度点对应的参考波形数据，构造目标滤波器进一步包括：
构造初始滤波器，并将所述初始滤波器系数与该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行卷积处理，得到卷积结果；
计算该深度点对应的参考波形数据与所述卷积结果之间的差异数据；
计算所述差异数据符合预设差异条件下对应的目标滤波器系数；
利用所述目标滤波器系数对所述初始滤波器进行设置，形成所述目标滤波器。
5.一种基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离装置，所述装置包括：扫描模块、处理模块以及分离模块；其中，
所述扫描模块，适于对目标深度区间的各个深度点进行超声兰姆波扫描成像测井，得到各个深度点对应的原始超声兰姆波测井数据；
所述处理模块，适于针对所述各个深度点中的每个深度点，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波形处理，得到该深度点对应的参考波形数据；
所述分离模块，适于根据自适应滤波方法和该深度点对应的参考波形数据，对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据进行波长分离，得到该深度点对应的直达超声兰姆波数据和该深度点对应的反射兰姆波数据；
其中，所述处理模块进一步适于：
对该深度点对应的原始超声兰姆波测井数据中的多个波形数据进行波形分析，确定每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间；
从多个波形数据的波峰位置对应的波峰时间中确定目标波峰时间；
根据所述每个波形数据的波峰位置对应的波峰时间和所述目标波峰时间，计算所述每个波形数据的移动时间；
根据所述每个波形数据的移动时间，对所述每个波形数据进行移动，得到对齐后的多个波形数据；
对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理，得到该深度点对应的参考波形数据；
其中，利用如下公式对所述对齐后的多个波形数据进行波形叠加处理：
其中，Wave_Ref为该深度点对应的参考波形数据；N为多个波形数据的总数量；WAVE(k)为第k个对齐后的波形数据。
6.一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法对应的操作。
7.一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的基于超声兰姆波测井的直达波与反射波分离方法对应的操作。
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