本發(fā)明涉及一種從陣列聲波測井資料中提取反射波的方法，屬于陣列聲波測井資料處理與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

陣列聲波測井反射波提取方法主要有中值濾波法、F‐K濾波法、高分辨率拉東變換法等。從陣列聲波全波列數(shù)據(jù)中進(jìn)行反射波的提取屬于弱信號的檢測與提取，其受井眼直達(dá)波、噪音及井外反射體的影響大，必須經(jīng)過特殊的信號處理方法才能將其提取出來。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還存在如下缺點(diǎn)：①目前所采取的反射波提取方法都是針對波形數(shù)據(jù)自身屬性進(jìn)行分析處理，沒有充分利用縱波、橫波、斯通利波速度和儀器結(jié)構(gòu)等參數(shù)；②對于井外平行與井軸的反射體產(chǎn)生的反射波信息，現(xiàn)有的處理方法難于將反射波從全波列數(shù)據(jù)中提取出來。③沒有形成一套統(tǒng)一的完整的反射波提取的技術(shù)流程。

另外，中國專利公開號CN104533396A公開了一種遠(yuǎn)探測聲波的處理方法，公開日為2015‐04‐22，包括：1)采用最小二乘反褶積處理方法對遠(yuǎn)探測聲波測井偶極分量波形數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，減少波形震蕩周期；2)利用中值濾波方法從原始波形FW(t)得到直達(dá)波D(t)，利用FW(t)減去D(t)得到反射波；3)采用f‐k濾波方法分離反射波得到上、下行反射波：將固定源距下的時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行二維傅里葉正變換，將全波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻率‐波數(shù)域，下、上行反射波視速度為有限數(shù)值；4)利用繞射掃描偏移疊加成像方法對分離的上、下行反射波處理；5)濾波處理。但該專利采用中值濾波法提取出反射波信息有可能缺少平行井軸反射體的波形，對提取的直達(dá)波沒有再做進(jìn)一步的處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種從陣列聲波測井資料中提取反射波的方法。本發(fā)明充分利用了直達(dá)縱波、橫波和斯通利波的速度信息且結(jié)合了儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)，對提取的直達(dá)波信號再次進(jìn)行反射波提取，得到了平行井軸的反射體的反射波信號。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種從陣列聲波測井資料中提取反射波的方法，其特征在于：根據(jù)陣列聲波測井資料提供的全波列數(shù)據(jù)，提取出直達(dá)波信號和反射波信號，結(jié)合縱波速度、橫波速度及斯通利波速度及儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)，對提取的直達(dá)波信號再次進(jìn)行反射波提取，得到平行井軸的反射體產(chǎn)生的反射波，合成后得到完整的反射波。

所述方法具體包括如下步驟：

a、以陣列聲波原始聲波波形數(shù)據(jù)作為輸入，采用中值濾波進(jìn)行反射波提取，令W_tol為原始波形數(shù)據(jù)，W_zg為處理得到的直達(dá)波波形數(shù)據(jù)，W_f1為處理得到的反射波波形數(shù)據(jù)，具體計(jì)算方法如下：

$W_{zg}\left(i\right)=median\{W_{tol}^j\left(i\right),j=i-L,...,i,...,i+L\},i=1,2,...,Ndep$

W_f1(i)＝W_tol(i)-W_zg(i)

上式中，Ndep為深度行數(shù)，median為中值濾波器，L為濾波器取中值的跨度，W_zg(i)為第i個(gè)深度直達(dá)波形數(shù)據(jù)，為第i個(gè)深度下的中值濾波器中第j個(gè)波的原始波形數(shù)據(jù)，W_f1(i)為第i個(gè)深度反射波形數(shù)據(jù)；

b、對陣列聲波測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到斯通利波速度V_st，橫波速度V_s及縱波速度V_p；

c、利用步驟a中處理得到的直達(dá)波波形數(shù)據(jù)W_zg，結(jié)合步驟b得到的波速及儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)，分步濾除斯通利波W_st、直達(dá)橫波W_s、直達(dá)縱波W_p，最終得到反映平行井軸的反射體的反射波W_f2；

d、對提取的兩個(gè)反射波W_f1、W_f2進(jìn)行合成，得到完整的反射波W_f：

W_f＝W_f1+W_f2。

所述濾除斯通利波具體為：

ΔT_stij＝(d_j-d_i)/V_st

$W_{r1}^i={W_{zg}}^i\left(t\right)-W_{st}^i\left(t\right)$

其中，為第i個(gè)深度t時(shí)刻的斯通利波直達(dá)波，為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器按△T_stij移動后的波形，△T_stij為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器的斯通利波時(shí)差，為第i個(gè)深度濾除斯通利波直達(dá)波后的波形，median為中值濾波器，N為接陣列聲波儀器接收器個(gè)數(shù)，d為接收器距聲源的距離，△T為不同接收器接收到直達(dá)波的時(shí)差。

所述濾除直達(dá)橫波具體為：

ΔT_sij＝(d_j-d_i)/V_s

$W_{r2}^i=W_{r1}^i\left(t\right)-W_s^i\left(t\right)$

其中，為第i個(gè)深度t時(shí)刻的橫波直達(dá)波，為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器按△T_sij移動后的波形，△T_sij為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器的橫波時(shí)差，為第i個(gè)深度濾橫波直達(dá)波后的波形，median為中值濾波器，N為接陣列聲波儀器接收器個(gè)數(shù)，d為接收器距聲源的距離，△T為不同接收器接收到直達(dá)波的時(shí)差。

所述濾除直達(dá)縱波具體為：

ΔT_pij＝(d_j-d_i)/V_p

$W_{f2}^i=W_{r2}^i\left(t\right)-W_p^i\left(t\right)$

其中，為第i個(gè)深度t時(shí)刻的橫波直達(dá)波，為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器按△T_pij移動后的波形，△T_pij為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器的縱波時(shí)差，為第i個(gè)深度濾橫波直達(dá)波后的波形，median為中值濾波器，N為接陣列聲波儀器接收器個(gè)數(shù)，d為接收器距聲源的距離，△T為不同接收器接收到直達(dá)波的時(shí)差。

采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

一、本發(fā)明解決了如何綜合利用陣列聲波測井的波形、波速信息及儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行反射波提?。贿€解決了如何將包含與井軸平行的反射體所產(chǎn)生的完整的反射波信號提取出來。

二、應(yīng)用前景：1、應(yīng)用于陣列聲波測井全波列資料反射波的提取與處理，為后續(xù)資料的偏移成像打下基礎(chǔ)；2、應(yīng)用于反射波能量的提取，對反射波能量與油氣產(chǎn)量關(guān)系的建立打下基礎(chǔ)。

三、本發(fā)明適用范圍：碳酸鹽巖地層、砂泥巖地層、頁巖地層；通過此方法對四川盆地8口井的陣列聲波測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行反射波提取，成功提取出包含有與井軸平行的反射體所產(chǎn)生的完整反射波形。

附圖說明

圖1為本發(fā)明時(shí)差中值濾波實(shí)例圖

圖2綜合濾波處理實(shí)例圖

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種從陣列聲波測井資料中提取反射波的方法，根據(jù)陣列聲波測井資料提供的全波列數(shù)據(jù)，用中值濾波技術(shù)提取出直達(dá)波信號和反射波信號，結(jié)合縱波速度、橫波速度及斯通利波速度及儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)，對提取的直達(dá)波信號再次進(jìn)行反射波提取，得到平行井軸的反射體產(chǎn)生的反射波，合成后得到完整的反射波。

實(shí)施例2

一種從陣列聲波測井資料中提取反射波的方法，利用波形數(shù)據(jù)并結(jié)合縱波、橫波、斯通利波直達(dá)波速度信息及儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)，分別對縱波、橫波、斯通利波直達(dá)波進(jìn)行分步濾除，提取出與井軸平行的反射體所產(chǎn)生的反射波信號的技術(shù)。

技術(shù)流程：先利用中值濾波進(jìn)行反射波提取，再利用時(shí)差中值濾波對提取的直達(dá)波再次進(jìn)行反射波提取，綜合兩次提取的反射波，得到完整的反射波。

實(shí)施例3

一種從陣列聲波測井資料中提取反射波的方法，具體包括如下步驟：

第一步：以陣列聲波原始聲波波形數(shù)據(jù)作為輸入，采用中值濾波進(jìn)行反射波提取，令W_tol為原始波形數(shù)據(jù)，W_zg處理得到的直達(dá)波波形數(shù)據(jù)，W_f1為處理得到的反射波波形數(shù)據(jù)，具體計(jì)算方法如下：

$W_{zg}\left(i\right)=median\{W_{tol}^j\left(i\right),j=i-L,...,i,...,i+L\},i=1,2,...,Ndep$

W_f1(i)＝W_tol(i)-W_zg(i)

上式中，Ndep為深度行數(shù)，median為中值濾波器，L為濾波器取中值的跨度。W_zg(i)為第i個(gè)深度直達(dá)波形數(shù)據(jù)，為第i個(gè)深度下的中值濾波器中第j個(gè)波的原始波形數(shù)據(jù)，W_f1(i)為第i個(gè)深度反射波形數(shù)據(jù)。

第二步：用現(xiàn)有的聲波測井資料處理軟件對陣列聲波測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到斯通利波速度V_st，橫波速度V_s及縱波速度V_p。

第三步：利用第一步中處理得到的直達(dá)波波形數(shù)據(jù)W_zg，結(jié)合第二步得到的波速及儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)，采用時(shí)差中值濾波技術(shù)分步去除斯通利波W_st、直達(dá)橫波W_s、直達(dá)縱波W_p，最終得到反映平行井軸的反射體的反射波W_f2。具體處理過程如下：

a.濾除直達(dá)斯通利波

ΔT_stij＝(d_j-d_i)/V_st

$W_{r1}^i={W_{zg}}^i\left(t\right)-W_{st}^i\left(t\right)$

為第i個(gè)深度t時(shí)刻的斯通利波直達(dá)波，為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器按△T_stij移動后的波形，△T_stij為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器的斯通利波時(shí)差，為第i個(gè)深度濾除斯通利波直達(dá)波后的波形。

b.濾除直達(dá)橫波

ΔT_sij＝(d_j-d_i)/V_s

$W_{r2}^i=W_{r1}^i\left(t\right)-W_s^i\left(t\right)$

為第i個(gè)深度t時(shí)刻的橫波直達(dá)波，為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器按△T_sij移動后的波形，△T_sij為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器的橫波時(shí)差，為第i個(gè)深度濾橫波直達(dá)波后的波形。

c.濾除直達(dá)縱波

ΔT_pij＝(d_j-d_i)/V_p

$W_{f2}^i=W_{r2}^i\left(t\right)-W_p^i\left(t\right)$

為第i個(gè)深度t時(shí)刻的橫波直達(dá)波，為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器按△T_pij移動后的波形，△T_pij為第i個(gè)深度下第j個(gè)接收器的縱波時(shí)差，為第i個(gè)深度濾橫波直達(dá)波后的波形。

上述處理流程中，median為中值濾波器，N為接陣列聲波儀器接收器個(gè)數(shù)，d為接收器距聲源的距離，△T為不同接收器接收到直達(dá)波的時(shí)差。

第四步：對提取的兩個(gè)反射波W_f1、W_f2進(jìn)行合成，得到完整的反射波W_f：

W_f＝W_f1+W_f2。

實(shí)施例4

如圖1所示，為某實(shí)際測井?dāng)?shù)據(jù)利用時(shí)差中值濾波技術(shù)處理實(shí)例。該數(shù)據(jù)為實(shí)際采集的某深度位置的1個(gè)發(fā)射器發(fā)射，8個(gè)接收器接收的波形數(shù)據(jù)。橫坐標(biāo)代表傳播時(shí)間，縱坐標(biāo)表示每個(gè)接收器所接收到的波形。圖中a代表原始聲波波形數(shù)據(jù)，圖中b、c、d為采用文中第二步和第三步的時(shí)差中值濾波所得到的波形數(shù)據(jù)。圖中b為濾除斯通利波后的波形數(shù)據(jù)，圖中c為濾除滑行橫波后的波形數(shù)據(jù)，圖中d表示濾除滑行縱波后最終的反射波形數(shù)據(jù)。從圖中可以看到每一次針對某種直達(dá)波使用時(shí)差中值濾波器都能達(dá)到濾除該種模式波的效果，且不影響其他波形，說明了該種濾波方法的有效性。

如圖2所示，為某測井?dāng)?shù)據(jù)采用本發(fā)明所提出的綜合濾波處理提取反射波得到的實(shí)例。左邊第二道為實(shí)際采集到的共儀器采集的原始聲波波形數(shù)據(jù)，第三道為采用中值濾波處理得到的反射波波形數(shù)據(jù)，第四道為采用本發(fā)明所提出的綜合濾波處理得到的反射波波形數(shù)據(jù)。相比第三道，第四道數(shù)據(jù)中有更多、更明顯的平行井軸的反射波波形信息，指示為與井軸平行的反射體產(chǎn)生的反射波信號，表明了本方法的有效性。