本发明专利技术公开了一种反射声波测井的波场分离方法及装置。该方法包括：对实测波形进行预处理，并对预处理后的实测波形中的直达波的慢度范围进行计算；根据计算出的慢度范围构建传播矩阵；根据传播矩阵与预处理后的实测波形，反演得到直达波的波形；将反演得到的直达波的波形从预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形，并对反射波波形进行偏移成像，获得最终的反射波波形。该装置包括计算模块，构建模块，反演模块和偏移模块。本发明专利技术利用慢度时间相干法求出更准确的传播矩阵，基于频散效应考虑了直达波的多个阵型，能够稳定有效地从实测波形中提取出反射波，从而为反射声波测井提供更加准确有效的信息。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及反射声波测井
，尤其涉及一种反射声波测井的波场分离方法及装置。
技术介绍
随着油气勘探开发的不断深入，人们对地球物理资料的分辨率与精度要求越来越高。常规测井技术虽然分辨率与精度都很高，但受探测范围与探测尺度的限制，无法探测井壁附近以外的地区。在井中通过声波测井对井周围数米到数十米范围内的地层构造及地质体进行反射波成像的技术称为反射声波测井技术，它把常规测井技术的测量范围从距井壁一米左右提高到几十米。该技术应用前景十分巨大，可以用来显示与井相交的地质界面；探测井旁的倾斜地层界面、裂缝、断层等；在水平井还可以用来追踪油储边界等。利用常规的地震处理方法对反射波数据进行偏移处理，可以得到地质构造的图像。然而，不同于地震测量方法，反射声波测井的声源和接收器均布置在同一井中。因此，由于工作模式与数据采集方式的不同，给数据采集、信号处理以及后期的测井解释工作都带来了一定的困难。用于偏移成像的反射信号相对于高幅度井中直达波来说较为微弱，在准确记录反射信号的前提下，利用波场分离技术将反射波从全波形中提取出来，才能对反射信号进行成像处理。反射声波测井的数据处理思路一般都借鉴了地震资料处理中较为成熟的滤波方法，或者直接使用地震处理软件，Tang在2007年，针对反射声波测井模型的特殊性，分析了反射波的传播特征，在参数估计法的基础上提出一种针对反射声波测井数据的线性预测滤波法。线性预测滤波法的思路为：首先利用已知的走时特征，根据各个井中直达波阵型的传播速度，构建传播矩阵，利用参数估计法估计得到直达波，随后从测井波形中减去井中直达波，剩余的波形即为反射波。常规线性预测法中，以偶极反射声波测井为例，通常认为只有弯曲波一种直达波振型，构建传播矩阵时，使用的速度仅选取对应地层的横波速度。然而，采用上述方法构建传播矩阵时，存在以下问题：弯曲波是一种频散波，不同频率的弯曲波对应的传播速度是不同的，在低频时弯曲波的传播速度趋向于横波速度，高频时趋向于流体速度。因此，偶极反射声波测井中，如果假设只有一种直达波阵型，并且设定这种阵型的传播速度为横波速度，势必只能滤掉对应的弯曲波中以横波速度传播的部分，而以低于横波速度传播的弯曲波部分将留在剩余信号中，对井外微弱反射波的识别与提取形成严重干扰。因此，目前的反射声波测井成像结果中普遍存在成像精度低、可靠性较差、多解性强等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决现有的反射声波测井技术中普遍存在成像精度低、可靠性较差、多解性强等问题，提供了一种反射声波测井的波场分离方法及装置，利用慢度时间相干法求出更准确的传播矩阵，基于频散效应考虑了直达波的多个阵型，能够稳定有效地从实测波形中提取出反射波，从而为反射声波测井提供更加准确有效的信息。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种反射声波测井的波场分离方法。该方法包括步骤：对实测波形进行预处理，并对预处理后的实测波形中的直达波的慢度范围进行计算；根据计算出的慢度范围构建传播矩阵；根据传播矩阵与预处理后的实测波形，反演得到直达波的波形；将反演得到的直达波的波形从预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形，并对反射波波形进行偏移成像，获得最终的反射波波形。优选地，慢度范围通过以下步骤获取：慢度时间相干法通过对阵列波形的相关函数的计算，得到阵列波形的到时与慢度。优选地，相关函数的计算公式为：其中，ρ(S,T)为相关函数，S为慢度，T为计算时窗起始位置，m为接收器的总个数，Tw为对比窗口长度，wi(t)为第i道波形，δ为各接收器之间的间距。优选地，根据计算出的慢度范围构建传播矩阵步骤具体为：根据计算出的慢度范围求出速度范围，根据速度范围构建传播矩阵。优选地，传播矩阵为：其中，N是接收器的总个数，n为不大于N的自然数，L为直达波阵型的总个数，l为不大于L的自然数，ω为角频率，d为相邻两个接收器之间的距离，Vl为直达波中第l个阵型的速度。优选地，直达波的波形计算公式为：其中，～表示复共轭，T表示转置，E为传播矩阵，A为直达波的阵型组成的矩阵，W为预处理后的实测波形组成的矩阵。优选地，将反演得到的直达波的波形从预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形步骤包括：将第n个接收器对应的直达波频谱从其对应全波形的频谱中移除，得到第n个接收器的剩余信号对应的频谱，其中，Wn(ω)是第n个接收器接收到的实测波形，N为接收器的总个数，L为直达波阵型的总个数，Al(ω)为直达波的第l个阵型，l为不大于L的自然数，Rn(ω)为第n个接收器的剩的信号对应的频谱。优选地，将反演得到的直达波的波形从预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形，并对反射波波形进行偏移成像，获得最终的反射波波形具体包括：将反演得到的直达波的波形从预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形，提高反射波波形的信噪比，并对提高信噪比后的反射波波形进行偏移成像，获得最终的反射波波形。另一方面，本专利技术提供了一种反射声波测井的波场分离装置，其特征在于，该装置包括：计算模块，用于对实测波形进行预处理，并对预处理后的实测波形中的直达波的慢度范围进行计算；构建模块，用于根据计算出的慢度范围构建传播矩阵；反演模块，根据传播矩阵与预处理后的实测波形，反演得到直达波的波形；偏移模块，用于将反演得到的直达波的波形从预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形，并对反射波波形进行偏移成像，获得最终的反射波波形。优选地，计算模块具体用于对实测波形进行预处理，并利用慢度时间相干法对预处理后的实测波形中的直达波的慢度范围进行计算。本专利技术提供的一种反射声波测井的波场分离方法及装置，利用慢度时间相干法求出更准确的传播矩阵，基于频散效应考虑了直达波的多个阵型，能够稳定有效地从实测波形中提取出反射波，从而为反射声波测井提供更加准确有效的信息。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种反射声波测井的波场分离方法的流程示意图；图2为为本专利技术实施例提供的一种反射声波测井的波场分离装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的对X582m处的实测波形进行预处理后的波形图；图4为图3中的波形对应的时间慢度相干图；图5为对图3中的波形选取L＝1进行线性预测滤波后的波形图；图6为图5中的波形对应的时间慢度相干图；图7为对图3中的波形选取L＝5进行线性预测滤波后的波形图；图8为对图3中的波形选取L＝4进行线性预测滤波后的波形图；图9为对图3中的波形选取L＝3进行线性预测滤波后的波形图；图10为图9中的波形对应的时间慢度相干图；图11为本专利技术实施例提供的对X720m-X460m深度范围的实测波形预处理后的全波波形图；图12为对图11中的波形选取L＝1进行线性预测滤波，沿时距曲线叠加增强和FK滤波后的波形图；图13为对图11中的波形选取L＝4进行线性预测滤波，沿时距曲线叠加增强和FK滤波后的波形图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。图1为本专利技术实施例提供的一种反射声波测井的波场分离方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括步骤201-204：步骤201，对实测波形进行预处理，并对预处理后的实测波形中的直达波的慢度范围进行计算。具体地，慢度范围通过以下步骤获取：慢度时间相干法通过对阵列波形的相关函数的计算，得到阵列波形的到时与慢度。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反射声波测井的波场分离方法，其特征在于，包括以下步骤：对实测波形进行预处理，并对预处理后的实测波形中的直达波的慢度范围进行计算；根据计算出的慢度范围构建传播矩阵；根据所述传播矩阵与所述预处理后的实测波形，反演得到所述直达波的波形；将所述反演得到的直达波的波形从所述预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形，并对所述反射波波形进行偏移成像，获得最终的反射波波形。
【技术特征摘要】
1.一种反射声波测井的波场分离方法，其特征在于，包括以下步骤：对实测波形进行预处理，并对预处理后的实测波形中的直达波的慢度范围进行计算；根据计算出的慢度范围构建传播矩阵；根据所述传播矩阵与所述预处理后的实测波形，反演得到所述直达波的波形；将所述反演得到的直达波的波形从所述预处理后的实测波形中移除，得到反射波波形，并对所述反射波波形进行偏移成像，获得最终的反射波波形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述慢度范围通过以下步骤获取：慢度时间相干法通过对阵列波形的相关函数的计算，得到所述阵列波形的到时与慢度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相关函数的计算公式为：ρ(S,T)=1m×∫tT+Tw|Σi=1mwi[t+S(i-1)δ]|2dtΣi=1m∫TT+Tm|wi[t+S(i-1)δ]|2dt]]>其中，ρ(S,T)为相关函数，S为慢度，T为计算时窗起始位置，m为接收器的总个数，Tw为对比窗口长度，wi(t)为第i道波形，δ为各接收器之间的间距。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据计算出的慢度范围构建传播矩阵步骤具体为：根据计算出的慢度范围求出速度范围，根据所述速度范围构建传播矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传播矩阵为：E=E11-n...EL1-n......E10...EL0......E1N-n...ELN-n]]>其中，N是接收器的总个数，n为不大于N的自然数，L为直达波阵型的总个数，l为不大于L的自然数，ω为角频率，d为相邻两个接收器之间的距离，Vl为直达波中第l个阵型的速度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直达波的波形计算公式为：A=(E~TE)-1E~TW...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫昊，陈浩，何晓，王秀明，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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