一种反射波提取方法及装置、反射声波成像测井仪器制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供一种反射波提取方法及装置、反射声波成像测井仪器；该反射波提取方法包括：获取反射声波成像测井仪器中接收器包括的M个接收单元在N个采样时间点接收的声波信号；针对各接收单元，读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的声波信号，并对m道声波信号进行处理；该处理是针对各采样时间点，将m道声波信号在该采样时间点对应的m个采样值的中位数确定为待剔除信号值，并将该接收单元接收的声波信号在该采样时间点的采样值与待剔除信号值的差值确定为该接收单元在该采样时间点对应的反射波信号值；输出各接收单元在各采样时间点对应的反射波信号值。本发明专利技术对于反射界面与井轴平行的情况仍然可获得良好的应用效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及石油地球物理勘探和声波信号处理领域，更具体地，本专利技术的实施方式涉及一种反射波提取方法及装置、反射声波成像测井仪器。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。随着世界范围内油气勘探开发程度的不断深入，油气勘探逐渐趋向于寻找中小型、隐蔽型和复杂构造油气藏。地震勘探和常规声波测井分别由于分辨率较低和探测深度较浅而无法满足这些油气藏的勘探需求。近年来新兴的反射声波成像测井技术以井中声源辐射到井外地层中的声波信号作为入射波，探测从井旁裂缝、地层界面或小构造等声阻抗不连续界面反射回来的声波信号，通过分析处理接收器接收到的全波列阵列信号，可以对井眼周围的地层构造进行声波成像，以了解井旁地质构造信息，这种新的测井技术在分辨率和探测深度方面恰好介于井间地震和常规声波测井之间，可以用于对井周围数米到数十米范围内的地层构造及地质体进行探测和精细描述，还可用于钻井地质导向，该技术具有良好的应用前景，因而受到国内外学者的广泛关注。反射声波成像测井技术测量得到的波中包括反射波、井孔模式波及其他干扰模式波，其中，井孔模式波包括幅度较大的滑行纵波、滑行横波和斯通利波等，反射波的幅度相对较小。反射波提取是从反射声波成像测井技术测量得到的波中提取出反射波信号，是反射声波成像测井技术中极为关键的处理步骤之一，是后续处理的基础，反射波提取的效果决定了后续处理结果的准确性和可靠性。但由于反射波的幅度一般远小于井孔模式波的幅度，且反射波和其他干扰模式波在时域上常混叠在一起，给反射波信号的准确提取带来了很大的困难。因此，反射波提取是反射声波成像测井技术的重点和难点。井孔模式波的幅度和波形特征与井孔模式传播的地层性质有关，也就是与所对应的测量地层有关，因而当源距一定时，反射声波成像测井技术在不同深度位置测得的波中，井孔模式波的幅度和波形特征是不一样的。传统反射波声波测井技术中的反射波提取是针对等源距情况下不同深度位置测得的波进行的，各道测量波中井孔模式波和反射波的特征都与不同深度的测量地层有关，这对于剔除各道测量波中的井孔模式波十分不利。在过去20多年里，国内外众多学者在反射波提取方面做了大量的研究工作。Hornby于1989年首次利用F-K滤波法从全波列数据中提取出了反射波，并对井旁倾斜地层界面进行了成像。1999年，Yamamoto等采用了一种新的处理方法，从BARS阵列声波数据中提取了反射波，该方法使用一个反褶积因子对不同道集数据进行处理，以聚焦反射波和直达波，再进行速度滤波和模式波消除。Coates等人于2000年根据反射波和噪声的时差差异进行了滤波处理。Chabot等人使用了径向倾角滤波法对偶极声波成像测井仪DSI测得的全波列数据进行处理以消除S、ST及反射ST波。2002年，Li等人使用VSP的处理方法对阿特拉斯公司的正交偶极阵列声波测井仪XMAC(Elite)在斜井中采集到的全波列数据进行了声反射成像处理，提取了其中的反射波并进行了偏移成像处理，但处理步骤较多，过程比较复杂。Tang等人利用带通滤波消除低频干扰，并指出可以根据反射波和直达波的传播路径不同，使用F-K滤波或者F-K滤波和中值滤波结合分离上、下行反射波，但中值滤波针对的是轴向深度方向的测量波形数据。
技术实现思路
但是，现有的反射波提取方法，如F-K滤波和中值滤波方法，所针对的数据都是不同深度点的相同源距的波形数据，井孔模式波的到达时间基本相当，若井旁的反射界面相对于井轴来说是倾斜的，则反射波的同相轴也是倾斜的，这种情况下，这些滤波方法是有效的。但是，当井旁的反射界面与井轴是平行时，反射波的同相轴也与井轴是平行，此时F-K滤波和中值滤波等现有的反射波提取方法就无效了。为此，非常需要一种改进的反射波提取方法。在本上下文中，本专利技术的实施方式期望提供一种反射波提取方法及装置、反射声波成像测井仪器。在本专利技术实施方式的第一方面中，提供了一种反射波提取方法式，用于对反射声波成像测井仪器测得的声波信号进行处理；所述反射声波成像测井仪器包括发射器和接收器，所述接收器包括M个按圆形排列且相互之间声电隔离的接收单元；所述接收单元用于接收所述发射器辐射出的在井眼和地层中传播的声波信号；所述发射器位于穿过所述M个接收单元所在圆形的圆心且与该圆形所在平面垂直的轴上；所述反射波提取方法包括：步骤1，获取所述M个接收单元在N个采样时间点所接收的声波信号；步骤2，针对每一所述接收单元，读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的m道声波信号，并对所述m道声波信号进行步骤21-步骤22的处理：步骤21，针对每一所述采样时间点，将所述m道声波信号在该采样时间点对应的m个采样值的中位数确定为待剔除信号值；步骤22，计算该接收单元所接收的声波信号在该采样时间点的采样值与所述待剔除信号值的差值，并将该差值确定为该接收单元在该采样时间点对应的反射波信号值；步骤3，输出每一所述接收单元在每一所述采样时间点对应的反射波信号值；其中，M、m、N均为自然数，8≦M，3≦m≦M。在本专利技术实施方式的第二方面中，提供了一种反射波提取装置，用于对反射声波成像测井仪器测得的声波信号进行处理；所述反射声波成像测井仪器包括发射器和接收器，所述接收器包括M个按圆形排列且相互之间声电隔离的接收单元；所述接收单元用于接收所述发射器辐射出的在井眼和地层中传播的声波信号；所述发射器位于穿过所述M个接收单元所在圆形的圆心且与该圆形所在平面垂直的轴上；所述反射波提取装置包括：信号获取模块，用于获取所述M个接收单元在N个采样时间点所接收的声波信号；信号道读取模块，用于针对每一所述接收单元，读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的m道声波信号；第一信号处理模块，用于针对每一所述采样时间点，将所述m道声波信号在该采样时间点对应的m个采样值的中位数确定为待剔除信号值；第二信号处理模块，用于计算该接收单元所接收的声波信号在该采样时间点的采样值与所述待剔除信号值的差值，并将该差值确定为该接收单元在该采样时间点对应的反射波信号值；结果输出模块，用于输出每一所述接收单元在每一所述采样时间点对应的反射波信号值；其中，M、m、N均为自然数，8≦M，3≦m≦M。在本专利技术实施方式的第三方面中，提供了一种反射声波成像测井仪器，包括：发射器、接收器以及反射波提取装置；所述接收器包括M个按圆形排列且相互之间声电隔离的接收单元；所述接收单元用于接收所述发射器辐射出的在井眼和地层中传播的声波信号；所述发射器位于穿过所述M个接收单元所在圆形的圆心且与该圆形所在平面垂直的轴上；所述反射波提取装置包括：信号获取模块，用于获取所述M个接收单元在N个采样时间点所接收的声波信号；信号道读取模块，用于针对每一所述接收单元，读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的m道声波信号；第一信号处理模块，用于针对每一所述采样时间点，将所述m道声波信号在该采样时间点对应的m个采样值的中位数确定为待剔除信号值；第二信号处理模块，用于计算该接收单元所接收的声波信号在该采样时间点的采样值与所述待剔除信号值的差值，并将该差值确定为该接收单元在该采样时间点对应的反射波信号值；结果输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射波提取方法，其特征在于，用于对反射声波成像测井仪器测得的声波信号进行处理；所述反射声波成像测井仪器包括发射器和接收器，所述接收器包括M个按圆形排列且相互之间声电隔离的接收单元；所述接收单元用于接收所述发射器辐射出的在井眼和地层中传播的声波信号；所述发射器位于穿过所述M个接收单元所在圆形的圆心且与该圆形所在平面垂直的轴上；所述反射波提取方法包括：步骤1，获取所述M个接收单元在N个采样时间点所接收的声波信号；步骤2，针对每一所述接收单元，读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的m道声波信号，并对所述m道声波信号进行步骤21‑步骤22的处理：步骤21，针对每一所述采样时间点，将所述m道声波信号在该采样时间点对应的m个采样值的中位数确定为待剔除信号值；步骤22，计算该接收单元所接收的声波信号在该采样时间点的采样值与所述待剔除信号值的差值，并将该差值确定为该接收单元在该采样时间点对应的反射波信号值；步骤3，输出每一所述接收单元在每一所述采样时间点对应的反射波信号值；其中，M、m、N均为自然数，8≦M，3≦m≦M。

【技术特征摘要】
1.一种反射波提取方法，其特征在于，用于对反射声波成像测井仪器测得的声波信号进行处理；所述反射声波成像测井仪器包括发射器和接收器，所述接收器包括M个按圆形排列且相互之间声电隔离的接收单元；所述接收单元用于接收所述发射器辐射出的在井眼和地层中传播的声波信号；所述发射器位于穿过所述M个接收单元所在圆形的圆心且与该圆形所在平面垂直的轴上；所述反射波提取方法包括：步骤1，获取所述M个接收单元在N个采样时间点所接收的声波信号；步骤2，针对每一所述接收单元，读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的m道声波信号，并对所述m道声波信号进行步骤21-步骤22的处理：步骤21，针对每一所述采样时间点，将所述m道声波信号在该采样时间点对应的m个采样值的中位数确定为待剔除信号值；步骤22，计算该接收单元所接收的声波信号在该采样时间点的采样值与所述待剔除信号值的差值，并将该差值确定为该接收单元在该采样时间点对应的反射波信号值；步骤3，输出每一所述接收单元在每一所述采样时间点对应的反射波信号值；其中，M、m、N均为自然数，8≦M，3≦m≦M。2.根据权利要求1所述的反射波提取方法，其特征在于，所述反射波提取方法还包括：改变所述发射器和所述接收器之间的源距，并继续执行所述步骤1～步骤3。3.根据权利要求1所述的反射波提取方法，其特征在于，所述反射波提取方法还包括：改变所述反射声波成像测井仪器测量的深度，并继续执行所述步骤1～步骤3。4.根据权利要求1所述的反射波提取方法，其特征在于，所述反射波提取方法还包括：改变所述反射声波成像测井仪器测量的深度，以及改变所述发射器和所述接收器之间的源距，并继续执行所述步骤1～步骤3。5.根据权利要求1所述的反射波提取方法，其特征在于，m为奇数；所述的读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的m道声波信号，包括：读取该接收单元及其两侧各个相邻的接收单元所接收的m道声波信号。6.根据权利要求1所述的反射波提取方法，其特征在于，m为偶数；所述的读取包括该接收单元在内的m个相邻的接收单元所接收的m道声波信号，包括：读取该接收单元及其一侧个相邻的接收单元、另一侧个相邻的接收单元所接收的m道声波信号。7.根据权利要求6所述的反射波提取方法，其特征在于，所述的读取该接收单元及其一侧个相邻的接收单元、另一侧个相邻的接收单元所接收的m道声波信号，包括：读取该接收单元及其第一预定侧个相邻的接收单元、第二预定侧个相邻的接收单元所接收的m道声波信号，其中，所述第一预定侧与所述第二预定侧为该接收单元的不同侧。8.一种反射波提取装置，其特征在于，用于对反射声波成像测井仪器测得的声波信号进行处理；所述反射声波成像测井仪器包括发射器和接收器，所述接收器包括M个按圆形排列且相互之间声电隔离的接收单元；所述接收单元用于接收所述发射器辐射出的在井眼和地层中传播的声波信号；所述发射器位于穿过所述M个接收单元所在圆形的圆心且与该圆形所在平面垂直的轴上；所述反射波提取装置包括：信号获取模块，用于获取所述M个接收单元在N个采样时间点所接收的声波信号；信号道读取模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：车小花，乔文孝，鞠晓东，曾联波，赵宏林，卢俊强，门百永，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11