一种地层声波时差的测试提取方法技术

本发明专利技术公开了一种地层声波时差的测试提取方法，包括：步骤一：确定三层神经网络的输入层向量，中间层向量，以及输出层向量；步骤二：根据历史数据获取训练样本对神经网络进行训练；步骤三：按照一定的采样周期获取地层深度H、温度T、湿度F、压强P，并将上述参数进行规格化，得到输入层向量和输出层向量；步骤四：对接收器移动速度和接收器间距进行控制；步骤五、根据输出层向量中紧急停止信号，判断测井仪的运行状态。其能基于实时检测到的地层状况来调节测井仪的工作状况，提高测试的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种地层声波时差的测试提取方法
本专利技术涉及石油勘探领域，尤其涉及一种地层声波时差的测试提取方法。
技术介绍
随钻声波测井技术是在电缆测井技术的基础上发展起来的，与电缆测井相比，它能够在泥浆滤液侵入到地层之前对数据进行有效采集，受侵入影响较小，能够更为客观的探测到原始地层状况，地层信息具有更高的研究价值。随钻测井技术的应用，把钻井和测井两个过程合二为一，在钻井的过程中完成录井，提高了钻井作业效率，大大降低了测井的成本。另外，在一些高难度的测井作业中，例如水平井、大斜度井的测试中，电缆测井无法完成测井工作，只能选用随钻测井。石油勘探领域地层声波时差数据可以用来进行地层对比、确定地层孔隙度、计算地层孔隙压强等，用途广泛，但在实际钻井过程中，经常出现声波时差数据不完整或者由于井况原因准确测量的问题，为了给地层判断提供更多数据支持以及为钻井安全提供较为可靠的地层压强信息，相关技术人员经常利用Faust经验公式来拟合计算缺失部分的地层声波时差数据。作为一种较为常见的地层声波时差计算方法，Faust经验公式可以满足一般常温常压井的作业需求，但当地层岩性变得复杂，或地层孔隙压强系数变高时，Faust经验公式的拟合结果往往不尽人意，对现场的地层孔隙压强系数的计算或者地层物性的判断并不能提供可靠的数据参考，甚至误导现场决策者的作业思路，间接性地带来不必要的经济损失。
技术实现思路
本专利技术为解决目前的技术不足之处，提供了一种地层声波时差的测试提取方法，其能基于实时检测到的地层状况来调节测井仪的工作状况，提高测试的准确性；本专利技术的另一目的是在无法测试时能够模拟计算出声波时差，提高了拟合地层声波时差的准确度。本专利技术提供的技术方案为：一种地层声波时差的测试提取方法，包括以下步骤：步骤一、按照采样周期，获取地层深度H、温度T、湿度F、压强P；步骤二、依次将步骤一中获取的参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中x1为深度系数、x2为温度系数、x3为湿度系数、x4为压强系数；步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；步骤四、得到输出层向量o＝{o1,o2,o3}；o1为接收器移动速度调节系数，o2为接收器间距调节系数；o3为紧急停止信号；步骤五、控制接收器移动速度和接收器间距，使其中，别为第i次采样周期输出层向量前两个参数，vmax为接收器移动最大速度，Smax为接收器最大间距，vi+1为第i+1个采样周期时接收器移动速度，Si+1为第i+1个采样周期时接收器间距。优选的是，还包括：根据第i次周期中的地层深度H、温度T、湿度F、压强P，当时判定此环境状态不适于测井仪的工作，进行紧急停止。优选的是，当时，测井仪停止检测，取对应处的地层岩样测试其电阻率，并拟合计算声波时差Δt：其中，RD为地层电阻率；k,c,d为常数。优选的是，所述常数k,c,d的确定：实际测量地层的不同深度的一组地层电阻率和对应的声波时差，模拟得到数据关系式，确定k,c,d的数值。优选的是，初始状态时，所述接收器间距S0满足：优选的是，所中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，q为输出层节点个数。优选的是，步骤三中，将地层深度H、温度T、湿度F、压强P进行规格化的公式为：其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别为测量参数H、T、F、P，j＝1,2,3,4；Xjmax和Xjmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值。优选的是，初始状态，接收器移动速度v0满足：v0＝0.76vmax。本专利技术所述的有益效果：本专利技术提供的基于BP神经网络的地层声波时差的测试提取方法，构建了人工神经网络，具有自学习和预测功能，使其具有良好的适应性和调控的准确性。能够大大提高测试效率和准确率。同时在测井仪不便于测试时，可以根据实测的声波时差与电阻率构建的关系模型，确认关系后模拟计算得到声波时差。附图说明图1为本专利技术的第一个测试井地层不同井深的Fuast经验公式拟合声波时差与实测声波时差的图像。图2为本专利技术的第二个测试井地层不同井深的Fuast经验公式拟合声波时差与实测声波时差的图像。图3为本专利技术的第三个测试井地层不同井深的Fuast经验公式拟合声波时差与实测声波时差的图像。图4为本专利技术的Fuast经验公式拟合声波时差、改进Fuast经验公式拟合声波时差与实测声波时差的地层压强梯度随井深变化图。图5为本专利技术的基于Fuast经验公式拟合声波时差、改进Fuast经验公式拟合声波时差与实测声波时差的地层压力梯度随井深变化图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供一种地层声波时差的测试提取方法，在钻井过程中控制测试声波时差。随着钻井过程的进行，采用测井仪进行测试。深度测量传感器沿井下管柱设置，用于检测测试位置的深度。压强计托筒，其设置在井下管柱内，用于进行井下压强信息无线通讯；精密直读压强计，其设置在所述压强计拖筒内，用于检测井下压强和温度；湿度计，其设置在压强计拖筒内；继器，其设置在井下管柱内，用于接收并压强、温度信息，并放大为高频电磁波信号；控制器，其设置在地面，用于接收并解码所述高频电磁波信号，并控制所述中继器、压强计托筒的工作状态。基于BP神经网络的地层声波时差的测试提取方法步骤如下：步骤一S110：建立BP神经网络模型。本专利技术采用的BP网络体系结构由三层组成，第一层为输入层，共n个节点，对应了表示n个输入参数，些信号参数由数据预处理模块给出。第二层为隐层，共m个节点，由网络的训练过程以自适应的方式确定。第三层为输出层，共p个节点，由系统实际需要输出的响应确定。该网络的数学模型为：输入向量：x＝(x1,x2,...,xn)T中间层向量：y＝(y1,y2,...,ym)T输出向量：O＝(o1,o2,...,op)T本专利技术中，输入层节点数为n＝4，输出层节点数为p＝3。隐藏层节点数m由下式估算得出：输入信号4个参数分别表示为：x1为深度系数、x2为温度系数、x3为湿度系数、x4为压强系数。由于传感器获取的数据属于不同的物理量，其量纲各不相同。因此，在数据输入人工神经网络之前，需要将数据规格化为0-1之间的数。具体而言，对于地层深度H，进行规格化后，得到深度系数：其中，Hmax和Hmin分别为地层最大深度和最小深度。同样的，对温度传感器测量的环境温度T进行规格化后，得到环境温度系数：其中，Tmax和Tmin为地层最高温度和最低温度。同样的，对湿度F进行规格化后，得到地层湿度系数：其中，Fmax和Fmin分别为地层最大湿度和最小湿度。同样的，对地层压强P进行规格化后，得到地层压强系数：其中，Pmax和Pmin分别为地层最大压强和最小压强。输出的三个参数分别表示为：o1为接收器移动速度调节系数，o2为接收器间距调节系数；o3为紧急停止信号；接收器移动速度调节系数o1表示下一个采样周期时移动速度与最大速度之比，即在第i个采样周期获取输入参数，通过BP神经网络输出第i个采样周期的接收器移动速度调节系数控制第i+1个采样周期中的接收器移动速度vi+1，使其满足：其中，vmax为接收器最大移动速度。接收器间距调节系数o2表示下一个采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地层声波时差的测试提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按照采样周期，获取地层深度H、温度T、湿度F、压强P；步骤二、依次将步骤一中获取的参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中x1为深度系数、x2为温度系数、x3为湿度系数、x4为压强系数；步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；步骤四、得到输出层向量o＝{o1,o2,o3}；o1为接收器移动速度调节系数，o2为接收器间距调节系数；o3为紧急停止信号；步骤五、控制接收器移动速度和接收器间距，使

【技术特征摘要】
1.一种地层声波时差的测试提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按照采样周期，获取地层深度H、温度T、湿度F、压强P；步骤二、依次将步骤一中获取的参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中x1为深度系数、x2为温度系数、x3为湿度系数、x4为压强系数；步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；步骤四、得到输出层向量o＝{o1,o2,o3}；o1为接收器移动速度调节系数，o2为接收器间距调节系数；o3为紧急停止信号；步骤五、控制接收器移动速度和接收器间距，使其中，别为第i次采样周期输出层向量前两个参数，vmax为接收器移动最大速度，Smax为接收器最大间距，vi+1为第i+1个采样周期时接收器移动速度，Si+1为第i+1个采样周期时接收器间距。2.根据权利要求1所述的地层声波时差的测试提取方法，其特征在于，还包括：根据第i次...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖茂林，胡益涛，王盼，林玩雄，刘挺，陈现军，魏晓新，
申请(专利权)人：中法渤海地质服务有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12