利用井眼声波数据反演地层各向异性常数的数据驱动方法技术

提出了一种方法，其中使用井眼声波数据实现地层各向异性常数的反演。现地层各向异性常数的反演。现地层各向异性常数的反演。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用井眼声波数据反演地层各向异性常数的数据驱动方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月2日提交的美国临时专利申请62/909429的优先权，其全部内容以引用方式并入。


[0003]本公开的方面涉及声波数据的操纵。更具体地，本公开的方面涉及使用声波数据反演地层各向异性常数的方法。

技术介绍

[0004]传统上，声波波形处理工作流程主要由地层压缩(dtc)和剪切(dts)慢度或P&S的评估组成。这两种测井记录可使用斯伦贝谢技术公司(Schlumberger Technology Corporation)的设备通过来自单极或偶极发射器或四极发射器的波形提取。然而，大多数沉积岩表现出一定程度的各向异性。对于含有页岩的地质矿床来说尤其如此。这种各向异性效应在地质力学研究中起着重要作用。页岩中最常观察到的各向异性类型被称为垂直横向各向同性(VTI)，其中需要五个参数来描述弹性常数。使用在该领域中通常使用的符号语言，这种类型的各向异性可以由两个垂直慢度(即dtc和dts，或者通过两个速度，即VP0和VS0)和三个无量纲(所谓的“汤姆森(Thomsen)”)参数∈、γ和δ来描述，对于各向同性地层，这些参数减小到零。这三个参数是建立地质力学分析的力学地球模型(MEM)所必需的，例如估计岩石硬度、强度、应力、出砂预测、井筒稳定性和水力压裂设计。
[0005]上述三个汤姆森参数不能由井眼声波测井工具沿给定深度的单一取向直接测量。基于模型的反演方法用于估计这些各向异性常数。这种基于模型的反演方法不是稳健的，并且可能产生不可靠的结果，因为在成本函数中存在几个局部最小值，该成本函数由测量的井眼模式和理论的井眼模式之间的失配来定义。此外，还需要知道井下环境中的泥浆属性，以便可以计算基于模型的反演。然而，这些泥浆特性往往没有被测量。在某些情况下，这些泥浆属性值可能对井眼频散(dispersion)模式有很大影响。
[0006]因此，需要精确估计各向异性参数，包括三个汤姆森参数。
[0007]还需要精确估计作为深度函数的各向异性参数。
[0008]还需要使用物理约束的数据驱动方法来精确估计这些各向异性参数。

技术实现思路

[0009]因而能够详细理解本公开的上述特征的方式，对本公开的更具体的描述，简要概括如下，可以通过参考实施例来获得，其中一些实施例示出在图中。要注意的是，附图仅说明了本公开的典型实施例，因此不应被视为对其范围的限制，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例而无需具体叙述。因此，以下概述仅提供了描述的几个方面并且不应用于将所描述的实施例限制为单个概念。
[0010]在一个非限制性实施例中，公开了一种方法。该方法可以包括
[0011]获得波形并处理所获得的波形以获得斯通利频散、弯曲频散、四极频散和伪瑞利频散中的至少一种。该方法还可以包括对斯通利频散、弯曲频散、四极频散和伪瑞利频散的内插理论频散执行计算和获得库计算中的至少一个。该方法还可以包括使用对获得的波形的处理和对理论频散的内插来执行对泥浆慢度的初始估计，并且计算获得至少一个斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的经处理的波形与斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的理论频散之间的失配。该方法还可以包括将至少一个DTmud值估计为垂直深度剖面，并使用该至少一个估计的DTmud值来计算理论频散和经处理的波形之间的第二失配。该方法还可以包括通过最小化第二失配和使用回归来估计至少一个参数，计算多个深度上的至少一个参数。该方法还可以包括基于回归来更新至少一个参数的值，以及基于基于回归的至少一个参数的更新值来计算理论频散和测量频散之间的第三失配。该方法还可以包括通过最小化理论频散和测量频散之间的失配来估计至少一个参数的最终值。
[0012]在另一示例实施例中，可执行一种方法。该方法可以包括从地层中的声波井眼设备获得波形。该方法还可以包括处理从声波井眼设备获得的波形，以获得斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的至少一个值。该方法还可以进一步包括执行计算以产生波形的斯通利频散、弯曲频散、四极频散和伪瑞利频散的理论频散。该方法还可以包括使用获得的波形的处理和理论频散来执行泥浆慢度的初始估计。该方法还可以包括计算获得至少一个斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的经处理的波形与斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的理论频散之间的第一失配。该方法还可以包括将至少一个DTmud值估计为垂直深度剖面，并且使用至少一个估计的DTmud值来计算理论频散和处理的波形之间的第二失配。该方法还可以通过最小化第二失配并使用回归来估计地层的至少一个汤姆森参数，计算多个深度上的至少一个修正的汤姆森参数。该方法还可以包括基于基于回归的汤姆森参数的更新值来计算理论频散和测量频散之间的第三失配。该方法还可以包括通过最小化理论频散和测量频散之间的失配来估计至少一个汤姆森参数的最终值。
附图说明
[0013]因而能够详细理解本公开的上述特征的方式，对本公开的更具体的描述，以上简要概括的，可以通过参考实施例来获得，其中一些实施例在附图中示出。然而，要注意，附图仅图示了本公开的典型实施例，因此不应被视为限制其范围，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例。
[0014]图1是北海页岩A1岩心的合成单极斯通利(Stoneley)和偶极(dipole)弯曲频散曲线图。
[0015]图2A是硬页岩G32岩心的合成单极斯通利和偶极弯曲频散曲线。
[0016]图2B是图2A的硬页岩G32岩心的伪瑞利(Pseudo
‑
Rayleigh)频散曲线。
[0017]图3A是北海页岩A1岩心样本的单极斯通利频率对泥浆慢度的灵敏度图。
[0018]图3B是图3A的岩心样本的单极斯通利频率对汤姆森参数∈、γ和δ的灵敏度图。
[0019]图4A是北海页岩A1岩心样本的频率偶极弯曲频散对泥浆慢度的灵敏度图。
[0020]图4B是图4A的岩心样本的偶极弯曲频散频率对汤姆森参数∈、γ和δ的灵敏度图。
[0021]图5A是硬页岩G32岩心样本的单极斯通利频率对泥浆慢度的灵敏度图。
[0022]图5B是图5A的岩心样本的单极斯通利频率对汤姆森参数∈、γ和δ的灵敏度图。
[0023]图6A是硬页岩G32岩心样本的偶极弯曲频率和泥浆慢度的灵敏度图。
[0024]图6B是图6A的岩心样本的∈、γ和δ的汤姆森参数的偶极弯曲频率的灵敏度图。
[0025]图7A是硬页岩G32岩心样本的伪瑞利频率对泥浆慢度的灵敏度图。
[0026]图7B示出了图7A的岩心样本的伪瑞利频率对∈、γ和δ的汤姆森参数的灵敏度图。
[0027]图8A是使用表1中数据的γ和∈的相关图。
[0028]图8B是使用表1中数据的∈和δ的相关图。
[0029]图9是表1中报告的岩心数据的局部相关性，其中带有“X”和“O”的符号代表两种不同的局部岩性。
[0030]图10是说明本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括:获得波形；处理所获得的波形以获得斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散中的至少一种；对斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的内插理论频散执行计算和获得库计算中的至少一个；使用获得的波形的处理和理论频散的内插来执行泥浆慢度的初始估计；计算获得至少一个斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的经处理的波形与斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散的理论频散之间的失配；将至少一个DTmud值估计为垂直深度剖面；使用至少一个估计的DTmud值来计算理论频散和经处理的波形之间的第二失配；通过最小化第二失配来估计至少一个参数；使用回归，计算多个深度上的至少一个参数；基于回归更新至少一个参数的值；基于基于回归的至少一个参数的更新值，计算理论频散和测量频散之间的第三失配；和通过最小化理论频散和测量频散之间的失配来估计至少一个参数的最终值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述波形由井筒声波设备产生。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述波形是单极、偶极和四极波形中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，对所获得的波形进行处理以获得斯通利、弯曲、四极和伪瑞利频散中的至少一种使用了TKO、SPI和SDICE方法中的一种。5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过最小化理论频散和测量频散之间的失配来估计DTmud值。6.根据权利要求1的方法，其中，通过最小化第二失配估计的至少一个参数是汤姆森参数。7.根据权利要求6的方法，其中，汤姆森参数是三个汤姆森参数。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷霆，R普里奥尔，
申请(专利权)人：斯伦贝谢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：