专利名称：一种油田雷达测井成像方法
技术领域：
本发明涉及一种油田雷达测井成像方法，属于成像技术领域。
背景技术：
目前，国内外单孔测井雷达中，主要集中在研究垂直于井孔方向的目标的测量定位技术，主要有两种方法第一种是，通过MUSIC等功率谱估计方法，对目标进行测量和定位，该方法不能生成雷达图像。第二种是，多接收天线数据融合成像方法，成像技术只是在垂直于井孔方向进行了数据融合成像，但是在竖直方向没有做聚焦处理。尚未见到研究竖直方向的聚焦成像技术的报道。竖直方向没有做聚焦处理，导致信杂比低、目标信号模糊、目标图像的位置不正确、分辨率和探测精度低。
发明内容
为了克服现有的单孔成像技术的上述信杂比低、目标信号模糊、目标图像的位置不正确、分辨率和探测精度低等问题，本发明提供一种单孔测井雷达竖直方向进行成像的方法，该方法能有效提高测井雷达探测的信杂比。为实现上述目的，本发明提供一种油田雷达测井成像方法，包括以下步骤(1)把测井雷达的发射天线和接收天线放到一个井孔中；(2)采集测井雷达在井孔的竖直方向上运动时所接收到的数据；(3)把所采集到的数据变换到波数域；(4)在频率波数域对测井雷达数据进行匹配滤波；
(5)在频率波数域进行插值运算；(6)把所得到的数据从波束域变换到距离域；(7)探测区域的波场值并进行成像。所述的步骤C3)是通过对探测区域的数据进行二维傅立叶变换完成，数据先从 b (xM, r = rM, t = 0)变换到 b (x，r = 0，ω)，再到 b (x，r = 0，，最后变换到 B (kx，r = 0,kj ；所述的步骤(4)是通过对数据进行卷积运算完成的；所述的步骤( 中所用的插值方法可以选择几何插值法、线性插值法、线性加cork插值法和Sine插值法中的任意一种； 所述的步骤(6)是通过对波数域的数据进行二维傅立叶逆变换来完成的。本发明的有益效果是，通过对测井雷达在竖直方向上的探测数据进行聚焦成像处理，能够在竖直方向上提高测井雷达探测图像的信杂比，使得目标更清晰，并且将目标信号聚焦到目标的真实位置，提高探测精度和分辨率，有助于数据的分析与解释。
图1是单孔测井雷达结构示意图；图2是单孔测井雷达探测示意图3是单孔测井雷达聚焦成像过程流程图；图4是插值映射示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。图1是单孔测井雷达结构示意图，本发明中，单孔测井雷达的收发天线都处在同一个井孔中，发射天线或者接收天线分别可以是单根天线，也可以是阵列天线。图2是雷达的探测示意图，在探测过程中，雷达可以沿竖直方向运动，也可以沿垂直于井孔方向转动， 或者同时沿这两个方向的运动，在运动过程中采集数据。本发明中，只对雷达在竖直方向运动时所采集的数据进行聚焦成像，该聚焦成像的过程如图3所示。首先建立图2右边所示的二维直角坐标系，该坐标系以竖直方向为χ轴，以垂直于井孔的方向为r轴。设测井雷达天线的位置坐标为(x，0)，设测井雷达记录的竖直方向的一组数据为b (X，r = 0，t)，在t轴上傅立叶变换后的数据为b (X，r = 0，ω)。设在井孔周围探测区域中存在任意一个点M的散射点，该散射点的坐标为( ，r)，该散射点处的散射波场
为 b (xM, r = rM, t = 0)。 首先，我们对M点处的数据做如下处理
f b(xM,r = rM,t = Q) = \—b
R
x,r = OJ =
νvW
dx
⑴ 其中r = ·μ，R是点M到测井雷达的距离= V(xM-x)2+r2 . X表示测井雷达的
聚焦数据，V1是雷达波在空气中的波速的一半。上式可以改写成
ff r3( R
b(xM,r=rM,t = 0)= JJ —b(x,r = 0,w)exp
Χ,W -
JOJ-
vI,
χ ω
⑵
设< 是波数kw= ω/νι，上式可以写成下面形式
b(xM,r = rM,t = 0)= \\b(x,r = Q,ka)·
T3V1
KJ
-exp
JkJ(xM-x)2+r2\bcdka ⑶(3)是一个卷积的形式，该卷积可以通过傅立叶变换的乘积来计算。因此只要知道该卷积中的第二个因子的傅立叶变换，就可以计算这个卷积。(3)式中卷积的第二个因子的傅立叶变换为E(kJ= ^V.
χ2+r2
-哪{jkmλ/χ2 +r2 ^cxp(- jk0Jx)dx
⑷
υ 积分式⑷有如下形式/( ) = J7(x)e#W^。当α —c 时，该积分可以用驻相法
a
近似的求解 1(a) ^
2π
\h"{x0)\
/Oo) exp
ja(h(x0) + sign(h\x0)-
其中^是h(x)的驻相
点，即h' (χ。)=0。在式⑷中有α = kx，/^) = :^^2+,2-χ，
k
/W =
V
r V1
χ2+r权利要求
1.一种油田雷达测井成像的方法，其特征在于所述的方法步骤如下(1)把测井雷达的发射天线和接收天线放到一个井孔中；(2)采集测井雷达在井孔的竖直方向上运动时所接收到的数据；(3)把所采集到的数据变换到波数域；(4)在频率波数域对测井雷达数据进行匹配滤波；(5)在频率波数域进行插值运算；(6)把所得到的数据从波数域变换到距离域；(7)探测区域的波场值并进行成像。
2.根据权利要求1所述的油田雷达测井成像方法，其特征在于所述的步骤(3) 是通过对探测区域的数据进行二维傅立叶变换完成，数据先从t=0)变换到 b (χ, r=0, ω)，再到力 fe r=0, AJ，最后变换到 B (k^ r=0, AJ。
3.根据权利要求1所述的油田雷达测井成像方法，其特征在于所述的步骤(4)是通过对数据进行卷积运算完成的。
4.根据权利要求1所述的油田雷达测井成像方法，其特征在于所述的步骤(5)中所用的插值方法可以选择几何插值法、线性插值法、线性加cork插值法和Sine插值法中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的油田雷达测井成像方法，其特征在于所述的步骤(6)是通过对波数域的数据进行二维傅立叶逆变换来完成的。
全文摘要
本发明涉及一种油田雷达测井成像方法，该方法是针对油田测井雷达在竖直方向上所探测的测井数据进行处理和成像，其主要步骤如下采集雷达竖直方向上的数据、波数域变换、匹配滤波、插值运算、距离域变换、探测区域内的波场值、对散射波场进行成像。这种成像方法可以使油井竖直方向上目标的信号聚焦到正确位置，便于数据的分析和解读，能够提高探测信号的信杂比，提高目标探测分辨率和探测精度。
文档编号G01S13/89GK102426359SQ201110305210
公开日2012年4月25日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者冉利民, 常文会, 李功强, 李廷军, 王程忠, 胡进峰, 赵永刚, 赵青 申请人:中国石化集团华北石油局测井公司, 中国石油化工股份有限公司