基于慢度‑时间的双源距全波列测井横波速度提取方法与流程

文档序号:12747110阅读:509来源:国知局
基于慢度‑时间的双源距全波列测井横波速度提取方法与流程

本发明涉及岩体的横波速度提取方法,尤其是涉及基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法。



背景技术:

岩体的横波速度,是获取岩体泊松比、体积模量和剪切模量的重要参数,同时对于岩体的孔隙度以及裂缝等参数也具有重要的表征。钻孔取样获得的岩体样本不同于原状地层,且无法直接获取岩体破碎带的速度信息。在工程地质勘察中,常利用双源距全波列测井来获取原位岩体的纵波和横波速度信息。

工程地质勘察常用的双源距全波列测井技术,如声速或声幅测井,只应用了声波全波列中的首波,对全波列中其他的信息利用较少。全波列测井不仅可以利用纵波速度和幅度信息,还可以利用其他后续波成分提取横波速度。全波列测井技术作为获得横波速度的方法之一,在工程地质勘察测孔中广为应用。

由于纵波速度大于横波速度,横波速度大于斯通利波速度,所以接收到信号的首波为纵波。根据不同组分的波其速度具有一定的差异性,全波列信号可分为纵波、横波、斯通利波等。横波和纵波可以相对分离,但横波并无明显初至且受纵波和后续波的影响,无法直接拾取横波初至从而求取横波速度。另外,双源距全波列测井仅有两个检波器进行接收,其横波速度的提取相对较难,且受人为因素影响较大。目前双源距全波列测井主要的横波速度提取方法如下:

(1)相关对比法

相关对比法是利用两道全波列信号求某一段波列的互相关函数,进而求得该波群速度的一种方法。应用该方法对采集的信号进行互相关分析,可以识别S波的到时。由于纵波一般可包含3-7个子波,子波的相关也容易出现能量团,因此相关对比法直接提取横波速度效果并不显著。

(2)波形识别法

在全波列测井波形中纵波作为首波,当岩层横波速度大于井内流体声速时,可利用波形识别在全波列波形图上识别横波,根据纵、横波时差比变化范围,确定横波的初至。对于不同岩石,横波与纵波到时存在如下关系:

公式(1)

其中σ表示岩体的泊松比;⊿ts表示横波时间差;⊿tp表示纵波时间差。

根据纵波传播一周所需时间,纵、横波传播源距所需时间差值,可以估计出纵波延续5-9个周波后出现横波,根据横波出现的范围拾取横波的初至并计算横波速度。该方法本质上还是提取横波的初至,但受制于信号干扰、纵波及后续波等多重因素的影响,横波的初至不明显,所以该方法受人为因素影响较大。

双源距全波列声波测井数据中横波速度的提取较为困难,目前的双源距全波列测井多为仅提供地层的纵波速度,提取横波速度成功的案例很少。



技术实现要素:

本发明目的在于提供一种基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法。

为实现上述目的,本发明采取下述技术方案:

本发明所述基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法,以纵波速度为基础,与横波的发育特征相互结合来圈定横波在慢度-时间相干谱上的发育范围,将横波速度与纵波速度显著分开,减少人为干预,横波速度处理结果更加稳定,包括以下步骤:

S1、由于纵波速度大,全波列的首波即纵波,因此首先读取测井数据的首波,根据双源距两道探头之间的时间差,获得测井数据的纵波波速Vp,并计算获得纵波的慢度Sp=1/Vp

S2、利用慢度-时间相关,计算不同时间波形的相关程度;

S3、根据步骤S1提取的首波,确定相应的纵波能量团发育位置,并以此来确定横波的发育位置;

S4、对于不同泊松比的岩体,岩体横波速度一般为纵波速度的0.5~0.8倍,由此根据纵波速度,估算出横波的分布范围,结合横波在时间轴上的发育范围圈定横波的能量团;

S5、将慢度-时间相干谱上的纵波、横波能量团单独提取并沿时间轴进行积分,得到分离后的纵波、横波在慢度域的相干系数曲线;

S6、由于纵波、横波的相干曲线均存在一定的峰值,将横波的峰值提取出来以获得横波的慢度,利用慢度和速度的关系,将慢度转换为速度即可获取双源距全波列测井的横波速度信息。

本发明优点在于以纵波速度为基础,与横波的发育特征相互结合圈定横波在慢度-时间相干谱上的发育范围,将横波速度与纵波速度显著分开,减少人为干预,使横波速度处理结果更加客观、准确和稳定。

附图说明

图1是本发明实施例的工作流程图。

图2是本发明实施例所述的纵波、横波相干能量团圈定图。

图3是本发明实施例所述提取的纵波、横波相干曲线。

具体实施方式

本发明所述基于慢度-时间的双源距全波列测井横波速度提取方法,以纵波速度为基础,与横波的发育特征相互结合来圈定横波在慢度-时间相干谱上的发育范围,将横波速度与纵波速度显著分开,减少人为干预,横波速度处理结果更加稳定,包括以下步骤:

S1、由于纵波速度大,全波列的首波即纵波,因此首先读取测井数据的首波,根据双源距两道探头之间的时间差,获得测井数据的纵波波速Vp,并计算获得纵波的慢度Sp=1/Vp

S2、利用慢度-时间相关,计算不同时间波形的相关程度;

S3、根据步骤S1提取的首波,确定相应的纵波能量团发育位置,并以此来确定横波的发育位置;

S4、对于不同泊松比的岩体,岩体横波速度一般为纵波速度的0.5~0.8倍,由此根据纵波速度,估算出横波的分布范围,结合横波在时间轴上的发育范围圈定横波的能量团,如图2所示;

S5、将慢度-时间相干谱上的纵波、横波能量团单独提取并沿时间轴进行积分,得到分离后的纵波、横波在慢度域的相干系数曲线如图3所示;

S6、由于纵波、横波的相干曲线均存在一定的峰值,将横波的峰值提取出来以获得横波的慢度,利用慢度和速度的关系,将慢度转换为速度即可获取双源距全波列测井的横波速度信息。

如图1所示,本发明工作流程步骤如下:

在步骤401中,由于纵波速度较大,所以双源距全波列测井的首波即纵波,根据首波提取纵波的初至,然后执行步骤402;

在步骤402中,根据纵波的初至和双源距之间的距离,计算纵波的波速,然后执行步骤403 ;

在步骤403中,选取测井波形中的典型时间段,按照不同的慢度特征进行相干计算,获得不同时间和不同慢度所对应的相干谱,即可获得测井曲线的慢度-时间相干谱(STC图谱),然后执行步骤404;

在步骤404中,根据纵波和横波的关系,确定大致的横波速度分布范围并确定其大致慢度范围;根据双源距全波列测井波形曲线的第一道波形,即可确定横波大致发育的时间范围,根据横波发育的慢度特征和时间特征,圈定横波速度的能量团分布位置,如图2所示,然后执行步骤405;

在步骤405中,将提取的纵波能量团和横波能量团沿时间轴进行积分,获取纵波和横波的最大相干曲线,如图3所示,根据峰值提取原理,提取信号所对应的横波慢度,然后执行步骤406;

在步骤406中,根据速度和慢度的基本关系,将提取的横波慢度转换为横波速度,即可获得双源距全波列测井的横波速度信息。

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