一种单极子阵列声波质量评估方法

本发明涉及测井数据质量评估，具体为一种单极子阵列声波质量评估方法。

背景技术：

1、声波测井在油气资源的勘探开发过程中具有中要作用，其中阵列声波测井技术用途尤为广泛。阵列声波测井仪器一般包含有一种乃至于多种声源，同时有多个接收器，声源每次激发仪器都能接收到一个波形阵列，每个波形阵列包含有多道波形。阵列声波信号经过处理后可以识别裂缝、识别岩性和气层、研究岩石机械特性、评价地层各向异性、估算地层渗透率等。

2、传统的阵列声波测井数据的质量评估需要依赖具有一定背景知识的专业技术人员，且需要考虑的因素比较多，不同的技术人员可能对同一个数据的质量评估结果存在差异，而其中最大的缺点就是数据质量评估的时效性较差。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种单极子阵列声波质量评估方法，包括以下步骤：s1.通过声波测量井内数据，并建立单极子阵列波形图；s2.对单极子阵列波形图的各项数据进行评估，分别生成波形质量标志曲线；s3.对生成的波形质量标志曲线分别进行数据质量评估；s4.依照数据质量评估结果进行综合评估并将评估结果可视化。

2、进一步地，所述s2步骤具体包括以下子步骤：利用时间-慢度相干评估单个深度波形阵列中各个波形间时域相似度；利用频谱相关系数评估单个深度波形阵列中各个波形频谱的相似度；利用奇异值分解评估单个接收器接收到的波形质量；对每道波形做傅里叶变换，检测波形阵列中每个波形的主频。

3、进一步地，所述利用时间-慢度相干评估单个深度波形阵列中各个波形间时域相似度具体包括以下子步骤：a1.设置stc的时间窗起始位置以及慢度搜索范围；a2.计算得到时间-慢度相干图，并计算时间-慢度相干图的最大值；a3.判断计算得到的最大值是否大于阈值：若大于阈值，则该数据合格并标记为1；若小于等于阈值，则该数据不合格并标记为0。

4、进一步地，所述各个波形间时域相似度的计算公式为：其中，tw表示窗长，s表示慢度，τ表示时间窗在第一道波形的开窗位置，r为相关系数，△z为仪器接收器之间的间距，m表示接收器的数量。

5、进一步地，所述各个波形频谱的相似度的计算公式为：其中，cc为相关系数，m为频谱的长度，n为接收器的数量，xj(i)为第j道波形频谱的第i个值。

6、进一步地，所述利用奇异值分解评估单个接收器接收到的波形质量具体包括以下子步骤：b1.收集统计接收器波形并进行奇异值分解；b2.用部分奇异值重构波形；b3.评估每道重构波形与原始波形的相关性，并判断是否大于阈值：若大于阈值，则为正常波形并标记为1；若小于等于阈值，则为异常波形并标记为0。

7、进一步地，所述利用奇异值分解评估单个接收器接收到的波形质量的分解计算的公式为：y＝usvt；其中，y∈rmxl为输入的波形矩阵，m为波形道数，l为每道波形的采样点数，u∈rmxm，s∈rmxl，v∈rlxl，vt表示矩阵v的转置矩阵,r为实数。

8、进一步地，所述s3步骤具体包括以下子步骤：s31.根据波形质量标志曲线划分深度区间；s32.计算每个深度区间的曲线异常率。

9、进一步地，所述s32步骤中曲线异常率划分为四个等级：优：0-10％；良：10-30％；合格：30-50％；不合格：＞50％；并将上述四个等级分别编码为1、2、3、4。

10、本发明提供了一种单极子阵列声波质量评估方法，具有以下有益效果：

11、本发明通过多种信号处理方法实现对阵列声波数据的多角度综合评估，有效提高数据评估的自动化程度，并且实现评估结果的多级可视化。本发明不仅适用于石油勘探开发领域中电缆声波测井、随钻声波测井数据，同时也适用于其他领域具有相似原理的阵列声波数据。

技术特征：

1.一种单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述s2步骤具体包括以下子步骤：

3.根据权利要求2所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述利用时间-慢度相干评估单个深度波形阵列中各个波形间时域相似度具体包括以下子步骤：

4.根据权利要求2所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述各个波形间时域相似度的计算公式为：其中，tw表示窗长，s表示慢度，τ表示时间窗在第一道波形的开窗位置，r为相关系数，△z为仪器接收器之间的间距，m表示接收器的数量。

5.根据权利要求2所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述各个波形频谱的相似度的计算公式为：其中，cc为相关系数，m为频谱的长度，n为接收器的数量，xj(i)为第j道波形频谱的第i个值。

6.根据权利要求2所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述利用奇异值分解评估单个接收器接收到的波形质量具体包括以下子步骤：

7.根据权利要求2所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述利用奇异值分解评估单个接收器接收到的波形质量的分解计算的公式为：y＝usvt；

8.根据权利要求1所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述s3步骤具体包括以下子步骤：s31.根据波形质量标志曲线划分深度区间；s32.计算每个深度区间的曲线异常率。

9.根据权利要求8所述的单极子阵列声波质量评估方法，其特征在于，所述s32步骤中曲线异常率划分为四个等级：优：0-10％；良：10-30％；合格：30-50％；不合格：＞50％；并将上述四个等级分别编码为1、2、3、4。

技术总结
本发明公开了一种单极子阵列声波质量评估方法，包括以下步骤：S1.通过声波测量井内数据，并建立单极子阵列波形图；S2.对单极子阵列波形图的各项数据进行评估，分别生成波形质量标志曲线；S3.对生成的波形质量标志曲线分别进行数据质量评估；S4.依照数据质量评估结果进行综合评估并将评估结果可视化。本发明通过多种信号处理方法实现对阵列声波数据的多角度综合评估，有效提高数据评估的自动化程度，并且实现评估结果的多级可视化。本发明不仅适用于石油勘探开发领域中电缆声波测井、随钻声波测井数据，同时也适用于其他领域具有相似原理的阵列声波数据。

技术研发人员：王华,杨耿骁,季运佳,宁立
受保护的技术使用者：电子科技大学（深圳）高等研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22