地層各向異性的評價方法
【專利摘要】本發明涉及利用交叉偶極聲波評價地層各向異性的方法。通過對交叉偶極儀器測量得到的四分量聲波波形測井儀器軸向為中心進行方位旋轉，獲取快/慢橫波的方位，進而計算得到兩個波形陣列，再采用波形匹配反演方法計算這兩個波形陣列的慢度差，確定快/慢橫波序列，從而確定快波方位，并用快/慢橫波的相對慢度差來指示地層各向異。相比于其他反演方法，本方法既快速且準確。
【專利說明】地層各向異性的評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種地層各向異性的評價方法，具體涉及根據交叉偶極聲波資料評價地層各向異性的方法。
【背景技術】
[0002]聲波測井是根據聲波的物理傳播特性，測量井下巖層的聲波傳播速度或振幅衰減等規律，由此判斷地層的巖性、估算孔隙度以及巖石的彈性力學性質的測井方法。在油氣勘探聲波測井中，偶極子聲波具有指向性，可測量地層不同方向上的聲波特性，通過使用正交放置的發射器-接收器組來測量聲波信號并進行處理來分析地層各向異性，從而可以分析地層的應力場、探測裂隙、甚至進行套管外面水壓致裂效果的評估。
[0003]在對聲波資料進行處理時，需要由實測的XX、XY、YX、YY四組分量波形來反演快橫波和慢橫波的慢度及方位。在參考文獻I中公開了一種聲波資料的處理方法，在該方法中，先以測井儀器軸向為中心旋轉四組分量波形獲取兩個陣列波形，由此獲取快慢橫波的方位，再對兩個波形陣列分別進行慢度估計，通過估計的慢度大小，確定快慢橫波。此外，在參考文獻2中提出了一種將方位和快慢橫波慢度差同時反演的方法，通過該方法提高了各向異性指數計算的準確性和各向異性方位的穩定性。
[0004]發明要解決的課題
可是，在上述參考文獻I的技術中，當快慢橫波的慢度之差小于慢度估計方法的系統誤差時，各向異性方位常常發生跳變，各向異性指數的準確度也欠佳。此外，在上述參考文獻2的技術中，由于是二維全局模擬退火反演，因而其計算量較大。
`[0005]參考文獻1: [Alford R Μ, 1986, Shear data in the presence of azimuthalanisotropy: 56th Ann.1nternat.Mtg., Soc.Explor.Geophys, 476-479]；
參考文獻 2: Tang.X.M., and Chunduru, R.K., 1998, Method for determiningearth formation shear-wave anisotropy parameters by inversion processingof signals from a multiple-component dipole array acoustic well logginginstrument, US Patent 5，712，829;
參考文獻3:Kimball，Christoper V., Marzettaj Thomas L: Semblance processingof borehole acoustic array data: Geophysics, Vol.49， Number 3， March 1984，274-281 ；
參考文獻 4:McFadden，P.L，Drummond, B.J.，Kravis, S.: The Nth Root Stack:Theory, applications, and examples: Geophysics, Vol.51，Number 10，October1986， 1879-1892。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種利用聲波評價地層各向異性的方法，通過波形匹配反演方法來比較快橫波和慢橫波的慢度之差，通過這樣將二維反演轉化為兩個一維反演，由此能夠降低計算量，在保留一維反演的速度優勢的同時提高各向異性方位和指數的準確性。
[0007]本發明的地層各向異性的評價方法，利用交叉偶極聲波評價地層各向異性，其特征在于，包括:波形預處理步驟，對利用交叉偶極聲波測量到的波形進行帶通濾波和幅度均衡化；方位角估計步驟，利用進行了帶通濾波和幅度均衡化所述波形進行反演計算，估計快橫波和慢橫波的方位角；陣列波形計算步驟，根據所述方位角來計算快橫波陣列波形與慢橫波陣列波形；慢度差計算步驟，根據所述快橫波陣列波形與所述慢橫波陣列波形進行反演計算，獲得所述快橫波與所述慢橫波的慢度差；慢度計算步驟，根據所述慢度差，計算快橫波的慢度與所述慢橫波的慢度；以及各向異性計算步驟，利用所述慢度差、所述快橫波的慢度以及所述慢橫波的慢度，計算各向異性。
[0008]發明的效果
本發明在早期的處理方法基礎上通過波形匹配反演方法來比較快橫波和慢橫波的慢度之差，這樣將二維反演轉化為兩個一維反演，降低計算量，既可以保留一維反演的速度優勢，又可以提高各向異性方位和指數的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是說明本發明的處理過程的流程圖。
[0010]圖2是表示方位的誤差曲線的一個例子的圖。
[0011]圖3是說明快慢橫波波形匹配的概念的圖。
[0012]圖4是表示慢度誤差曲線的一個例子的圖。
[0013]圖5是表示實際獲·得的各向異性指數曲線和方位的一個例子的圖。
[0014]圖6是表示本發明與參考文獻I的技術的比較結果的圖。
[0015]圖7是表示本發明與參考文獻2的技術的比較結果的圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0017]圖1是說明本發明的地層各向異性的評價方法的處理流程圖。首先對實際測量到的XX、XY、YX、YY四組分量波形分別進行預處理。在該步驟中，對四組分量波形進行帶通頻域濾波，濾除不需要的頻率范圍，該帶通濾波利用可以使用FIR (有限沖擊響應濾波器)或IIR濾波(無限沖擊響應濾波器)。接著，對帶通濾波后的四組分量波形的幅度進行均衡化，使每個陣列內的波形幅度歸一化，由此消除遠近接收器的幅度偏差。
[0018]接下來進入主分析步驟。利用上述帶通濾波和均衡化后的四組分量波形XX(t)，XY(t)，YX(t)，YY(t)進行反演，使方位角Θ從O。~360°變化，根據式(I)計算方位角Θ上的殘差值E ( Θ )，獲得不同方位角度時E ( Θ )的誤差曲線，該殘差值E ( Θ )的極小值所對應就是相應的快橫波或慢橫波的方位角Θ。
【權利要求】
1.一種地層各向異性的評價方法，利用交叉偶極聲波評價地層各向異性，其特征在于，包括: 波形預處理步驟，對利用交叉偶極聲波測量到的波形進行帶通濾波和幅度均衡化； 方位角估計步驟，利用進行了帶通濾波和幅度均衡化所述波形進行反演計算，估計快橫波和慢橫波的方位角； 陣列波形計算步驟，根據所述方位角來計算快橫波陣列波形與慢橫波陣列波形； 慢度差計算步驟，根據所述快橫波陣列波形與所述慢橫波陣列波形進行反演計算，獲得所述快橫波與所述慢橫波的慢度差； 慢度計算步驟，根據所述慢度差，計算快橫波的慢度與所述慢橫波的慢度；以及各向異性計算步驟，利用所述慢度差、所述快橫波的慢度以及所述慢橫波的慢度，計算各向異性。
2.根據權利要求1所述的地層各向異性的評價方法，其特征在于， 在所述方位角估計步驟的反演計算中，使所述方位角變化來獲得所述方位角的殘差值，獲得使所述方位角的殘差值為極小值的所述方位角，假設估計出的所述方位角是快橫波的方位角，慢橫波的方位角是所述方位角+90度， 在通過所述慢度差計算步驟獲得的慢度差大于等于O時，確認所述方位角是快橫波的方位角，在所述慢度差小于O時，表面所述方位角是所述慢橫波的方位角，所述快橫波的方位角是所述方位角+90度。
3.根據權利要求1或2所述的地層各向異性的評價方法，其特征在于， 在所述慢度差計算步驟的反演計算中，使所述快橫波陣列波形與所述慢橫波陣列波形兩兩匹配，使所述慢度差變化來計算慢度差的殘差值，獲得使所述慢度差的殘差值為極小值的所述慢度差。
【文檔編號】G01V1/28GK103852785SQ201210493762
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月28日 優先權日:2012年11月28日
【發明者】伍東, 郭玉慶, 魯萌, 黃大鵬, 李響, 劉超, 張玉霞, 仵燕, 李斐, 趙東, 和志明, 樊春華, 毛傳芳 申請人:中國石油集團長城鉆探工程有限公司