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声波全波列测井信息处理研究

宋祎  
【摘要】: 声波全波列测井信号包括纵波、横波、伪瑞利波和斯通利波等的速度、幅度、频率、波形包络特征等信息,通过数字信号处理,可获得纵波、横波和斯通利波等的波形信息,由此可以开展地层弹性特性、破裂压力、地层渗透性、裂缝及油气识别等方面研究,有利于扩大声波测井在石油勘探中的应用。但是这些信息中不仅包含有噪声,而且声波全波列测井信号中各声波组分信号的首波叠加(即各组分信号叠加)不是一个跃变的过程,而是一个平滑的过渡过程,从而影响了许多方法在实际使用中的效果。因此为了有效的分离出全波列测井信号中的各种声波组分,获得需要的反映地层特性的参数信息以及更清楚的反映井下的地质状况,在应用声波全波列信息之前有必要对声波全波列测井信号进行信号处理。针对声波全波列测井信号中各声波组分的特点和传统信号处理方法的种种限制,通过深入研究分析,提出基于小波去噪与瞬时频率分析相结合的信号处理方法,可以准确有效的获得信号中各声波组分的首波在时间轴上的位置。 采用提出的基于小波去噪与瞬时频率分析相结合的信号处理方法对某石油公司提供的南海某区块某井的典型干层段、水层段、气层段的声波全波列测井数据进行信号处理与分析,分别进行了单极子模式下和偶极子模式下的声波全波列数据的分析与处理。首先对声波全波列测井信号进行小波去噪分析,选取db5小波以及启发式阈值(heursure阈值)施加方式。然后对去除噪声后的声波全波列测井信号进行瞬时频率分析,采用的是基于相位差分法中的中心有限差分(CFD)法,利用相位求导获得信号相位信息中的间断点即各声波组分首波的位置。采用上述提出的方法进行处理,消除了信号中噪声的影响,有效信号的瞬时频率波形形状与去噪前基本一致,纵波、横波、斯通利波等的首波在时间轴上的位置清晰可辨。获得首波位置后,即可以得到相应的声波时差等反映井下地质情况的参数。 对比国外软件提取的时差曲线,可以看出利用提出的基于小波去噪与瞬时频率分析相结合的信号处理方法得到的时差曲线与国外软件提取的时差曲线在特征点和曲线走向上大致相同,而且更平滑。结合常规测井曲线分析可以看出,该方法得到的时差曲线有利于分析评价实际地层情况,表明通过该方法得到的时差曲线是可靠的,进而表明该方法能够准确有效的提取声波全波列测井信号中各声波组分的首波位置。


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