随钻声波测井钻铤波压制及地层信号提取方法研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqssq
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在声波测井领域,随钻声波测井技术近期已经成为热门研究方向。相比于传统的电缆声波测井,对于随钻声波测井而言,可在钻进的过程中采集声波测井数据,通过分析这些声波数据,可以提取地层信息,及时修正和调整钻进方向,通过实时的导向修正,可以使得钻井顺利穿过目标储层,大大提高油气开发效率。但是在声波测井仪器的声源激励时,由于井内钻铤的存在,会产生沿着钻铤传播的钻铤直达波,声波数据中的地层信号会受到该种直达波信号的干扰,造成地层信息难以提取,所以压制钻铤模式波成为随钻声波测井研究的重点问题之一。目前业内普遍的做法是在钻铤上进行周期性刻槽,阻隔钻铤波的传播路径。但是在复杂测井环境中,刻槽隔声的效果有时不明显,残余钻铤波仍然会对声波测井数据造成干扰。所以本文提取一种基于权重的?-p变换阵列声波处理新方法,采用此方法处理随钻声波测井数据,可有效地压制钻铤波干扰,提升地层信号的信噪比,准确地获取到地层声速。本文首先基于同心层状介质,模拟井内和井周地层结构,并且通过此同心层状介质模型,对随钻声波测井的声场特征进行了理论推导和全波形模拟分析。同时,本文采用波形相关法、频率-波数相关法、波形干涉法和能量阈值法对随钻声波测井理论数据进行了处理,处理结果表明,对于特殊情况下(如:快速地层)的随钻声波测井数据,以上四种常规的阵列声波测井处理方法,在压制钻铤波提取地层信号方面都存在局限性。为克服上述常规数据处理方法的不足,本文提出一种基于权重?-p变换原理的阵列声波处理新方法,压制钻挺波干扰,提取地层信号。依据?-p变换原理,将时间域声波数据转换至?-p域进行处理。传统的?-p变换会产生截断效应(能量拖尾发散现象),这里采用阻尼最小二乘法减弱发散特征。但是由于随钻声波测井时,井下噪声的存在和阵列仪器上接收器个数的限制,地层波波场能量仍然较为发散。所以根据钻铤波和地层波两种波场的分布特征,创建合适的权重值,对?-p域内每个数据元素进行加权,压制钻铤波的波场能量,并使地层波的波场能量收敛集中,达到提升地层信号信噪比的目的。采用此方法对随钻声波测井理论数据进行处理,在声波数据受钻铤直达波干扰强烈的情况下能够有效的压制钻铤波,提高地层信号的信噪比,准确提取地层声速,处理的结果验证了该方法的正确性。并采用此方法对随钻声波测井实际井段资料进行处理,取得了显著的应用效果。本文为阵列声波测井数据的特殊处理提供了一种有效的处理手段,为随钻声波测井数据提供了一种新的处理方法。
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