本發(fā)明涉及應(yīng)用地球物理測(cè)井及勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提取偶極反射橫波的方法。

背景技術(shù)：

本領(lǐng)域技術(shù)人員在偶極反射橫波測(cè)井成像過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在接收到的偶極反射橫波波形中，還存在有直達(dá)彎曲波、漏能p波、斯通利波等噪聲波形，且上述噪聲波形振幅較高。而現(xiàn)有技術(shù)未能對(duì)上述噪聲波作有效的處理，使得反射橫波其信噪比較低，最終導(dǎo)致反射成像結(jié)果中具有較強(qiáng)的干擾。因此，設(shè)計(jì)一種可以消除上述噪聲波的方法就顯得十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種提取偶極反射橫波的方法，該方法基于頻率以及慢度差異，去除了直達(dá)彎曲波、漏能p波、反射斯通利波等噪聲波，保留了有用的偶極反射橫波。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種提取偶極反射橫波的方法，包括：

步驟(1)：對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行低通濾波，所述低通濾波的截止頻率為4.7khz；

步驟(2)：判斷地層與井軸是否平行；若地層與井軸平行，則繼續(xù)執(zhí)行步驟(3)；若地層與井軸不平行，則繼續(xù)執(zhí)行步驟(4)；

步驟(3)：對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行組合，得到共發(fā)射器組合以及共接受器組合；

使用頻率波數(shù)域?yàn)V波方法將共發(fā)射器組合中不同慢度波場(chǎng)進(jìn)行開窗濾波，保留慢度范圍為的波場(chǎng)，形成下行反射橫波；

使用頻率波數(shù)域?yàn)V波方法將共接收器組合中不同慢度波場(chǎng)進(jìn)行開窗濾波，保留慢度范圍為的波場(chǎng)，形成上行反射橫波；

步驟(4)：對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行組合，得到共源距組合；

使用頻率波數(shù)域?yàn)V波方法將共源距組合中不同慢度波場(chǎng)進(jìn)行開窗濾波，保留慢度范圍為-2s～0的波場(chǎng)，形成上行反射橫波；保留慢度范圍為0～2s的波場(chǎng)，形成下行反射橫波；

其中，s表示慢度，z表示發(fā)射器與第一個(gè)接收器之間的距離，z表示發(fā)射器與界面之間的距離。

優(yōu)選的，當(dāng)?shù)貙优c井軸平行且偶極反射橫波檢測(cè)儀器位在界面上方時(shí)，偶極反射橫波慢度滿足公式：

其中，s表示慢度，z表示發(fā)射器與第一個(gè)接收器之間的距離，z表示發(fā)射器與界面之間的距離。

優(yōu)選的，當(dāng)?shù)貙优c井軸平行且當(dāng)?shù)貙优c井軸平行且儀器位于界面下方時(shí)，偶極反射橫波慢度滿足公式：

其中，s表示慢度，z表示發(fā)射器與第一個(gè)接收器之間的距離，z表示發(fā)射器與界面之間的距離。

優(yōu)選的，當(dāng)?shù)貙优c井軸不平行且當(dāng)?shù)貙优c井軸平行且儀器位于界面上方時(shí)，偶極反射橫波慢度滿足公式：

其中，s表示慢度，z表示發(fā)射器與第一個(gè)接收器之間的距離，z表示發(fā)射 器與界面之間的距離。

優(yōu)選的，當(dāng)?shù)貙优c井軸不平行且當(dāng)?shù)貙优c井軸平行且儀器位于界面下方時(shí)，偶極反射橫波慢度滿足公式：

其中，s表示慢度，z表示發(fā)射器與第一個(gè)接收器之間的距離，z表示發(fā)射器與界面之間的距離。

本發(fā)明提供了一種提取偶極反射橫波的方法，該方法通過(guò)頻率域?yàn)V波以及速度域?yàn)V波方式，消除了對(duì)成像干擾較大的漏能p波、直達(dá)波以及反射波(尤其是指斯通利波)，使得反射橫波的信噪比大幅提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提取偶極反射橫波方法的流程圖；

圖2為進(jìn)行低通濾波處理后形成的波形圖；

圖3為偶極反射橫波發(fā)射儀器與界面的示意圖(偶極反射橫波發(fā)射儀器位于界面上方)；

圖4為偶極反射橫波發(fā)射儀器與界面的示意圖(偶極反射橫波發(fā)射儀器位于界面下方)；

圖5為根據(jù)共發(fā)射器組合形成的下行反射橫波的波形圖；

圖6為偶極反射橫波接收儀器與界面的示意圖(偶極反射橫波接收儀器位于界面上方)；

圖7為根據(jù)共接收器組合形成的上行反射橫波的波形圖；

圖8為偶極反射橫波檢測(cè)儀器與界面的示意圖(偶極反射橫波檢測(cè)儀器按照共源距進(jìn)行組合后，位于界面上方)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出了一種提取偶極反射橫波的方法，該方法基于頻率以及慢度差異，去除了直達(dá)彎曲波、漏能p波、反射斯通利波等噪聲波，保留了有用的偶極反射橫波。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合下述附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供一種提取偶極反射橫波的方法，如圖1所示，該方法包括：

步驟(1)：對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行低通濾波，低通濾波的截止頻率為4.7khz。

在提取偶極反射橫波的過(guò)程中，首先對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行低通濾波，該低通濾波的截止頻率為4.7khz。通過(guò)該低通濾波，消除噪聲漏能p波影響；尤其對(duì)于軟底層來(lái)說(shuō)，絕大多說(shuō)漏能p波可被消除。其中，圖2為進(jìn)行低通濾波處理后形成的波形圖。

步驟(2)：判斷地層與井軸是否平行；

其中，當(dāng)?shù)貙优c井軸平行時(shí)，對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行組合，分別得到共發(fā)射器組合和共接收器組合，并進(jìn)一步根據(jù)共發(fā)射器組合和共接收器組合形成上行反射橫波以及下行反射橫波(即繼續(xù)執(zhí)行步驟3)；若地層與井軸不平行時(shí)，則對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行組合，得到共源距組合，并根據(jù)共源距組合形成上行反射橫波以及下行反射橫波(即繼續(xù)執(zhí)行步驟4)。

步驟(3)：對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行組合，得到共發(fā)射器組合以及共接受器組合；

使用頻率波數(shù)域?yàn)V波方法將共發(fā)射器組合中不同慢度波場(chǎng)進(jìn)行開窗濾波， 保留慢度范圍為的波場(chǎng)，形成下行反射橫波；

使用頻率波數(shù)域?yàn)V波方法將共接收器組合中不同慢度波場(chǎng)進(jìn)行開窗濾波，保留慢度范圍為的波場(chǎng)，形成上行反射橫波。

具體的，以圖3或圖4為例，對(duì)共發(fā)射器組合進(jìn)行開窗濾波處理。首先假設(shè)偶極反射橫波發(fā)射儀器位于界面的上方，將界面與井軸夾角定義為α，發(fā)射器與界面距離定義為z，發(fā)射器與第一個(gè)接收器距離定義為z，地層速度定義為v，慢度定義為s。如圖3所示，其中發(fā)射器以三角符號(hào)表示，接收器以圓形符號(hào)表示。

由基本的三角關(guān)系可以很容易得出反射波的傳播距離為且兩接收器接收的反射波傳播路程小于接收器間距dz，即接收到波形的到達(dá)時(shí)間滿足：其中v為在地層中傳播的橫波速度。

相鄰兩接收器接收到波形視橫波速度為：

其中dz為接收器的間距，當(dāng)dz→0時(shí)，上式(2)為精確視速度，表達(dá)式為：

即視橫波慢度為：

而當(dāng)偶極反射橫波發(fā)射儀器移動(dòng)至界面以下時(shí)，如圖4所示，(2)式和(3)式中反射波由上行波變?yōu)橄滦胁?，公式相?yīng)變化如下：

其中dz為接收器的間距，當(dāng)dz→0時(shí)，上式為精確視速度，表達(dá)式為：

視橫波慢度為：

值得注意的是，其中，上述公式中α其取值范圍為0≤α≤90°，也就是說(shuō)滿足：

對(duì)于而言，當(dāng)α＝0時(shí)，其取值最小，當(dāng)α＝90°時(shí)，其取得最大值。

因此，s01′或s02′滿足：

另一方面，反射斯通利波-sst其慢度范圍滿足：-sst<-sf；而sf為井孔流體聲速，其滿足：-sf<-s。因此通過(guò)公式(9)可以確定，通過(guò)開窗濾波手段，對(duì)一定慢度范圍內(nèi)的共發(fā)射器組合(具體的，即保留慢度為內(nèi)的共發(fā)射器組合信息)進(jìn)行濾波，可將反射斯通利波噪聲消除，從而達(dá)到提取下行反射橫波信息的目的。其中，形成的下行反射橫波的波形圖如圖5所示。

同樣道理，對(duì)共接收器組合進(jìn)行開窗濾波處理，如圖6所示，其中當(dāng)偶極反射橫波接收儀器在界面的上方時(shí)，將其視橫波速度表示為s01″；當(dāng)偶極反射橫波接收儀器在界面的下方時(shí)，將其視橫波速度表示為s02″。

與上述共發(fā)射器組合視橫波慢度推導(dǎo)過(guò)程相類似，最終計(jì)算可得s01″或s02″ 滿足：

同樣的，由于斯通利波sst其慢度范圍滿足：sf<sst；sf為井孔流體聲速，其滿足：s<sf。因此，通過(guò)開窗濾波手段，對(duì)一定慢度范圍內(nèi)的共接收器組合(具體的，即保留慢度為內(nèi)的共接收器組合信息)進(jìn)行濾波，可將斯通利波噪聲消除，從而達(dá)到提取上行反射橫波信息的目的。其中，形成的上行反射橫波的波形圖如圖7所示。

至此，在地層與井軸平行的情況下，通過(guò)共發(fā)射器組合以及共接受器組合，通過(guò)開窗濾波處理，分別形成了下行反射橫波以及上行反射橫波，且消除了斯通利波噪聲的影響。

步驟(4)：對(duì)偶極陣列聲波進(jìn)行組合，得到共源距組合；

使用頻率波數(shù)域?yàn)V波方法將共源距組合中不同慢度波場(chǎng)進(jìn)行開窗濾波，保留慢度范圍為-2s～0的波場(chǎng)，形成上行反射橫波；保留慢度范圍為0～2s的波場(chǎng)，形成下行反射橫波；

具體的，步驟(3)給出的是地層與井軸平行時(shí)，形成上行反射橫波以及下行反射橫波的過(guò)程；而步驟(4)則給出的是地層與井軸不平行時(shí)形成上行反射橫波以及下行反射橫波的過(guò)程。

如圖8所示，將偶極反射橫波檢測(cè)儀器按照共源距進(jìn)行組合，并將不同深度的相同源距波形組成道集。以共源距組合作為參考，在儀器位于界面上方時(shí)，偶極反射橫波的視慢度為：

通過(guò)計(jì)算可以確定的是，在未知地層信息下，s03′滿足：0≤s03′≤2s；此時(shí)直 達(dá)波慢度均為0，上行反射斯通利波視慢度為sst′＝2sst>2s。因此，通過(guò)開窗濾波手段，對(duì)一定慢度范圍內(nèi)的共源距組合(具體的，即保留慢度為0～2s內(nèi)的共源距組合信息)進(jìn)行濾波，可將斯通利波以及直達(dá)波等噪聲消除，從而達(dá)到提取上行反射橫波信息的目的。

與公式(11)相類似的是，當(dāng)儀器位于界面下方時(shí)，偶極反射橫波慢度滿足公式：

通過(guò)計(jì)算可以確定的是，在未知地層信息下，s03″滿足：-2s≤s03″≤0；此時(shí)直達(dá)波慢度均為0，下行反射斯通利波視慢度為sst″＝-2sst<-2s。因此，通過(guò)開窗濾波手段，對(duì)一定慢度范圍內(nèi)的共源距組合(具體的，即保留慢度為-2s～0內(nèi)的共源距組合信息)進(jìn)行濾波，可將斯通利波以及直達(dá)波等噪聲消除，從而達(dá)到提取下行反射橫波信息的目的。

至此，在地層與井軸不平行的情況下，通過(guò)共源距組合，通過(guò)開窗濾波處理，分別形成了下行反射橫波以及上行反射橫波，且消除了斯通利波噪聲的影響。

本發(fā)明提供了一種提取偶極反射橫波的方法，該方法通過(guò)頻率域?yàn)V波以及速度域?yàn)V波方式，消除了對(duì)成像干擾較大的漏能p波、直達(dá)波以及反射波(尤其是指斯通利波)，使得反射橫波的信噪比大幅提高。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。