[发明专利]一种利用纵波和斯通利波识别气层的方法和装置

说明书

本发明公开了一种利用纵波和斯通利波识别气层的方法和装置，该方法包括：S1：获得滤波后纵波波形和斯通利波波形，以及纵波的首波到达时间曲线和斯通利波的首波到达时间曲线；S2：分别对纵波和斯通利波进行傅里叶变换；S3：获得纵波及斯通利波在预设时间窗长内的振幅；S4：将纵波的振幅转换为纵波能量，以及将斯通利波的振幅转换为斯通利波能量；S5：根据纵波能量和斯通利波能量，获得气层的识别曲线。本发明利用阵列声波的纵波能量及斯通利波能量来计算地层含气量指示曲线，放大了天然气对纵波衰减与斯通利波衰减的响应特征，消除了某些气层只有纵波衰减响应或只有斯通利波衰减响应的影响，能够有效提高灵敏度，准确地判断含气地层所处的位置。

技术领域

本发明涉及地球物理测井技术领域，特别涉及一种利用纵波和斯通利波识别气层的方法和装置。

背景技术

在白云岩与灰岩等地层中，由于岩石骨架电阻率高的原因，造成测井获得的常规电阻率曲线背景值较高，此时若地层中含有天然气，常规电阻率曲线往往难以反映其中的天然气含量变化情况；除此之外，由于白云岩和灰岩储层普遍存在孔隙结构较复杂的现象，含气地层中的中子测井挖掘效应和声波测井曲线周波跳跃现象都不明显，高阻气层的常规测井识别存在困难。

现有技术中，由于阵列声波测井在含有天然气的地层中纵波幅度和斯通利波幅度可能出现衰减，因此利用这种方法来定性识别气层。但是在天然气层中可能出现纵波和斯通利波这两种波同时衰减、单独衰减、衰减大小不一等复杂的现象，从而导致现有方法的灵敏度较低，可能漏失气层。

发明内容

本发明实施例提供了一种利用纵波和斯通利波识别气层的方法和装置，该方法利用阵列声波的纵波能量及斯通利波能量来计算地层含气量指示曲线，放大了天然气对纵波衰减与斯通利波衰减的响应特征，消除了某些气层只有纵波衰减响应或只有斯通利波衰减响应的影响，能够有效提高灵敏度，准确地判断含气地层所处的位置。

第一方面，本发明实施例提供了一种利用纵波和斯通利波识别气层的方法，该方法包括：S1：根据待评价区域内的阵列声波测井数据，获得滤波后纵波波形和斯通利波波形，以及纵波的首波到达时间曲线和斯通利波的首波到达时间曲线；

S2：分别对纵波和斯通利波进行傅里叶变换，获得纵波和斯通利波相应的频率域内的振幅函数；

S3：根据纵波的振幅函数和纵波的首波到达时间曲线获得纵波的在预设时间窗长内的振幅，以及根据斯通利波的振幅函数和斯通利波的首波到达时间曲线获得斯通利波在预设时间窗长内的振幅；

S4：将纵波的振幅转换为纵波能量，以及将斯通利波的振幅转换为斯通利波能量；

S5：根据纵波能量和斯通利波能量，获得气层的识别曲线。

优选地，步骤S2的具体过程包括：利用公式一分别对滤波后的纵波和斯通利波作傅里叶变换，其中公式一为：

其中，F(ω)为频率域函数；f(t)为时间域内的波形函数；t为预设时间窗长内的时间；ω为对应t时的频率；i为虚数的单位。

优选地，步骤S4的具体过程包括：利用公式二分别对纵波的振幅和斯通利波的振幅进行能量转换，其中公式二为：

其中，E为波的能量；K为常数；Δt为预设的时间窗长；A_i为在首波到达时间加Δt的时间段内第m个周期内波的振幅，m＝1,2,……,n。

优选地，步骤S5的具体过程包括：利用公式三获得气层的识别曲线，其中公式三为：

GI＝n(E_C-E_ST)

其中，GI气层的识别曲线；n为预设系数；E_C为纵波能量；E_ST为斯通利波能量。