技术领域
[0001] 本
发明属于声波
测井领域,具体涉及一种数字声波首波检测方法。
背景技术
[0002] 当前声波首波检测方法一般为
门槛法,由
算法确定一个固定门槛值Vs,或由操作员输入门槛值Vs,检测首波时全波列数据从头开始与该门槛值Vs逐一顺序比较,当检测到第一个大于门槛值Vs的数值Vm时,则认为Vm所在的波为首波(参见图1)。数字声波一般有多道
波形,每道波形均按此方法一一检测到各自的首波,为计算旅行作参考。
[0003] 该方法中,门槛值的确定限制了检测首波正确性,在变化大的
地层中首波幅度变化也大,如果门槛值确定的不合理,就可能越过真正的首波,把次波当首波;如果基线干扰大时,又可能将基线干扰当成首波。而每道波形各自检测首波,当有一道或多道波形出错时,相应的首波也检测错误,这些均为计算旅行提供错误的首波参考,导致旅行时间计算错误。
发明内容
[0004] 本发明的目的是避免上述缺点,提供一种检测准确的数字声波首波检测方法。
[0005] 本发明的技术方案:1、一种数字声波首波检测方法,数字声波首波检测方法,包括如下步骤:
[0006] 1)、初始化;
[0007] 2)、选择合适的波列的Tf和Ts;
[0008] 3)、限定各波列首波时间检测范围;
[0009] 4)、计算各波列首波门槛值Vs;
[0010] 5)、检测各波列首波时间T1;
[0011] 6)、最小二乘法拟合各波列首波时间直线,反推理论首波时间并比较;
[0012] 在合理的±σ范围,以检测到的首波计算;
[0013] 不在范围内,另三列波首波时间重新拟合并反推该波列首波时间;
[0014] 7)、各波列首波时开始查找小于门槛值Vs的
采样Td;
[0015] 8)、在T与Td之间查找最大采样为首波
位置。
[0016] 本发明的优点检测出的声波首波准确性高。
附图说明
[0017] 图1是目前声波首波检测方法示意图;
[0019] 图3是本发明的数字声波声系结构示意图;
[0020] 图4是本发明的数字声波接收到的波形。
具体实施方式
[0021] 参见图2:本发明的步骤为:1)、初始化;
[0022] 2)、选择合适的波列的Tf和Ts;
[0023] 3)、限定各波列首波时间检测范围;
[0024] 4)、获取各波列首波门槛值Vs;
[0025] 5)、检测各波列首波时间T1;
[0026] 6)、最小二乘法拟合各波列首波时间直线,反推理论首波时间并比较;
[0027] 在合理的±σ范围,以检测到的首波计算;
[0028] 不在范围内,另三列波首波时间重新拟合并反推该波列首波时间;
[0029] 7)、各波列首波时开始查找小于门槛值Vs的采样Td;
[0030] 8)、在T与Td之间查找最大采样为首波位置;
[0031] 参见图3,图4:
[0032] 1、限定首波范围
[0033] 因声波在地层中传播速度有一定的规律,发射端T至各接收端Ri的距离确定,最快速地层和最慢速地层中声波从T至R1的旅行时间分别为Tf和Ts,均为固定值,源距最短的波形在Tf至Ts的时间范围内查找首波(假设该首波位置在T1位置);R2接收端接收的波形也因源距确定,与最短源距的旅行时间相比较,应在T1前后T1至Th范围内查找首波。依次类推,下一接收端接收的波形均以上一道波形的首波为
基础,在上一道波形首波位置前后一定范围内查找首波。
[0034] 2、采用动态门槛值寻找首波
[0035] 从采样的起始点到首波位置为基线,一般
叠加了噪声,将干扰首波的判断(如图1),确定科学的门槛值成为首波检测是否正确的关键。从基线采样N个样本点,x1、x2、x3…xn,得到基线均值
[0036]
[0037] 根据贝塞尔方程可确定检测门槛值
[0038]
[0039] Vs=X+αS
[0040] 其中α为扩展不确定度。该值直接影响门槛值的确定,门槛值过小,可能将基线干扰当误判成首波,而门槛值过大,又可能将次波当成首波,造成首波位置跳跃。
[0041] 3、各道波形的首波合理化检测
[0042] 实际测井时,井下环境复杂,首波幅度及首波到达时间的变化,以及基线噪声都将导致首波位置检测不正确。如图2所示,4个接收
探头R接收发射探头T的
信号,各源距固定,声波到达相邻接收探头的时间具有相关性,利用这一相关性可校正一些检测错误的首波。
[0043] 根据检测到的首波T1,T2,T3,T4,按最小二乘法的原理,拟合得到一条直线[0044] T=aL+b
[0045] 其中L为波列数,T为该波列理论首波到达时间。以该直线反推得到理论各波列的理论首波时间T1’、T2’、T3’、T4’,TL’与TL之间存在一定的差距,该差距应在TL的±σ时间内变化,如果超出这一范围,L波列的首波有可能检测出错,将另三列波的首波时间重新拟合一条直线
[0046] T’=a’L+b’
[0047] 错误波列的首波以该方程反推得到首波位置。