斯通利波衰减基线的获取方法及装置与流程

1.本发明涉及测井领域领域，具体涉及一种斯通利波衰减基线的获取方法及装置。


背景技术：

2.碳酸盐岩储层是我国陆上石油资源主要的接替领域和储量增长的主要目标，该储层既包括裂缝型储层，又包括孔洞型储层，甚至经常出现裂缝-孔洞型储层。因此，评价碳酸盐岩储层的裂缝发育情况和基质孔隙发育情况，特别是在渗透性方面均具有非常重要的意义。
3.在测井领域，斯通利波是评价碳酸盐岩储层渗透性能的重要手段。在利用斯通利波评价基质孔隙渗透率方面，rusenbaum于1974年首先利用biot理论模拟了孔隙地层包围的井孔中的单极全波列波形，并指出斯通利波的速度和衰减对地层的渗透率敏感，该理论被称为biot-rosenbaum理论。唐晓明于1991年发展了一种简化的biot-rosenbaum理论模型，基于该这种简化模型，可利用斯通利波直达波的时差和衰减快速反演碳酸盐岩储层的基质孔隙渗透率。在利用斯通利波评价裂缝渗透率方面，李宁等人(于2011)通过实验研究发现当斯通利波传播经过碳酸盐岩储层中的裂缝时，一部分能量会反射回去，一部分能量会沿着裂缝流入地层，只有剩余能量才会继续向前传播被接收器接收，因此可以利用斯通利波直达波幅度衰减来评价裂缝宽度，进而评价裂缝渗透性。
4.因而，从测井数据中准确提取出斯通利波衰减基线对于评价碳酸盐岩储层渗透性能具有重要意义，然而，目前尚未存在能够准确提取出斯通利波衰减基线的方案。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种斯通利波衰减基线的获取方法及装置，以解决上述提及的至少一个问题。
6.根据本发明的第一方面，提供一种斯通利波衰减基线的获取方法，所述方法包括：获取测井数据，所述测井数据包括：单极阵列声波测井数据；对所述单极阵列声波测井数据进行预处理，以得到斯通利波衰减曲线；根据预定压制规则对所述斯通利波衰减曲线进行平稳处理；对平稳处理后的斯通利波衰减曲线进行平滑处理，以得到斯通利波衰减基线。
7.根据本发明的第二方面，提供一种斯通利波衰减基线的获取装置，所述装置包括：数据获取单元，用于获取测井数据，所述测井数据包括：单极阵列声波测井数据；预处理单元，用于对所述单极阵列声波测井数据进行预处理，以得到斯通利波衰减曲线；平稳处理单元，用于根据预定压制规则对所述斯通利波衰减曲线进行平稳处理；平滑处理单元，用于对平稳处理后的斯通利波衰减曲线进行平滑处理，以得到斯通利波衰减基线。
8.根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
9.根据本发明的第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
10.由上述技术方案可知，通过对获取的测井数据中的单极阵列声波测井数据进行预处理，得到斯通利波衰减曲线，之后根据预定压制规则对斯通利波衰减曲线进行平稳处理、以及平滑处理，可以得到斯通利波衰减基线，通过对斯通利波衰减曲线进行平稳处理和平滑处理，可以得到更准确地斯通利波衰减基线，为分离基质孔隙对应的斯通利波衰减和裂缝对应的衰减奠定了分析基础。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是根据本发明实施例的斯通利波衰减基线获取方法的流程图；
13.图2是根据本发明实施例的斯通利波衰减基线获取方法的详细流程图；
14.图3是基于图2所示各步骤在x1井应用曲线的效果图；
15.图4是根据本发明实施例的斯通利波衰减基线获取装置的结构框图；
16.图5是根据本发明实施例的预处理单元2的结构框图；
17.图6是根据本发明实施例的平稳处理单元3的结构框图；
18.图7是根据本发明实施例的双向轮廓处理模块32的结构框图；
19.图8是根据本发明实施例的斯通利波衰减基线获取装置的详细结构框图；
20.图9是根据本发明实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明实施例提出一种斯通利波衰减基线提取方案，该方案基于中值滤波约束的双向轮廓法获取与斯通利波衰减曲线对应的基线。
23.图1是根据本发明实施例的斯通利波衰减基线获取方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
24.步骤101，获取测井数据，所述测井数据包括：单极阵列声波测井数据；
25.步骤102，对所述单极阵列声波测井数据进行预处理，以得到斯通利波衰减曲线；
26.步骤103，根据预定压制规则对所述斯通利波衰减曲线进行平稳处理；
27.步骤104，对平稳处理后的斯通利波衰减曲线进行平滑处理，以得到斯通利波衰减基线。
28.通过对获取的测井数据中的单极阵列声波测井数据进行预处理，得到斯通利波衰减曲线，之后根据预定压制规则对斯通利波衰减曲线进行平稳处理、以及平滑处理，可以得到斯通利波衰减基线，通过对斯通利波衰减曲线进行平稳处理和平滑处理，可以得到更准确地斯通利波衰减基线，为分离基质孔隙对应的斯通利波衰减和裂缝对应的衰减奠定了分
析基础。
29.具体地，步骤102中的对所述单极阵列声波测井数据进行预处理包括：对所述单极阵列声波测井数据进行低通滤波处理生成斯通利波曲线；之后，对所述斯通利波曲线进行如下操作之一：波形增益恢复操作、斯通利波幅度曲线提取操作、斯通利波衰减曲线计算操作。
30.在实际操作中，根据预定压制规则对所述斯通利波衰减曲线进行平稳处理包括：对所述斯通利波衰减曲线进行中值滤波处理，以去除所述斯通利波衰减曲线中的极值，这里的极值包括：极大值和极小值；之后对去除极值的斯通利波衰减曲线进行双向轮廓处理，以得到所述平稳处理后的斯通利波衰减曲线。
31.这里的双向轮廓处理包括：负向轮廓处理和正向轮廓处理。
32.具体而言，先对去除极值的斯通利波衰减曲线进行负向轮廓处理，以获取曲线中的多个低值数据散点，并对所述多个低值数据散点进行插值操作，以得到低值数据插值后的斯通利波衰减曲线。
33.之后，对所述低值数据插值后的斯通利波衰减曲线进行正向轮廓处理，以获取曲线中的多个高值数据散点，对所述多个高值数据散点进行插值操作，以得到高值数据插值后的斯通利波衰减曲线，即，上述平稳处理后的斯通利波衰减曲线。
34.通过双向轮廓法，可以克服单向轮廓法的缺陷，可以实现提取既存在波峰又存在波谷的曲线所对应的基线。
35.优选地，还可以对上述低值数据插值后的斯通利波衰减曲线进行平滑滤波操作，以将曲线中的棱角平滑掉。
36.图2是根据本发明实施例的斯通利波衰减基线获取方法的详细流程图，如图2所示，该流程包括步骤201-209，以下分别详细描述各步骤。
37.步骤201，获取研究区块相关测井数据，主要包括阵列声波测井资料，并对阵列声波资料实施预处理，获取斯通利波衰减曲线。
38.在实际操作中，阵列声波测井资料通常包括：单极阵列声波测井资料和偶极阵列声波测井资料，有些仪器测量资料中还包括单独的斯通利波阵列测井资料。若存在斯通利波测井资料，则直接采用该资料实施波形预处理；若不存在，则通过低通滤波方法处理单极阵列声波测井资料，间接获取斯通利波波形。优选地，滤波带通频率可以选择300-2000hz。
39.波形预处理方法主要包括：波形增益恢复、斯通利波幅度曲线提取、斯通利波衰减曲线计算。
40.步骤202，对斯通利波衰减曲线进行中值滤波操作，以压制曲线中的极值，这里的极值包括：极大值和极小值。
41.中值滤波的目的是剔除衰减曲线中的极大值和极小值，并且压制曲线中的偏低值和偏高值。与平滑滤波相比，中值滤波更能保证后续提取的基线的平稳，不会产生较大漂移。一次中值滤波的深度范围可以选择2m，考虑到斯通利波衰减曲线深度采样间隔通常为0.15m，因此，一次中值滤波对应的数据点数为13。
42.步骤203，采用负向轮廓方法做进一步处理，获取曲线中数值偏低的数据散点(对应于上述的低值数据散点)所在位置及对应衰减值。
43.负向轮廓方法是指对衰减曲线开一深度窗，记录该深度窗内的极小值所在深度位
置及其数值，深度窗连续往下移动，依次记录每一个窗口对应的最小值，若不同深度窗的最小值所在位置重叠，则不重复记录。经过负向轮廓法处理后，获得一组代表极小值的数据散点，它们的深度间隔是不一致的。
44.步骤204，利用插值方法对上述数据散点插值，以获取深度采样间隔固定的衰减曲线。
45.这里的插值方法可以选择线性插值方法，对上述步骤203获取的极小值数据散点插值，优选地采用两点插值法。
46.步骤205，对步骤204获取的衰减曲线实施中值滤波，压制曲线中的极值。
47.步骤206，对步骤205中值滤波后的曲线实施平滑滤波，滤除曲线中的台阶信号。
48.在实际操作中，线性插值后的衰减曲线变得较不光滑，平滑滤波作用是将曲线中的棱角平滑掉，一次平滑滤波的深度范围可以选择3m，考虑斯通利波衰减曲线深度采样间隔通常为0.15m，因此一次平滑滤波对应的数据点数为20。
49.步骤207，采用正向轮廓方法做进一步处理，获取步骤206平滑滤波后的曲线中数值偏高的数据散点(对应于上述的高值数据散点)所在位置及对应衰减值。
50.正向轮廓方法是指对衰减曲线开一深度窗，记录该深度窗内的极大值所在深度位置及其数值，深度窗连续往下移动，依次记录每一个窗口对应的最大值，若不同深度窗的最大值所在位置重叠，则不重复记录。
51.步骤208，利用插值方法对上一步获取的数据散点插值，获取深度采样间隔固定的衰减曲线。该插值方法可以采用与上述步骤204相似的方法。
52.步骤209，实施平滑滤波，滤除曲线中的高频毛刺信号，获得斯通利波衰减基线。
53.图3是基于图2所示各步骤在x1井应用曲线的效果图，如图3所示：
54.图3中第一道为深度道，第二道为步骤201获取的斯通利波衰减曲线，第三道为步骤202中值滤波后的衰减曲线，对比第二道和第三道，可发现中值滤波达到了应用的目的，切实压制了曲线中的极大值和极小值，使得曲线起伏程度降低。
55.图3中第四道展示了步骤203的负向轮廓法提取的极小值数据散点，因为负向轮廓法只是记录每一个深度窗内的最小值，所以数据点之间的深度采样间隔不再一致。
56.图3中第六道展示了步骤205第二次中值滤波后的衰减曲线，本次中值滤波的目的是进一步压制经负向轮廓法处理后曲线中残余的极小值信号。
57.图3中第七道展示了步骤206的平滑滤波后的衰减曲线，本次平滑滤波的目的是削弱衰减曲线中的台阶信号，使得曲线变得连续和光滑。对比前后处理效果(第六道和第七道)，发现平滑滤波处理达到了应有的目的。
58.图3中第八道展示了步骤207的正向轮廓法提取后的极大值散点，从图中可观察到曲线中的残余极小值被扣除掉了。
59.图3中第十道展示了步骤209的经第二次平滑滤波后得到的斯通利波衰减基线，第十一道展示了衰减基线(虚线)与斯通利波衰减曲线(实线)放在一起的结果，从中可以发现经过一系列处理流程提取出的衰减基线基本反映了斯通利波衰减曲线的整体变化情况，并且又压制了裂缝产生的衰减曲线中的“毛刺”现象。
60.基于相似的发明构思，本发明实施例还提供一种斯通利波衰减基线获取装置，优选地，该装置用于实现上述方法实施例中的流程。
61.图4是该斯通利波衰减基线获取装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：数据获取单元1、预处理单元2、平稳处理单元3和平滑处理单元4，其中：
62.数据获取单元1，用于获取测井数据，所述测井数据包括：单极阵列声波测井数据；
63.预处理单元2，用于对所述单极阵列声波测井数据进行预处理，以得到斯通利波衰减曲线；
64.平稳处理单元3，用于根据预定压制规则对所述斯通利波衰减曲线进行平稳处理；
65.平滑处理单元4，用于对平稳处理后的斯通利波衰减曲线进行平滑处理，以得到斯通利波衰减基线。
66.通过预处理单元2对数据获取单元1获取的测井数据中的单极阵列声波测井数据进行预处理，得到斯通利波衰减曲线，平稳处理单元3根据预定压制规则对斯通利波衰减曲线进行平稳处理、以及平滑处理单元4对平稳处理后的斯通利波衰减曲线进行平滑处理，可以得到斯通利波衰减基线，通过对斯通利波衰减曲线进行平稳处理和平滑处理，可以得到更准确地斯通利波衰减基线，为分离基质孔隙对应的斯通利波衰减和裂缝对应的衰减奠定了分析基础。
67.如图5所示，上述预处理单元2包括：低通滤波处理模块21和预处理模块22，其中：
68.低通滤波处理模块21，用于对所述单极阵列声波测井数据进行低通滤波处理生成斯通利波曲线；
69.预处理模块22，用于对所述斯通利波曲线进行如下操作之一：波形增益恢复操作、斯通利波幅度曲线提取操作、斯通利波衰减曲线计算操作。
70.如图6所示，平稳处理单元3包括：中值滤波处理模块31和双向轮廓处理模块32，其中：
71.中值滤波处理模块31，用于对所述斯通利波衰减曲线进行中值滤波处理，以去除所述斯通利波衰减曲线中的极值；双向轮廓处理模块32，用于对去除极值的斯通利波衰减曲线进行双向轮廓处理，以得到所述平稳处理后的斯通利波衰减曲线。
72.具体地，如图7所示，双向轮廓处理模块32包括：负向轮廓处理子模块321、低值插值处理子模块322、正向轮廓处理子模块323和高值插值处理子模块324，其中：
73.负向轮廓处理子模块321，用于对所述去除极值的斯通利波衰减曲线进行负向轮廓处理，以获取曲线中的多个低值数据散点；
74.低值插值处理子模块322，用于对所述多个低值数据散点进行插值操作，以得到低值数据插值后的斯通利波衰减曲线；
75.正向轮廓处理子模块323，用于对所述低值数据插值后的斯通利波衰减曲线进行正向轮廓处理，以获取曲线中的多个高值数据散点；
76.高值插值处理子模块324，用于对所述多个高值数据散点进行插值操作，以得到所述平稳处理后的斯通利波衰减曲线。
77.通过双向轮廓法，可以克服单向轮廓法的缺陷，从而可以实现提取既存在波峰又存在波谷的曲线所对应的基线。
78.优选地，如图8所示，上述斯通利波衰减基线获取装置还包括：平滑滤波操作单元5，用于对上述低值数据插值后的斯通利波衰减曲线进行平滑滤波操作。
79.上述各单元、各模块、各子模块的具体执行过程，可以参见上述方法实施例中的描
述，此处不再赘述。
80.在实际操作中，上述各单元、各模块、各子模块可以组合设置、也可以单一设置，本发明不限于此。
81.图9为本发明实施例的电子设备600的系统构成的示意框图。如图9所示，该电子设备600可以包括中央处理器100和存储器140；存储器140耦合到中央处理器100。值得注意的是，该图是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。
82.一实施例中，斯通利波衰减基线提取功能可以被集成到中央处理器100中。其中，中央处理器100可以被配置为进行如下控制：
83.步骤101，获取测井数据，所述测井数据包括：单极阵列声波测井数据；
84.步骤102，对所述单极阵列声波测井数据进行预处理，以得到斯通利波衰减曲线；
85.步骤103，根据预定压制规则对所述斯通利波衰减曲线进行平稳处理；
86.步骤104，对平稳处理后的斯通利波衰减曲线进行平滑处理，以得到斯通利波衰减基线。
87.从上述描述可知，本技术实施例提供的电子设备，能够通过对获取的测井数据中的单极阵列声波测井数据进行预处理，得到斯通利波衰减曲线，之后根据预定压制规则对斯通利波衰减曲线进行平稳处理、以及平滑处理，可以得到斯通利波衰减基线，通过对斯通利波衰减曲线进行平稳处理和平滑处理，可以得到更准确地斯通利波衰减基线，为分离基质孔隙对应的斯通利波衰减和裂缝对应的衰减奠定了分析基础。
88.在另一个实施方式中，斯通利波衰减基线获取装置可以与中央处理器100分开配置，例如可以将斯通利波衰减基线获取装置配置为与中央处理器100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现斯通利波衰减基线获取功能。
89.如图9所示，该电子设备600还可以包括：通信模块110、输入单元120、音频处理单元130、显示器160、电源170。值得注意的是，电子设备600也并不是必须要包括图9中所示的所有部件；此外，电子设备600还可以包括图9中没有示出的部件，可以参考现有技术。
90.如图9所示，中央处理器100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器100接收输入并控制电子设备600的各个部件的操作。
91.其中，存储器140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器100可执行该存储器140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。
92.输入单元120向中央处理器100提供输入。该输入单元120例如为按键或触摸输入装置。电源170用于向电子设备600提供电力。显示器160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为lcd显示器，但并不限于此。
93.该存储器140可以是固态存储器，例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、sim卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为eprom等。存储器140还可以是某种其它类型的装置。存储器140包括缓冲存储器141(有时被称为缓冲器)。存储器140可以包括应用/功能存储部
142，该应用/功能存储部142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器100执行电子设备600的操作的流程。
94.存储器140还可以包括数据存储部143，该数据存储部143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器140的驱动程序存储部144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。
95.通信模块110即为经由天线111发送和接收信号的发送机/接收机110。通信模块(发送机/接收机)110耦合到中央处理器100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。
96.基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)110还经由音频处理器130耦合到扬声器131和麦克风132，以经由扬声器131提供音频输出，并接收来自麦克风132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器130还耦合到中央处理器100，从而使得可以通过麦克风132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器131来播放本机上存储的声音。
97.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现上述斯通利波衰减基线获取方法的步骤。
98.综上所述，本发明实施例提出了一种利用中值滤波和平滑滤波约束下的双向轮廓法提取斯通利波衰减基线的方案，该方案是利用斯通利波定量评价裂缝渗透率和基质渗透率的关键核心方法，其创新性体现在以下两个方面：(1)首次提出斯通利波衰减基线提取方法，为分离基质孔隙对应的斯通利波衰减和裂缝对应的衰减奠定了基础；(2)首次提出了双向轮廓法，在中值滤波和平滑滤波约束下该方法克服了单向轮廓法的缺陷，可以提取既存在波峰又存在波谷的曲线所对应的基线。
99.以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
100.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
101.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
102.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
103.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
104.本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。