[发明专利]用于处理声学波形数据的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年5月21日提交的美国临时专利申请60/939,222的优先权。

技术领域

本发明一般涉及利用井孔中进行的声学测量来调查地下地层的方法和系统。更特别地，本公开内容指导实时有效地处理声学数据以指示地下地层中可能的声学反射体或对其成像的方法和系统。

背景技术

利用目前可用的工具和方法进行声学测量，在油田井孔测井工作中提供了关键信息。目前可用的声学工具在提供有关周围地层以及井孔参数的广泛信息方面发挥作用。地面地震和垂直地震测绘(VSP)方法用来对碳氢化合物储藏地的总体地理结构进行成像。声波和其他钻井测井方法对井孔紧邻地区提供分辨率良好的图像。声学图像是另一种技术，能弥补这些地震和钻井测井方法之间在空间分辨率方面的不足。

一些工具包括单一声波源和两个或更多个接收器，但是大多数工具包括两个或更多个声波源和许多布置成阵列的接收器。声学井孔测量的主要作用是估计压缩(P)波和/或剪切(S)波地层慢度。估计压缩和/或剪切波地层慢度通常表达为ST(慢度与时间)平面，并且可以利用目前的技术在井位处可视化。

本申请的受让人，Schlumberger，已经研制了线缆声波成像工具(称为Borehole Acoustic Reflection Surveyor(BARS)工具)，允许对储藏地特征诸如反射体和裂缝进行成像。

虽然声波成像一般能够成功，但是为声波成像目的获取的波形数据除了期望的反射到达波以外，通常还包含多种到达波，诸如工具产生的噪声和井孔产生的噪声。例如，直接压缩和剪切首波和井筒波，它们是井下声学测量中获取的原始数据的一部分，容易遮蔽与地下地层中的声学反射体有关的反射到达波。因此，通常在井位不能明显判断所获取的声学测量值是否包含与地下声学反射体有关的期望反射到达波数据。在声波成像数据获取和处理方面希望存在有效识别或消除这种噪声的技术。此外，显然希望存在能随时实时地指示地下地层中可能的声学反射体并能进行井位决策的技术。

本发明的指导克服或至少减少上述一个或多个问题带来的影响。因此，本公开内容的目标是提供改善的系统和方法，以处理井孔中获取的声学波形数据，其中容易从工具产生和井孔产生的到达波中识别和选择反射到达波。文中所述特定实施方式的进一步目标是提供改善的方法和系统，通过对地下地层中可能的声学反射体的指示和成像，用于例如在井位调节数据获取参数。文中所述特定实施方式的进一步目标是对地下地层中可能的反射体进行指示和成像，通过减少处理声学波形数据所需的总体时间，用于例如在数据中心改善数据处理。

发明内容

本发明满足上述需要以及其他需要。具体来说，本公开内容提供方法和系统来进行有关地下地层的测量，特别是用于记录地下地层。所述方法和系统处理有关地下地层的声学波形数据，包括在横穿地下地层的井孔的一个或多个深度处进行声学测量；根据在声学测量值中选择反射到达波的预定参数，提取一部分声学测量值；生成提取的声学测量值相对于井孔深度的时间映射；和根据声学测量值的时间映射，生成对地层中声学反射体的指示或成像。

在文中公开的一些实施方式中，用于选择反射到达波的预定参数是到达时间和地层慢度。用于选择反射到达波的预定参数可以从以下各项中选择：最大到达时间＝井孔深度处的数据获取时间；最小到达时间＝压缩和/或剪切波到达时间；最大慢度＝地层的估计或实时压缩和/或剪切慢度；和最小慢度＝0。在文中公开的一些方面，对声学反射体的指示和成像针对声学测量的多个深度产生。所进行的测量可以是测井测量。所进行的测量可以是当型钻井(while-drilling)测量。

在本公开内容的一些方面，测量值是波形，并且提取一部分声学测量值包括在慢度与时间(ST)平面上层积波形；根据所述预定参数在一部分层积波形周围生成处理窗口；和在处理窗口中提取层积波形。在文中所述另一些方面，提取一部分声学测量值包括根据所述预定参数选择一部分波形；将所选的一部分波形层积在慢度与时间(ST)平面上；和提取层积的波形。

根据文中公开的技术，对地层中的声学反射体的指示或成像可以在声学测量的同时实时产生。