[发明专利]一种定量评价地层非均匀性的方法及装置

说明书

本发明提出一种定量评价地层非均匀性的方法及装置，所述方法包括：获取深度区间内波形数据；进行深度校正，利用波形相干叠加法处理得到地层的纵波速度和横波速度；计算波形数据的散射衰减品质因子和中心频率；获取平均纵波速度、横波速度和横波速度的扰动量；建立随机介质模型；选取不同的相关距离，利用时域有限差分数值模拟所述随机介质模型的声场相应特征，并计算在不同相关距离下所述随机介质模型的散射衰减品质因子；建立所述随机介质模型的散射衰减品质因子图版；将实测数据散射衰减品质因子与散射衰减品质因子图版进行对比，获得所述深度区间的相关距离。本发明通过获取岩石的相关距离来定量评价岩石的非均匀性，属于油气资源勘探领域。

技术领域

本发明属于油气资源勘探领域，具体涉及一种定量评价地层非均匀性的方法及装置。

背景技术

地球从地壳、地幔到地核，普遍存在非均匀性，而非均匀性往往意味着地质构造运动以及油气和矿产资源的存在，因此利用现有技术手段对地层非均匀性进行定量评价至关重要。

不同性质的非均匀性对地震波有不同的影响，速度和密度的非均匀性可引起波形变化、相位/走时和振幅的起伏以及直达波的视衰减，并导致尾波和前驱波。例如：岩石层的非均匀性会产生纵波(P)和横波(S)尾波、以及二者之间转换波的尾波。当地下介质存在裂缝，溶孔(如缝洞型碳酸盐岩储层)等非均匀地质体时，也会对地震波传播产生散射。不同尺度和不同组成的非均匀体会引起不同形式和不同强度的声波散射，因此可以从散射波场中判断介质的非均匀性并推断非均匀体的分布和性质。目前，尾波已成为定量评价岩石大尺度(地震波尺度)非均匀性的重要技术手段，利用尾波的衰减等信息可以获取岩石的相关距离，进而根据相关距离定量评价岩石的非均匀性。而小尺度(测井尺度)岩石的非均匀性的研究较少，目前仅是根据偶极声波测井数据定性识别岩石的非均匀性，无法有效的定量评价。

发明内容

针对现有井周小尺度非均匀性评价存在的不足，本发明提出一种利用偶极声波测井数据对地层非均匀性定量评价的方法及装置，为油气资源勘探领域地层评价提供一种实用可行的方法和技术手段。

本发明一种定量评价地层非均匀性的方法，包括如下技术方案：

S1、在深度区间内进行阵列声波测井，获取所述深度区间内单极、偶极阵列声波测井波形数据；

S2、对所述波形数据进行深度校正，获得处理深度位置处的单极、偶极阵列声波测井全波列数据，利用波形相干叠加法处理得到地层的纵波速度和横波速度；

S3、计算所述偶极阵列声波测井全波列数据的散射衰减品质因子和中心频率；

S4、对所述纵波速度和横波速度做统计分析，获取平均纵波速度、横波速度和横波速度的扰动量；

S5、利用所述平均纵波速度、横波速度和横波速度的扰动量建立随机介质模型；

S6、选取不同的相关距离，使所述相关距离与波数的乘积ka在预设数值区间范围内，利用时域有限差分数值模拟所述随机介质模型的声场相应特征，并计算在不同相关距离下所述随机介质模型的散射衰减品质因子；

S7、建立不同ka时所述随机介质模型的散射衰减品质因子图版；

S8、将步骤S3所述偶极阵列声波测井数据的散射衰减品质因子与步骤S7所述随机介质模型的散射衰减品质因子图版进行对比，获取偶极阵列声波测井数据的ka值，进而获得所述深度区间的相关距离。

在上述技术方案中，所述步骤S2中，所述利用波形相干叠加法处理得到地层的纵波速度和横波速度的具体过程为：

对整个声波波形或者波形中的一个时段以及给定的速度区间按公式1计算出二维相关函数Corr(v,T)：