频散曲线确定方法和装置，及纵横波速度确定方法和装置

摘要

本发明提供了频散曲线确定方法及装置，及地层纵横波速度确定方法和装置，涉及地质勘探领域。本发明提供的频散曲线确定方法，其先对声波测井得到的声波数据进行短时傅里叶变换，从而得到多个时频域数据，之后，对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率‑速度‑时间值与第一相关系数的关系的第一相关数据体，最后，根据第一相关数据体中，每个频率‑速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线，其中，第二相关系数是每个频率‑速度值所对应的第一相关系数的最大值，进而通过这种数学统计和分析的方式确定了最终的频散曲线，提高了确定出频散曲线的准确度。

权利要求

1.频散曲线确定方法，其特征在于，包括：

获取多个原始数据，每个原始数据均是由不同的接收器所接收到的声波数据；

分别对每个原始数据进行短时傅里叶变换，以得到多个时频域数据；

对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的第一相关数据体；

根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线，其中，第二相关系数是每个频率-速度值所对应的第一相关系数的最大值；

所述对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的相关数据体包括：按照如下公式计算每个频率-速度-时间值所对应的与第一相关系数的数值，其中，N为接收器阵列中接收器的总数目，T为时窗的位置，t为时间，n＝1,2,3…N为接收器序号，v为速度，d为接收器间距，Tw为时窗宽度，ω为频率；ρ(ω,v,T)为第一相关系数的数值，Xn为时频域数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤分别对每个原始数据进行短时傅里叶变换，以得到多个时频域数据包括：按照如下公式对获取所述原始数据进行短时傅里叶变换，

其中，xn(m)为第n个接收器的所接收到的声波数据，n＝1,2,3…为接收器编号；m为代表时间的变量，ω为频率，w(x)为预设的汉宁窗函数；Xn(t,ω)为时频域数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的汉宁窗函数的表达式为其中，Nw为汉宁窗长度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述汉宁窗长度的取值为16。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线包括：确定表征频率-速度值与第二相关系数的关系的第二相关数据体；

对第二相关数据体中，第二相关系数最大值所对应的频率和速度值进行求取，以得到所述频散曲线。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤确定表征频率-速度值与第二相关系数的关系的第二相关数据体包括：按照如下公式计算第二相关系数，

其中，ρ0为第二相关系数的数值，T为时窗的位置，ρ(ω,v,T)为第一相关系数的数值。

7.频散曲线确定装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取多个原始数据，每个原始数据均是由不同的接收器所接收到的声波数据；

变换模块，用于分别对每个原始数据进行短时傅里叶变换，以得到多个时频域数据；

相关运算模块，用于对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的第一相关数据体；

第一确定模块，用于根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线，其中，第二相关系数是每个频率-速度值所对应的第一相关系数的最大值；

相关运算模块，具体用于按照如下公式计算每个频率-速度-时间值所对应的与第一相关系数的数值，其中，N为接收器阵列中接收器的总数目，T为时窗的位置，t为时间，n＝1,2,3…N为接收器序号，v为速度，d为接收器间距，Tw为时窗宽度，ω为频率；ρ(ω,v,T)为第一相关系数的数值，Xn为时频域数据。

8.纵横波速度确定方法，包括如权利要求1-6任一项的频散曲线确定方法，其特征在于，还包括：根据频散曲线的低频截止值对应的速度确定地层的横波速度。

9.纵横波速度确定装置，包括如权利要求7的频散曲线确定装置，其特征在于，还包括：第二确定模块，用于根据频散曲线的低频截止值对应的速度确定地层的横波速度。

说明书

频散曲线确定方法和装置，及纵横波速度确定方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及地质勘探领域，具体而言，涉及频散曲线确定方法及装置，及纵横波速度确定方法和装置。

背景技术

[0002] 声波测井是地质勘探领域常用的一种技术手段，其主要是利用了声波在不同介质中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性不相同，来完成测井，进而取得声波测井资料的。

[0003] 利用声波测井资料可以获得地层孔隙度、岩性、地层孔隙流体类型等信息；还可以为地震勘探资料的处理解释提供依据。还可以为地震勘探资料的解释提供一定的依据，可见声波测井技术的应用是相当广泛的。

[0004] 声波测井的过程中所接收到的波形大多存在频散，导致对测量的波形数据进行时间域的分析时，无法准确的得到期望的数据。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供频散曲线确定方法，获取频散曲线的准确性。

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了频散曲线确定方法，包括：

[0007] 获取多个原始数据，每个原始数据均是由不同的接收器所接收到的声波数据；

[0008] 分别对每个原始数据进行短时傅里叶变换，以得到多个时频域数据；

[0009] 对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的第一相关数据体；

[0010] 根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线，其中，第二相关系数是每个频率-速度值所对应的第一相关系数的最大值。

[0011] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，步骤分别对每个原始数据进行短时傅里叶变换，以得到多个时频域数据包括：

[0012] 按照如下公式对获取所述原始数据进行短时傅里叶变换，

[0013]

[0014] 其中，xn(m)为第n个接收器的所接收到的声波数据，n＝1,2,3…为接收器编号；m为代表时间的变量，ω为频率，w(m)为预设的汉宁窗函数；w(x)为时频域数据。

[0015] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述预设的汉宁窗函数的表达式为 其中，Nw为汉宁窗长度。

[0016] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述汉宁窗长度的取值为16。

[0017] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，步骤对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的相关数据体包括：

[0018] 按照如下公式计算每个频率-速度-时间值所对应的与第一相关系数的数值，[0019]

[0020] 其中，N为接收器阵列中接收器的总数目，T为时窗的位置，t为时间，n＝1,2,3…N为接收器序号，v为速度，d为接收器间距，Tw为时窗宽度，ω为频率；ρ(ω，ν，T）为第一相关系数的数值，Xn为时频域数据。

[0021] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，步骤根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线包括：

[0022] 确定表征频率-速度值与第二相关系数的关系的第二相关数据体；

[0023] 对第二相关数据体中，第二相关系数最大值所对应的频率和速度值进行求取，以得到所述频散曲线。

[0024] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，步骤确定表征频率-速度值与第二相关系数的关系的第二相关数据体包括：

[0025] 按照如下公式计算第二相关系数，

[0026]

[0027] 其中，ρ0为第二相关系数的数值，T为时窗的位置，ρ(ω，ν，T）为第一相关系数的数值。

[0028] 第二方面，本发明实施例还提供了频散曲线确定装置，包括：

[0029] 获取模块，用于获取多个原始数据，每个原始数据均是由不同的接收器所接收到的声波数据；

[0030] 变换模块，用于分别对每个原始数据进行短时傅里叶变换，以得到多个时频域数据；

[0031] 相关运算模块，用于对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的第一相关数据体；

[0032] 第一确定模块，用于根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线，其中，第二相关系数是每个频率-速度值所对应的第一相关系数的最大值。

[0033] 第三方面，本发明实施例还提供了地层纵横波速度确定方法，包括如第一方面的频散曲线确定方法，还包括：

[0034] 根据频散曲线的低频截止值对应的速度确定地层的横波速度。

[0035] 第四方面，本发明实施例还提供了地层纵横波速度确定装置，包括如第二方面的频散曲线确定装置，还包括：

[0036] 第二确定模块，用于根据频散曲线的低频截止值对应的速度确定地层的横波速度。

[0037] 本发明实施例提供的频散曲线确定方法，与现有技术中当同一频率范围存在多个频散的模式波的时候，只能够得到一个波的频散曲线相比，其先对声波测井得到的声波数据进行短时傅里叶变换，从而得到多个时频域数据，之后，对所述多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的第一相关数据体，最后，根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定所述声波数据所对应声波的频散曲线，其中，第二相关系数是每个频率-速度值所对应的第一相关系数的最大值，进而通过这种数学统计和分析的方式确定了最终的频散曲线，提高了确定出频散曲线的准确度。

[0038] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

[0040] 图1示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，随钻偶极子阵列声波测井理论模拟波形；

[0041] 图2-9分别示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对第一至八个接收器所接收到的声波数据进行短时傅里叶变换后得到的时频域数据的波形图；

[0042] 图10示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对图1所示波形进行短时傅里叶变换后再进行速度时间相关运算后，得到的相关系数三维数据体(第一相关数据体)的释义图；

[0043] 图11-15分别示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，频率成分为1996.1Hz、3992.2Hz、5988.3Hz、8982.4Hz和10979Hz时的分量的时间时差相关图；

[0044] 图16示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对图1所示波形采用本发明进行频散分析后的成果图；

[0045] 图17示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对图1所示波形采用加权频谱相干法进行频散分析后的成果图；

[0046] 图18示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，硬地层随钻偶极子声波测井波形图；

[0047] 图19示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对图17所示硬地层随钻偶极子波形采用本发明所提供的频散曲线确定方法进行频散分析的结果；

[0048] 图20示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对图17所示硬地层随钻偶极子波形采用传统技术中的频谱相干法进行频散分析的结果；

[0049] 图21示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，理论模拟的软地层随钻偶极子声波测井波形图；

[0050] 图22示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对图20所示软地层随钻偶极子波形采用本发明所提供频散曲线确定方法进行频散分析的结果；

[0051] 图23示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法中，对图20所示软地层随钻偶极子波形采用传统技术中的频谱相干法进行频散分析的结果；

[0052] 图24示出了本发明实施例所提供的频散曲线确定方法的基本流程图。

具体实施方式

[0053] 下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

[0054] 相关技术中，已经出现很多利用声波测井来确定波形，进而确定声波速度信息的方法，但经过发明人研究发现，声波测井接收到的波形大多存在频散，导致对测量的波形数据进行时间域的分析时，不能有效的获取各模式波的速度信息(个模式波之间会发生干扰)。因而，必须对接收到的波形进行频散分析才能充分了解波形的速度分布特征，提取准确的速度信息。

[0055] 目前声波测井数据频散分析的方法有很多种，分为参数估计和非参数估计两类方法。下面分别对这两类方法进行简要介绍：

[0056] 一、参数估计类的方法主要有Prony方法、矩阵束方法及向前、向后拓展的Prony方法，该类方法基于理论模型，需要将数据与理论模型函数进行匹配；空间采样点较少，处理结果容易产生假频；需要提前确定模式波的数量；上述缺点使得这类方法的稳定性差，容易遭受噪声的干扰。

[0057] 二、针对上述不足，Tang等人提出了非参数估计的方法—加权频谱相干法。该种方法增加了处理中的数据采样点数，通过寻找特定慢度范围内的相干系数的最大值来确定模式波数的真实值。该方法提高了数据的利用率，降低了噪声的影响，克服了空间采样点数不足的问题。该方法不需要寻找模型函数，而是直接对数据进行处理得到频散曲线，该种方法速度快，抗噪能力强，是目前声波测井数据处理最常用的方法。

[0058] 实际操作中，由于加权频谱相干法在频率域直接做相关，在处理随钻声波测井数据时，由于随钻声波测井同一频率范围存在多个频散的模式波，处理效果很差，只能得到某一个波的频散曲线，在随钻声波测井数据频散处理中受到了极大的限制。

[0059] 有鉴于此，本申请提供了一种改进的频散曲线确定方法，如图24所示，该方法主要由如下四个步骤组成：

[0060] S101，获取多个原始数据，每个原始数据均是由不同的接收器所接收到的声波数据；

[0061] S102，分别对每个原始数据进行短时傅里叶变换，以得到多个时频域数据；

[0062] S103，对多个时频域数据进行速度时间相关运算，以得到表征频率-速度-时间值与第一相关系数的关系的第一相关数据体；

[0063] S104，根据第一相关数据体中，每个频率-速度值所对应的第二相关系数，确定声波数据所对应声波的频散曲线，其中，第二相关系数是每个频率-速度值所对应的第一相关系数的最大值。

[0064] 步骤1中，通过接收器来接收到原始数据(即声波数据)的方法在本领域已经广为使用，本申请中不再做过多描述。

[0065] 通常情况下，原始数据是以具体波形的形式展现出来的，进而步骤S102，首先对于由随钻声波测井得到的N个接收器组成的接收器波形(即原始数据)，可按(1)式对其(接收器波形)进行短时傅里叶变换，以得到每个接收器波形的时频域波形(即时频域数据)，也就是将时间域的波形信号变换为关于时间和频率两个变量的信号，即时频域数据。

[0066]

[0067] 其中，xn(m)为第n个接收器的所接收到的声波数据，n＝1,2,3…N为接收器编号；m为代表时间的变量，ω为频率，w(x)为预设的汉宁窗函数；Xn(t,ω)为时频域数据。

[0068] 优选的，预设的汉宁窗函数的表达式为其中，Nw为汉宁窗长度，此处采用汉宁窗作为窗函数进行时频变换可以有效的避免变换过程中的吉布斯效应，可以避免吉布斯效应引入的虚假的波形抖动噪声。

[0069] 更优选的，所述汉宁窗长度的取值为16，该数值为经过大量的数据处理实践总结的适应随钻声波测井信号频率的窗口长度。

[0070] 步骤S103，对步骤S102中，经过短时傅里叶变换后的信号(时频域数据)Xn(t,ω)按(2)式进行速度时间相关运算，计算与频率-速度-时间值相对应的第一相关系数，进而可以得到一个三维的频率-速度-时间相关数据体ρ(ω，v，T)，即得到第一相关数据体。该第一相关数据体反应了在指定的频率、指定的速度、指定的时间下，第一相关数系数的数值大小。

[0071]

[0072] 其中，N为接收器阵列中接收器的总数目，T为时窗的位置，t为时间，n＝1,2,3…N为接收器序号，v为速度，d为接收器间距，Tw为时窗宽度，ω为频率；ρ(ω，ν，T）为第一相关系数的数值，Xn为时频域数据。

[0073] 步骤S104，将步骤二中得到的三维频率-速度-时间数据体ρ(ω，v，T)按公式(3)在每一个ω和每一个v处取相关系数ρ(第一相关系数)的最大值，则可以由三维的频率-速度-时间的第一相关数据体得到二维的频率-速度相关系数数据体ρ0(ω，ν）(即第二相关数据体)，该二维相关系数数据体即表示了阵列波形中各个模式波的频率-速度的对应关系，即表征了在指定的频率、指定的速度，第二相关数系数的数值大小，也就是各模式波的频散特征，对频散关系图中相关系数局部最大值处对应的频率和速度进行求取，即可得到各模式波速度随频率变化的信息，即频散曲线v(ω)。

[0074]

[0075] 其中，ρ0为第二相关系数的数值，T为时窗的位置，ρ(ω，v，T)为第一相关系数的数值。

[0076] 下面，以一个详细的实例来说明本申请所提供的频散曲线确定方法。

[0077] 在本发明所提供的方案中，首先通过短时傅里叶变换的方式，利用各个接收器所接收到的波形数据(声波数据)，求得阵列声波测井波形的时频分布数据(时频域数据)，即将时间域的声波阵列信号表示为关于频率和时间的信号。如图1所示，为某地层纵横波速度分别为3000m/s和1400m/s的随钻偶极子阵列声波测井的理论波形图，记为xn(t),其中，t表示时间，n＝1、2、3、4、5、6、7、8。表1-表8所示数据为第一个接收器-第八个接收器的所接收到的声波数据，从左至右为时间的顺序。利用式(1)对其(声波数据)进行短时傅里叶变换，可得到其时频分布，即得到时频域数据,记为Xn(t,ω),其中，ω表示频率。表9-表16分别为对第一个接收器-第八个接收器所接收到的声波波形进行短时傅里叶变换后的时频域数据，表9-表16中，横向坐标为频率，纵向坐标为时间。图2-图9为分别为第一个接收器-第8个接收器进行短时傅里叶变换后的时频域数据的波形图,图2-图9与表9-16对应。图2-图9中，横轴为时间，纵轴为频率。对这8个接收器的时频域波形Xn(t,ω)按式(2)进行时间速度相关运算，即可得到一个三维的频率-时差-时间相关数据体ρ(ω，v，T)，即第一数据体，如图10所示，x方向坐标轴表示时间，y方向坐标轴表示速度，z方向坐标轴表示频率，其颜色明暗代表了第一相关系数的数值大小。

[0078] 三维数据体描述了ω，v，T这三个参数的函数关系，表达时，应当固定一个量为定值，由于可取的数值过多，故仅以如下几个ω的取值为例进行说明，分别取ω为1996.1Hz、3992.2Hz、5988.3Hz、8982.4Hz和10979Hz时的相关系数数据体ρ(ω，v，T)的数据如表17-表
21所示，表17-表21中，横坐标为时间，纵坐标为速度，将数据进行绘图，可得到相关图如图
11、图12、图13、图14、图15所示的图像，即图11为图1所示波形计算得到的频率-速度-时间相关数据体ρ(ω，v，T)，其频率取值为1996.1Hz的分量，即ρ(1996.1Hz，v，T)；图12为图1所示波形计算得到的频率-速度-时间相关数据体ρ(ω，v，T)，即频率取值为3992.2Hz时的相关系数图，即ρ(3992.2Hz，v，T)；图13为图1所示波形计算得到的频率-速度-时间相关数据体ρ(ω，v，T)，即频率取值为5988.3Hz时的相关系数图，即ρ(5988.3Hz，v，T)；图14为图1所示波形计算得到的频率-速度-时间相关数据体ρ(ω，v，T)，即频率取值为8982.4Hz时的相关系数图，即ρ(8982.4Hz，v，T)；图15为图1所示波形计算得到的频率-速度-时间相关数据体ρ(ω，v，T)，即频率取值为10979Hz时的相关系数图，即ρ(10979Hz，v，T)。由图中可以看出，不同的频率成分得到的相关图不同。即通过短时傅里叶分析得到阵列声波波形的时频分布后，再进行每个频率成分的相关分析即可得到不同频率成分下各模式波的速度信息，对每一个频率成分的相关图求取其相关系数的最大值(即第一相关系数的最大值)，则可得到二维的频率-速度相关系数数据体。该二维相关系数数据体即表示了阵列波形中各个模式波的频率-速度的对应关系，即各模式波的频散特征。对图10所示的相关系数数据体ρ(ω，v，T)，求取其在每个频率和每个速度下的第一相关系数的最大值，即使用如式(3)所示的公式进行求取，即得到频散数据，即得到如表22所示的数据集合，表22中，横轴方向为频率，纵轴方向为速度。将表22所示数据进行频散图绘制，得到如图16所示的图像，即图1所示波形的随钻偶极子模式波的频散图。中间深颜色的即为频散曲线v(ω)，由图中可知，每一个频率值可以得到两个速度，本算例中速度低的为地层偶极子波模式记为v1，速度高的为仪器偶极子波模式记为v2，对应的数据如表23所示。

[0079] 通过上述步骤的处理，可以得到准确的随钻声波测井频散分析结果，由于随钻声波测井曲线在同一频率有多个频散的模式波，在上述方法的基础上可以进一步得到每个模式波的频散曲线，具有显著的优势。

[0080] 另，为说明本方案的技术价值，特针对相同数据，采用已有的方案来确定频散分析结果。下面仅以采用频谱加权相干法为例进行对比例。

[0081] 采用频谱加权相干法对表1所示数据进行了频散处理，得到的频散特征数据如表24所示，相应的频散图如图17所示，与采用本发明所处理的结果(图16)对比可知，采用频谱加权相干法无法获得仪器偶极子波(图16中，中部的深颜色区域)，只能得到地层偶极子波(图16中，下部的深颜色区域)，即频散图中深颜色对应的相关系数最大值。由频谱加权相干法得到的频散数据的如表25所示，只有地层偶极子波的数据。可见使用频谱加权相干法是无法得到准确的频散曲线的。

[0082] 表1第1个接收器波形x1(t)数据

[0083]时间t/ms 波形数据 时间t/ms 波形数据 时间t/ms 波形数据 时间t/ms 波形数据
0 -0.00058 1.232877 0.015351 2.465753 3.46E-05 3.70E+00 -1.74E-05
0.058708 3.63E-05 1.29E+00 0.072232 2.524462 0.0002688 3.757339 8.77E-05
0.117417 0.000313 1.350294 0.075039 2.58317 0.0003215 3.816047 6.57E-05
0.176125 -0.0003 1.409002 -0.20121 2.641879 0.0002805 3.874755 -3.42E-05
0.234834 -0.00391 1.46771 -0.3289 2.700587 0.000199 3.933464 -7.73E-05
0.293542 -0.00628 1.526419 0.21918 2.759295 8.15E-05 3.99E+00 -1.45E-06
0.35225 0.02433 1.585127 0.4157 2.818004 6.29E-05 4.05E+00 8.50E-05
0.410959 0.040298 1.643836 -0.01981 2.876712 2.04E-05 4.11E+00 8.09E-05
0.469667 -0.05167 1.702544 -0.20465 2.935421 -0.000104 4.168297 -6.27E-06[0084] 表2第2个接收器波形x2(t)数据

[0085]

[0086] 表3第3个接收器波形x3(t)数据

[0087]

[0088]

[0089] 表4第4个接收器波形x4(t)数据

[0090]

[0091] 表5第5个接收器波形x5(t)数据

[0092]

[0093] 表6第6个接收器波形x6(t)数据

[0094]

[0095] 表7第7个接收器波形x7(t)数据

[0096]

[0097] 表8第8个接收器波形x8(t)数据

[0098]

[0099] 表9第1个接收器时频分布的数据X1(t,ω)

[0100]

[0101]

[0102] 表10第2个接收器时频分布的数据X2(t,ω)

[0103]

[0104] 表11第3个接收器时频分布的数据X3(t,ω)

[0105]

[0106] 表12第4个接收器时频分布的数据X4(t,ω)

[0107]

[0108] 表13第5个接收器时频分布的数据X5(t,ω)

[0109]

[0110] 表14第6个接收器时频分布的数据X6(t,ω)

[0111]

[0112]

[0113] 表15第7个接收器时频分布的数据X7(t,ω)

[0114]

[0115] 表16第8个接收器时频分布的数据X8(t,ω)

[0116]

[0117]

[0118] 表17频率ω为1996.1Hz时的相关系数数据体

[0119]

[0120] 表18频率ω为3992.2Hz时的相关系数数据体

[0121]

[0122] 表19频率ω为5988.3Hz时的相关系数数据体

[0123]

[0124] 表20频率ω为8982.4Hz时的相关系数数据体

[0125]

[0126] 表21频率ω为10979Hz时的相关系数数据体

[0127]

[0128]

[0129] 表22频散特征数据

[0130]

[0131] 表23提取得到的频散曲线数据表

[0132]

[0133]

[0134] 表24频散特征数据

[0135]

[0136] 表25

[0137]

[0138] 实施例一：

[0139] 在随钻声波测井时，采用加权频谱相干法只能得出所有频散模式波综合效应的结果，而使用本发明所提供的方法所得到的处理结果可以将各个模式波的频散特征都求出来，可以获得随钻声波测井的准确的频散信息，故本部分展示两个随钻声波测井数据处理结果。图17所示为理论模拟的硬地层随钻偶极子声波测井阵列波形。地层和井眼参数如表26所示。

[0140] 表26

[0141]

[0142] 由理论分析可得，在随钻声波测井常用的频段(500-12000Hz频率段)，随钻声波测井偶极子测量模式主要存在两个模式，地层偶极子模式和地层二阶偶极子模式。对图18所示波形采用本发明进行频散分析，可得其频散曲线如图19所示。速度较低的模式为地层偶极子波，速度较高的为地层二阶偶极子波。图中圆圈所示的曲线为理论的地层偶极子波频散曲线，星号线为理论的地层二阶偶极子波曲线，由图中可以看出，本发明的方案对两个模式波的频散曲线提取准确，可以得到可靠的随钻硬地层偶极子频散曲线。作为对比，计算了采用传统的加权频谱相干法对图18所示波形进行频散分析的结果，如图20所示，同图19一样，圆圈所示的曲线为理论的地层偶极子波频散曲线，星号线为理论的地层二阶偶极子波曲线，由图中可以看出，对于地层的偶极子波，加权频谱相干法可以得到有效的频散曲线结果，由于在相同的频率范围上有多个频散模式波(地层二阶偶极子波)，该方法无法得到地层二阶偶极子波的频散信息，只有在3100Hz附近，地层偶极子波信号较弱时，有部分地层二阶偶极子波的信号响应。

[0143] 实施例二：

[0144] 图21为软地层随钻声波测井偶极子波形理论模拟曲线。地层及井眼参数如表27所示。

[0145] 表27

[0146]

[0147] 软地层时，偶极子测量模式下，在500-12000Hz频率段主要存在两个模式，地层一阶偶极子模式和仪器偶极子模式。由于地层速度较低，仪器速度相对较高，该模式时有明显的仪器偶极子波被激发出来。图22为使用本发明的方案对软地层偶极子随钻声波数据(图21)的频散分析处理结果。速度较低的模式为地层偶极子波，速度较高的为仪器偶极子波。
图中圆圈所示的曲线为理论的地层偶极子波频散曲线，星号线为理论的仪器偶极子波曲线，由图中可以看出，本发明对两个模式波的频散曲线提取准确，可以得到可靠的随钻软地层偶极子频散曲线和仪器偶极子频散曲线。作为对比，计算了采用传统的加权频谱相干法对图21所示波形进行频散分析的结果，如图23所示，由图中可以看出，对于地层的偶极子波，加权频谱相干法可以得到有效的频散曲线结果，由于在相同的频率范围上有多个频散模式波(仪器偶极子波)，该方法无法得到仪器偶极子波的频散信息，此外，在低频段，低于
2300Hz时，频散曲线受仪器偶极子波的影响会有明显的抖动，与理论曲线是不吻合的。

[0148] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0149] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。