[发明专利]一种交叉偶极子各向异性快速反演方法及系统

说明书

本发明涉及一种交叉偶极子各向异性快速反演方法及系统，所述方法，包括：对待处理数据进行预处理；待处理数据包括四分量数据；旋转待处理数据，得到与快横波或慢横波方位成45°角的方位角利用方位角当为快横波方位时，将θ带入旋转公式，得到快横波波形和慢横波波形；将快横波波形和慢横波波形用于快慢横波慢度差反演，通过波形匹配原理，得到快慢横波慢度差δs；将慢横波波形阵列用于慢横波慢度反演，通过线性预测理论，得到慢横波慢度s2。本发明将三参数联合反演转化为三个单一参数的分步反演，简化了目标函数的计算，降低了反演的奇异性，既提高了反演稳定性，也提高了反演的速度。

技术领域

本发明涉及应用地球物理测井技术领域，特别涉及一种交叉偶极子各向异性快速反演方法及系统。

背景技术

探测地层的各向异性对非常规油气开发有重要的作用，地层的各向异性成因有两大类：一类由地层本身的定向裂缝或者交互层理引起，一类是由偏置的地应力引起，因此识别地层的各向异性可以探测地层的裂缝或所受的地应力。现阶段，在测井中一般采用交叉偶极子所测量的四分量数据通过反演得到地层的各向异性参数：包括快慢横波时差以及快横波或慢横波的方位角。反演的方法一般采用Alford旋转或三参数同时反演的波形匹配方法。旋转方法由于在微弱各向异性地层下存在90°的不确定性，一般较少采用。波形匹配方法虽然可以获取比较稳定的结果，但由于是三个参数联合反演，特别是由于需要对一个非线性比较强的函数进行全局优化，效率一般较低，结果也可能不稳定。

发明内容

为了解决上述问题，本发明是在综合考虑横向各向同性地层下四分量的波形特征基础上，提出了一种交叉偶极子各向异性快速反演方法及系统，将现有的三参数联合反演变为三步反演方法，每一步反演一个参数，既提高了反演的速度，也增强了结果的稳定性。

第一方面，本发明提供了一种交叉偶极子各向异性快速反演方法，包括：对待处理数据进行预处理；所述待处理数据包括四分量数据；旋转所述待处理数据，得到与快横波或慢横波方位成45°角的方位角利用所述方位角当为快横波方位时，将θ带入旋转公式，得到快横波波形和慢横波波形；将所述快横波波形和所述慢横波波形用于快慢横波慢度差反演，通过波形匹配原理，得到快慢横波慢度差δs；将所述慢横波波形阵列用于慢横波慢度反演，通过线性预测理论，得到慢横波慢度s2。

优选地，所述旋转所述待处理数据，构建目标函数E_sita：

其中，和为将所述四分量数据旋转角度得到的同向分量。

优选地，所述将所述快横波波形和所述慢横波波形用于快慢横波慢度差反演，通过波形匹配原理，构建目标函数E_ds：

其中，δs表示快慢横波慢度差，FP表示快横波波形，SP表示慢横波波形，z_m表示声波到第m个接收器沿井壁传播距离，m表示接收器位置。

优选地，包括：当所述目标函数的最小值出现在正值处，则θ指向快横波方位；当所述目标函数的最小值出现在负值处，则θ指向慢横波方位，令θ＝θ+90°来指向快横波方位，且将快横波波形与慢横波波形对换。

优选地，所述慢横波波形阵列用于慢横波慢度反演，通过线性预测理论，构建目标函数E_s2：

其中，s2表示遍历的慢横波慢度，d表示接收器间隔。

优选地，所述快慢横波慢度差δs与慢横波慢度s2结合，得到各向异性大小为：

ani＝δs/s2。

优选地，所述角度θ在处理实际测井数据时，需要加上仪器旋转角AZ来确定所述快横波方位。