[发明专利]一种基于分段线性调频的声波测井偶极声源自动调节方法

说明书

本发明公开了一种基于分段线性调频的声波测井偶极声源自动调节方法，该方法包括下列步骤：向测井地层发射激励信号,接收对应的回波信号,提取该回波信号中的弯曲波信号；处理弯曲波信号，得到对应的频谱曲线；获取该频谱曲线中不同频段下的三个幅度；获取三个幅度分别对应的持续时间；增加最大幅度值对应的持续时间，减小最小幅度值对应的持续时间；根据调整后的三个持续时间，确定新的激励信号。从井下作业时实际需求出发，能够根据井下环境变化进行自适应参数调节，从而保证信号适应于变化的井下地质环境。

技术领域

本发明涉及地球物理测井领域，尤其涉及一种基于分段线性调频的声波测井偶极声源自动调节方法。

背景技术

在偶极子声波测井中，偶极的低频相速度接近地层横波速度，而高频可以反映近井壁的横波速度。因此，获取较宽频段的信号进而提取宽带的频散曲线，可以更好地进行频散校正和近井壁成像。偶极子在井孔中激发的弯曲波的激发强度随频率变化，一般来说弯曲波的激发强度在艾里相频率点附近相对较高，而在低频段(2kHz附近)以及高频段(8kHz附近)相对较低，特别是在快速地层的情况下，低频段的激发强度将远小于艾里相处的激发强度。如果使用窄带声源或普通的宽带声源，得到的弯曲波的能量将集中在艾里相附近，而在低频段及高频段的能量较少，在信噪比较低的情况下，高频段以及低频段的信号会被淹没在噪声中，使得在这些频段得到的频散曲线异常，不能用于后续的频散校正与近井壁成像中。

传统偶极子脉冲激励模式，即利用单个高压方波脉冲经过变压器后激励换能器的方式激发声源信号，实现简单，但不能对频带进行复杂调控，声源的频率固定，得到的井孔信号一般为窄带。因此，为了获取宽带地层响应，新一代的声波测井仪器大多采用多种激励模式，比如利用线性调频信号作为偶极声源信号，可以模式维持每个频率的时间更长，能向地层提供更多的偶极能量。但线性调频信号将能量均匀分布在整个频带，得到的弯曲波在激发强度较低的频带上信噪比较低，并不能得到整个频带的地层响应。

分段线性调频信号是在非线性调频信号的基础上发展的一种新型偶极激励信号，利用这种激励信号激励发射响应平坦的电磁式换能器，可以对弯曲波激发强度曲线进行补偿，加强高低频段能量，同时减弱艾里相频点的能量，使得到的接收波形近似于一个平坦的宽带响应，从而提高信号在整个频带上的信噪比。但在目前的研究及应用中，分段线性调频信号的参数固定，无法进行调整。在实际测井过程中，地层环境实时变化，且随着井下温度、压力的变化，换能器的频响等各项性能也会随之变化，使用固定的分段线性调频声源无法针对随时变化的弯曲波激发强度曲线进行正确的补偿，这样就影响了测井的质量。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺陷。本发明实施例记载了一种基于分段线性调频的声波测井偶极声源自动调节方法，该方法包括下列步骤：

向测井地层发射激励信号,接收激励信号对应的回波信号作为原始回波信号,提取原始回波信号中的弯曲波信号；处理弯曲波信号，得到弯曲波信号对应的频谱曲线；获取频谱曲线中不同频段下的第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度；获取第一特征幅度对应的第一持续时间，获取第二特征幅度对应的第二持续时间，获取第三特征幅度对应的第三持续时间；增加第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度中数值最小的幅度对应的持续时间，减少第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度中数值最大的幅度对应的持续时间；根据调整后的第一持续时间、第二持续时间和第三持续时间，确定用于向测井地层发射的新的激励信号。

进一步地，将第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度分别与预设的幅度标准进行比较，确定第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度对应的回波信号的宽带响应。其中，当第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度中至少一个的数值低于幅度标准时，增加第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度中数值最小的幅度对应的持续时间，减少第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度中数值最大的幅度对应的持续时间；当第一特征幅度、第二特征幅度和第三特征幅度高于幅度标准时，结束调节。