一種油田雷達測井成像方法
2023-12-11 20:43:52
專利名稱：一種油田雷達測井成像方法
技術領域：
本發明涉及一種油田雷達測井成像方法，屬於成像技術領域。
背景技術：
目前，國內外單孔測井雷達中，主要集中在研究垂直於井孔方向的目標的測量定位技術，主要有兩種方法第一種是，通過MUSIC等功率譜估計方法，對目標進行測量和定位，該方法不能生成雷達圖像。第二種是，多接收天線數據融合成像方法，成像技術只是在垂直於井孔方向進行了數據融合成像，但是在豎直方向沒有做聚焦處理。尚未見到研究豎直方向的聚焦成像技術的報導。豎直方向沒有做聚焦處理，導致信雜比低、目標信號模糊、目標圖像的位置不正確、解析度和探測精度低。
發明內容
為了克服現有的單孔成像技術的上述信雜比低、目標信號模糊、目標圖像的位置不正確、解析度和探測精度低等問題，本發明提供一種單孔測井雷達豎直方向進行成像的方法，該方法能有效提高測井雷達探測的信雜比。為實現上述目的，本發明提供一種油田雷達測井成像方法，包括以下步驟(1)把測井雷達的發射天線和接收天線放到一個井孔中；(2)採集測井雷達在井孔的豎直方向上運動時所接收到的數據；(3)把所採集到的數據變換到波數域；(4)在頻率波數域對測井雷達數據進行匹配濾波；
(5)在頻率波數域進行插值運算；(6)把所得到的數據從波束域變換到距離域；(7)探測區域的波場值並進行成像。所述的步驟C3)是通過對探測區域的數據進行二維傅立葉變換完成，數據先從 b (xM, r = rM, t = 0)變換到 b (x，r = 0，ω)，再到 b (x，r = 0，，最後變換到 B (kx，r = 0,kj ；所述的步驟(4)是通過對數據進行卷積運算完成的；所述的步驟( 中所用的插值方法可以選擇幾何插值法、線性插值法、線性加cork插值法和Sine插值法中的任意一種； 所述的步驟(6)是通過對波數域的數據進行二維傅立葉逆變換來完成的。本發明的有益效果是，通過對測井雷達在豎直方向上的探測數據進行聚焦成像處理，能夠在豎直方向上提高測井雷達探測圖像的信雜比，使得目標更清晰，並且將目標信號聚焦到目標的真實位置，提高探測精度和解析度，有助於數據的分析與解釋。
圖1是單孔測井雷達結構示意圖；圖2是單孔測井雷達探測示意圖3是單孔測井雷達聚焦成像過程流程圖；圖4是插值映射示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步說明。圖1是單孔測井雷達結構示意圖，本發明中，單孔測井雷達的收發天線都處在同一個井孔中，發射天線或者接收天線分別可以是單根天線，也可以是陣列天線。圖2是雷達的探測示意圖，在探測過程中，雷達可以沿豎直方向運動，也可以沿垂直於井孔方向轉動， 或者同時沿這兩個方向的運動，在運動過程中採集數據。本發明中，只對雷達在豎直方向運動時所採集的數據進行聚焦成像，該聚焦成像的過程如圖3所示。首先建立圖2右邊所示的二維直角坐標系，該坐標系以豎直方向為χ軸，以垂直於井孔的方向為r軸。設測井雷達天線的位置坐標為(x，0)，設測井雷達記錄的豎直方向的一組數據為b (X，r = 0，t)，在t軸上傅立葉變換後的數據為b (X，r = 0，ω)。設在井孔周圍探測區域中存在任意一個點M的散射點，該散射點的坐標為( ，r)，該散射點處的散射波場
為 b (xM, r = rM, t = 0)。 首先，我們對M點處的數據做如下處理
f b(xM,r = rM,t = Q) = \—b
R
x,r = OJ =
νvW
dx
⑴ 其中r = ·μ，R是點M到測井雷達的距離= V(xM-x)2+r2 . X表示測井雷達的
聚焦數據，V1是雷達波在空氣中的波速的一半。上式可以改寫成
ff r3( R
b(xM,r=rM,t = 0)= JJ —b(x,r = 0,w)exp
Χ,W -
JOJ-
vI,
χ ω
⑵
設< 是波數kw= ω/νι，上式可以寫成下面形式
b(xM,r = rM,t = 0)= \\b(x,r = Q,ka)·
T3V1
KJ
-exp
JkJ(xM-x)2+r2\bcdka ⑶(3)是一個卷積的形式，該卷積可以通過傅立葉變換的乘積來計算。因此只要知道該卷積中的第二個因子的傅立葉變換，就可以計算這個卷積。(3)式中卷積的第二個因子的傅立葉變換為E(kJ= ^V.
χ2+r2
-哪{jkmλ/χ2 +r2 ^cxp(- jk0Jx)dx
⑷
υ 積分式⑷有如下形式/( ) = J7(x)e#W^。當α —c 時，該積分可以用駐相法
a
近似的求解 1(a) ^
2π
\h"{x0)\
/Oo) exp
ja(h(x0) + sign(h\x0)-
其中^是h(x)的駐相
點，即h' (χ。)=0。在式⑷中有α = kx，/^) = :^^2+,2-χ，
k
/W =
V
r V1
χ2+r權利要求
1.一種油田雷達測井成像的方法，其特徵在於所述的方法步驟如下(1)把測井雷達的發射天線和接收天線放到一個井孔中；(2)採集測井雷達在井孔的豎直方向上運動時所接收到的數據；(3)把所採集到的數據變換到波數域；(4)在頻率波數域對測井雷達數據進行匹配濾波；(5)在頻率波數域進行插值運算；(6)把所得到的數據從波數域變換到距離域；(7)探測區域的波場值並進行成像。
2.根據權利要求1所述的油田雷達測井成像方法，其特徵在於所述的步驟(3) 是通過對探測區域的數據進行二維傅立葉變換完成，數據先從t=0)變換到 b (χ, r=0, ω)，再到力 fe r=0, AJ，最後變換到 B (k^ r=0, AJ。
3.根據權利要求1所述的油田雷達測井成像方法，其特徵在於所述的步驟(4)是通過對數據進行卷積運算完成的。
4.根據權利要求1所述的油田雷達測井成像方法，其特徵在於所述的步驟(5)中所用的插值方法可以選擇幾何插值法、線性插值法、線性加cork插值法和Sine插值法中的任意一種。
5.根據權利要求1所述的油田雷達測井成像方法，其特徵在於所述的步驟(6)是通過對波數域的數據進行二維傅立葉逆變換來完成的。
全文摘要
本發明涉及一種油田雷達測井成像方法，該方法是針對油田測井雷達在豎直方向上所探測的測井數據進行處理和成像，其主要步驟如下採集雷達豎直方向上的數據、波數域變換、匹配濾波、插值運算、距離域變換、探測區域內的波場值、對散射波場進行成像。這種成像方法可以使油井豎直方向上目標的信號聚焦到正確位置，便於數據的分析和解讀，能夠提高探測信號的信雜比，提高目標探測解析度和探測精度。
文檔編號G01S13/89GK102426359SQ201110305210
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者冉利民, 常文會, 李功強, 李廷軍, 王程忠, 胡進峰, 趙永剛, 趙青 申請人:中國石化集團華北石油局測井公司, 中國石油化工股份有限公司