利用超声回波测井方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及油气开发中超声测井技术领域，具体涉及一种利用超声回波测井方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

在声成像仪器井下测量时，一般测量的部分波形存在其他波形干扰，影响了测量结果的准确性，严重影响了到时和幅度的提取。通过对测井原始数据分析可知，这是由于回波中叠加了干扰波形，特别是在某些极端情况下，反射回波幅度比较低，堙没在干扰波形中。

现有技术中，针对信号干扰问题，当前的解决方法是通过硬件优化，例如模拟通道滤波器的优化，提高探头发射激励等设计等。而硬件优化存在的问题是由于干扰波形存在较大差异，导致优化后的效果不明显。在井下，由于有些情况反射回波幅度较低，当正确的回波幅度低于干扰波形幅度时，就会导致寻找到的到时为干扰波形的到时，从而导致计算的井径或井深错误，且根据固定的经验参数确定干扰波形中存在不准确的情况，因此，急需通过开发新的算法解决上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的利用超声回波测井方法、装置、设备和可读存储介质。

根据本发明的一个方面，提供了一种利用超声回波测井方法，所述利用超声回波测井方法包括：

初始化超声波探头的各参数，启动发射采集工作，并实时地获取到用于测井的波形特征数据；

判断是否存在干扰波形，若存在，则选取并确定出该发射采集工作中干扰波形特征数据，其中所述干扰波形特征数据是分析所述超声波探头的多个历史测井数据后，从多个所述历史测井数据中分解出来的；

计算所述波形特征数据和所述干扰波形特征数据之间的差值，确定出真实的回波，并从所述回波中提取出测量参数。

可选的，所述判断是否存在干扰波形包括：

判断获取到用于测井的波形特征数据与理论上超声波形特征数据的偏差是否大于预设的误差值；

若偏差大于预设的误差值，则进一步判断此时回波到达测量终点的时间是否超出了预设的时间范围；

若超出了预设的时间范围，则判定存在干扰波形。

可选的，所述干扰波形特征数据是分析所述超声波探头的多个历史测井数据后，从多个所述历史测井数据中分解出来的包括：

从各历史测井数据中获取到波形数据，并从所述波形数据中分离出理论上的超声波形；

根据最小干扰波形位置和最大干扰波形位置，确定干扰波形个数和各所述干扰波形的长度；

分析确定各所述干扰波形起始点和终止点，根据波峰和波谷的位置，抽取出多个干扰波形特征数据，对于各干扰波形，通过求平均值或者均方差的方式得到最终的干扰波形特征数据。

可选的，所述利用超声回波测井方法还包括：

利用超声波形的起始时间和到达测量终点时的时间，计算井壁的深度或者井壁的直径。

可选的，所述干扰波形是由超声波探头产生的，所述超声波探头用于发送或接收测井用的超声波。

可选的，所述干扰波形随着不同探头、温度、压力、增益产生变化，则所述选取并确定出该发射采集工作中干扰波形特征数据还包括：

根据探头、温度、压力、增益的不同或大小调整所述干扰波形特征数据。

可选的，所述利用超声回波测井方法还包括：

保存调整后的干扰波形特征数据，作为后续测井时干扰波形特征数据的依据。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用超声回波测井装置，所述利用超声回波测井装置包括：

获取模块，适于初始化超声波探头的各参数，启动发射采集工作，并实时地获取到用于测井的波形特征数据；

确定模块，适于判断是否存在干扰波形，若存在，则选取并确定出该发射采集工作中干扰波形特征数据，其中所述干扰波形特征数据是分析所述超声波探头的多个历史测井数据后，从多个所述历史测井数据中分解出来的；

计算模块，适于计算所述波形特征数据和所述干扰波形特征数据之间的差值，确定出真实的回波，并从所述回波中提取出测量参数。

根据本发明的又一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述利用超声回波测井方法对应的操作。

根据本发明的再一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如上述利用超声回波测井方法对应的操作。

根据本发明的提供的利用超声回波测井方法，首先需要获取用于测井的波形特征数据；然后，通过分析历史测井数据中干扰波形，根据干扰波形确定算法，获取干扰波形的特征数据；最后，通过计算所述测量波形特征数据和所述干扰波形的特征数据之间的差值，确定出真实的回波，并从所述回波中提取出测量参数，进一步计算确定井的深度或者直径等信息。上述技术方案不需要投入更多的硬件成本，仅通过软件算法就能够大幅提高测量的精度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的利用超声回波测井方法的流程图；

图2示出了本发明一实施例提供的确定干扰波形步骤的流程图；

图3示出了本发明实施例提供的利用超声回波测井装置的结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了本发明利用超声回波测井方法实施例的流程图，该方法应用于电子设备中，其中电子设备包括计算机、服务器、笔记本等计算设备。如图1所示，该利用超声回波测井方法包括以下步骤：

步骤110：初始化超声波探头的各参数，启动发射采集工作，并实时地获取到用于测井的波形特征数据。

测量用的超声波是由超声波探头发出的，其特征数据可以根据超声波仪器的设置以及接收到的超声回波综合确定，超声波探头等测量仪器可采用现有产品实现，这里不在赘述。

步骤120：判断是否存在干扰波形，若存在，则选取并确定出该发射采集工作中干扰波形特征数据，其中所述干扰波形特征数据是分析所述超声波探头的多个历史测井数据后，从多个所述历史测井数据中分解出来的。

其中，干扰波形的产生也是伴随各超声波探头出现的，同一探头的干扰信号基本形状在一定时间内是不会发生改变的，但在不同温度，压力，增益下的干扰波形可能不同，且不同探头的干扰波形也存在较大差异，而通过历史测井数据确定干扰波形是一种很好的解决方式。

当然在确定干扰波形时，可以考虑各探头的关联关系，各探头形成的干扰波形也存在着相关性，因此，可以通过均值或方差值对波形特征数据进行预处理，以获得更为准确的波形特征。

步骤130：计算所述波形特征数据和所述干扰波形特征数据之间的差值，确定出真实的回波，并从所述回波中提取出测量参数，进一步根据测量参数计算确定测量的结果。

上述技术方案能够动态寻找干扰波形，不需要投入更多的硬件成本，仅通过软件算法改进就可以获得更为准确的测量结果，既高效又能节省成本。获得了有益的效果。

在一个优选实施例中，步骤120中所述判断是否存在干扰波形具体包括如下的步骤：

判断获取到用于测井的波形特征数据与理论上超声波形特征数据的偏差是否大于预设的误差值；

若偏差大于预设的误差值，则进一步判断此时回波到达测量终点的时间是否超出了预设的时间范围；

若超出了预设的时间范围，则判定存在干扰波形。

当然，在理想条件下，若回波到达测量井壁(终点)的时间比较明确清晰的情况下，干扰波形特别小，小到可以忽略或者不影响计算的情况，则可以不再对干扰波形进行分解计算。

在一个实施例中，参见图2所示出的，步骤120中所述干扰波形特征数据是分析所述超声波探头的多个历史测井数据后，从多个所述历史测井数据中分解出来的具体包括：

步骤210，从各历史测井数据中获取到波形数据，并且优选的可以尝试从所述波形数据中分离出理论上的超声波形；

步骤220，对剩余波形进行分析，确定最小干扰波形位置和最大干扰波形位置，从而初步得出干扰波形个数和各所述干扰波形的长度；

步骤230，分析确定各所述干扰波形起始点和终止点，根据波峰和波谷的位置，计算出各干扰波形特征数据。

当然，在多个历史数据中，对于各探头产生的同一干扰波形，可以进行相关性分析，比如可以通过求平均值或者均方差的方式得到优化后的干扰波形特征数据，从而提高波形计算的准确度。

在一个或一些的实施例中，所述利用超声回波测井方法还包括：

利用超声波形的起始时间和到达测量终点时的时间，计算井壁的深度或者井壁的直径。

其中起始时间是探头发射出超声波的时间，而终点时间则是根据上述回波的特征确定的。

优选的，需要明确的是，所述干扰波形是由超声波探头产生的，所述超声波探头用于发送或接收测井用的超声波。

当然，随着井况不同，例如钻井液，岩屑造成的反射障碍，会引起干扰波形会发生变化，而且不同探头的干扰波形也存在较大差异

因此，在一个实施例中，所述干扰波形随着不同探头、温度、压力、增益以及井内情况等条件而产生变化，则所述选取并确定出该发射采集工作中干扰波形特征数据还包括：

根据探头、温度、压力、增益的不同或大小人为或者利用算法去调整所述干扰波形特征数据，从而进一步提高分解出的干扰波形特征数据的精确度。

为了使得上述分解出的干扰波形特征数据能够复用，提高本发明方法的智能化水平，所述利用超声回波测井方法还包括：

保存调整后的干扰波形特征数据，作为后续测井时干扰波形特征数据的依据，当遇到相似条件或者同一口井测量的情况，则可以综合采用上述干扰波形特征数据进行复用。

并且，在对接收到的超声波回波进行放大、滤波或变换处理，通过上述处理，更有利于根据接收到的超声波得到准确的测量结果。

总之，本发明的上述方法技术方案，通过设计一套完整的干扰波形分析、计算和特征提取步骤，并且结合测井用的超声波波形，准确提取出测量用的参数，尤其是到达时间参数，从而更准确高效且低成本地获取测量结果，获得了有益的效果。

图3示出了本发明利用超声回波测井装置实施例的结构示意图。如图3所示，该装置300包括：

获取模块310：适于初始化超声波探头的各参数，启动发射采集工作，并实时地获取到用于测井的波形特征数据。

测量用的超声波是由超声波探头发出的，其特征数据可以根据超声波仪器的设置以及接收到的超声回波综合确定，超声波探头等测量仪器可采用现有产品实现，这里不在赘述。

确定模块320：适于判断是否存在干扰波形，若存在，则选取并确定出该发射采集工作中干扰波形特征数据，其中所述干扰波形特征数据是分析所述超声波探头的多个历史测井数据后，从多个所述历史测井数据中分解出来的。

其中，干扰波形的产生也是伴随各超声波探头出现的，同一探头的干扰信号基本形状在一定时间内是不会发生改变的，但在不同温度，压力，增益下的干扰波形可能不同，且不同探头的干扰波形也存在较大差异，而通过历史测井数据确定干扰波形是一种很好的解决方式。

当然在确定干扰波形时，可以考虑各探头的关联关系，各探头形成的干扰波形也存在着相关性，因此，可以通过均值或方差值对波形特征数据进行预处理，以获得更为准确的波形特征。

计算模块330：适于计算所述波形特征数据和所述干扰波形特征数据之间的差值，确定出真实的回波，并从所述回波中提取出测量参数，进一步根据测量参数计算确定测量的结果。

上述技术方案能够动态寻找干扰波形，不需要投入更多的硬件成本，仅通过软件算法改进就可以获得更为准确的测量结果，既高效又能节省成本。获得了有益的效果。

在一个优选实施例中，确定模块320中所述判断是否存在干扰波形具体包括：

判断获取到用于测井的波形特征数据与理论上超声波形特征数据的偏差是否大于预设的误差值；

若偏差大于预设的误差值，则进一步判断此时回波到达测量终点的时间是否超出了预设的时间范围；

若超出了预设的时间范围，则判定存在干扰波形。

当然，在理想条件下，若回波到达测量井壁(终点)的时间比较明确清晰的情况下，干扰波形特别小，小到可以忽略或者不影响计算的情况，则可以不再对干扰波形进行分解计算。

在一个实施例中，确定模块320还适于：

首先，从各历史测井数据中获取到波形数据，并且优选的可以尝试从所述波形数据中分离出理论上的超声波形；

其次，对剩余波形进行分析，确定最小干扰波形位置和最大干扰波形位置，从而初步得出干扰波形个数和各所述干扰波形的长度；

然后，分析确定各所述干扰波形起始点和终止点，根据波峰和波谷的位置，计算出各干扰波形特征数据。

当然，在多个历史数据中，对于各探头产生的同一干扰波形，可以进行相关性分析，比如可以通过求平均值或者均方差的方式得到优化后的干扰波形特征数据，从而提高波形计算的准确度。

在一个或一些的实施例中，所述利用超声回波测井装置300还适于：

利用超声波形的起始时间和到达测量终点时的时间，计算井壁的深度或者井壁的直径。

其中起始时间是探头发射出超声波的时间，而终点时间则是根据上述回波的特征确定的。

优选的，需要明确的是，所述干扰波形是由超声波探头产生的，所述超声波探头用于发送或接收测井用的超声波。

当然，随着井况不同，例如钻井液，岩屑造成的反射障碍，会引起干扰波形会发生变化，而且不同探头的干扰波形也存在较大差异

因此，在一个实施例中，所述干扰波形随着不同探头、温度、压力、增益以及井内情况等条件而产生变化，则所述确定模块320还适于：

根据探头、温度、压力、增益的不同或大小人为或者利用算法去调整所述干扰波形特征数据，从而进一步提高分解出的干扰波形特征数据的精确度。

为了使得上述分解出的干扰波形特征数据能够复用，提高本发明装置的智能化水平，所述利用超声回波测井装置300还适于：

保存调整后的干扰波形特征数据，作为后续测井时干扰波形特征数据的依据，当遇到相似条件或者同一口井测量的情况，则可以综合采用上述干扰波形特征数据进行复用。

并且，在对接收到的超声波回波进行放大、滤波或变换处理，通过上述处理，更有利于根据接收到的超声波得到准确的测量结果。

总之，本发明的上述方法技术方案，通过设计一套完整的干扰波形分析、计算和特征提取模块，并且结合测井用的超声波波形，准确提取出测量用的参数，尤其是到达时间参数，从而更准确高效且低成本地获取测量结果，获得了有益的效果。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的利用超声回波测井方法。

图4示出了本发明电子设备实施例的结构示意图，本发明具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。

如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)402、通信接口(Communications Interface)404、存储器(memory)406、以及通信总线408。

其中：处理器402、通信接口404、以及存储器406通过通信总线408完成相互间的通信。通信接口404，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器402，用于执行程序410，具体可以执行上述用于电子设备的利用超声回波测井方法实施例中的相关步骤。

具体地，程序410可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。

处理器402可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。电子设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。

存储器406，用于存放程序410。存储器406可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

程序410具体可以用于使得处理器402执行上述任一实施例所述的利用超声回波测井方法对应的操作。

在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。