顏色投影在聲波時差上的應用

吳冬平(杭州瑞利聲電技術公司 浙江 富陽 311400)

一、概述

為了準確的提取縱波、橫波和斯通利波的各種信息，現在的聲波測井儀器普遍使用多個傳感器，構成所謂陣列聲波測井儀，如Atlas公司的DAC、MAC和Schlum berger公司的DSI以及Halliburton公司的Wave Sonic等。要得到各個波的信息，就需要對記錄的曲線進行相關和疊加等等處理，而處理方法決定著聲波信息提取的準確性。

準確的查找縱波時差有許多的方法，如STC[1]、N次根堆棧法等，將各種方法計算出來的時差在圖上連續顯示出來，并在顯示的過程中發現算法的優缺點以及對算法進行改進。顏色投影的方法就滿足上面的要求，下面就介紹顏色投影方法在聲波時差上的應用。

二、顏色投影

隨著石油測井技術的快速發展，井下儀器上傳的數據量越來越大，如高分辨率成像技術，高維數據不斷涌現，高維問題不但會顯著地增加計算、存儲和顯示的代價，更嚴重的會導致“維數災難”[2]。減輕或者克服維數災難，其中就有降維技術，降維技術不僅可在很大程度上避免維數災難，而且有利于數據進行可視化，獲得直觀認識。而可視化在改進算法過程中能提供很大幫助。

一維、二維、三維之間的轉換形成關系大家都已經熟悉，點動成線，線動成面，面動成體。在深度和慢度的二維面上還需要顯示各個慢度上的相關度值，這就需要三維表示，但是在二維面上顯示三維，這就要求將維數降下來。

圖1 相關度-慢度二維圖

這里先將相關度-慢度的二維曲線降維成一條直線，如圖1所示。將縱坐標的相關值用顏色來表示，0用藍色表示，1用紅色表示，中間的用紅藍相間的顏色表示，這樣處理后，相關值將被投影到橫坐標上變成一條直線。在此基礎上，將每個深度點的顏色按深度的方向組成一個二維圖，這樣就得到一個深度連續的相關度曲面，將顏色投影的方法應用到縱波時差（DT）的顯示中，將DT(STC)曲線連續的顯示到各個深度點上，并且將整個STC的相似度曲線映射成顏色，紅色表示相似度高，藍色表示相似度低。從圖2所示，這是將一口水平井的數據求出縱波時差，并顯示出來。可以看出，DT(STC)曲線基本上在紅色的中間區域，說明應用STC方法計算出來的DT是比較可靠的。應用顏色投影的方法可以直觀的判斷求得的DT是否合理，如果不合理，可以快速找到不合理的點，有利于快速找出問題，并解決問題。顏色投影的方法在算法的驗證和改進上可以發揮巨大的作用。

圖2 水平井DT(STC)圖

在馬古2井的DT計算中發現，由于波形在上一個深度點DT值位置相關性突然變低，DT值將會偶爾跳變，如果連續有好幾個點在原來的DT位置相關性低，將導致DT整個出現偏移。在2070點處，可以看到第一個高相關區域在變化的位置有部分藍色區域，說明在該深度點，相似度在該慢度下太小，按原來的STC算法，DT將會跳變到第2個高相關區域。這顯然是不合理的，這種情況的出現，需要調整縱波提取算法，通過增加新算法和調整現有參數，該處跳變已經解決，如圖3所示。

圖3 2070m處跳變得到改正

結論

顏色投影方法在聲波時差上的應用，可以讓用戶很好的知道每個深度點相關度的所有信息，另外對于聲波時差提取算法有很好的驗證功能，同時可以讓算法設計者快速找到不足。當然該方法還存在許多不足，有待改進。將來需要做的工作和方向主要有以下幾點：1、使得顏色投影在整個曲面上更加的平滑，不論是橫坐標還是縱坐標；2、使得顏色投影更立體、更直觀。

[1]Kimball C.V，Marzetta T.L，Semblance Processing of Bore?hole Array Data[J].Geophysics,1984,49.

[2]R.O.Duda,P.E.Hart,and D.G Stork,Pattern Classification.2nd ed,2001 New York:Wiley.