[發明專利]一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法

在審

• 申請號: 202010182709.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111539506A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 劉建建;周軍;余衛東;陳江浩;樊琦;雷曉陽;陳歆;于文茂;劉家雄;楊居朋;王偉;范曉文
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00;E21B47/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，針對于使用數字聲波儀器進行聲波時差測井，包括：1)建立目標函數模型，同時給定縱波首波到達的時間范圍和縱波時差范圍；2)初始化參數；3)隨機初始化螢火蟲的位置，計算目標函數值作為各自最大螢光亮度；4)計算群體中螢火蟲的相對亮度和吸引度，根據相對亮度決定螢火蟲的移動方向；5)更新螢火蟲的空間位置，同時重新計算螢火蟲的相對亮度；6)判斷是否滿足限制條件或達到最大迭代次數，若滿足，則停止迭代，否則轉入步驟3；7)輸出最優個體值，即縱波時差值。本發明方法收斂速度快且能獲得全局最優，同時設置參數少，可以用于井下數字聲波儀器縱波時差的實時提取。

技術領域

本發明屬于石油天然氣勘探開發技術領域，具體涉及一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法。

背景技術

聲波時差測井在聲波測井技術中占據著重要地位。隨著數字信號處理技術的發展，各種聲波數據處理方法不斷完善。在實時測井中，聲波處理算法主要有首波法、STC法、最大似然法、智能算法等。首波法也稱門檻法，簡單且容易實現，目前大多數字聲波儀器仍采用這種方法實現，但是這種方法抗噪能力差，當儀器收到干擾碰撞時，很難用它來找準首波波至，從而造成誤差。STC方法是Kimball等人于1984年提出的一種利用相關性處理提取聲波慢度的一種方法，該方法抗噪能力強，計算精度高。但是其計算量巨大，技術難點多，同時該方法輸入參數較多，對于現場實時提取時差來說，對現場操作工程師要求較高。最大似然法擁有較高的分辨能力，通過選擇合適的濾波器參數，可以減輕操作人員的勞動強度，但當波列信號很弱時，無法準確計算?；谥悄芩惴ǖ臅r差求取方法主要有遺傳算法、粒子群算法等，如遺傳算法減少了參數的輸入、提高了時差求取的準確性，但計算效率不高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，以解決現有技術中存在的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，所述的縱波時差實時提取方法針對于使用數字聲波儀器進行聲波時差測井，利用螢火蟲算法實時提取縱波時差值；

包括以下具體步驟：

(1)建立目標函數模型，同時給定縱波首波到達的時間范圍和縱波時差范圍；

(2)初始化參數；

(3)隨機初始化螢火蟲的位置，計算目標函數值作為各自最大螢光亮度；

(4)計算群體中螢火蟲的相對亮度和吸引度，根據相對亮度決定螢火蟲的移動方向；

(5)更新螢火蟲的空間位置，同時重新計算螢火蟲的相對亮度；

(6)判斷是否滿足限制條件或達到最大迭代次數，若滿足，則停止迭代，否則轉入步驟3；

(7)輸出最優個體值，即縱波時差值。

進一步地，步驟(1)所述的確定目標函數具體為：

選用波形相似法來定義相關函數，計算公式如下：

式中，ρ為相關系數，X_m(t)是N個接受換能器陣列中的第m個接受換能器，d為換能器間隔。s為慢度變量，T_w為時間窗。

以縱波首波到達的時間范圍和縱波時差范圍為約束條件，以相關系數ρ為目標函數解，建立縱波時差求取模型。

進一步地，步驟(2)所述的初始化參數具體為：

設置FA算法中螢火蟲數量n、最大吸引度β₀、光強吸收系數γ、步長因子α、最大迭代次數MG；