[發(fā)明專利]一種隨鉆瞬變電磁數(shù)據(jù)的實時成像方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310217949.6
• 申請日: 2023-03-08
• 公開（公告）號: CN116068653A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳小平;夏彤;岳明鑫;程凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/36
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 金怡

1.一種隨鉆瞬變電磁數(shù)據(jù)的實時成像方法，其特征在于，包括：

步驟S1：利用傳感器采集時間域電磁數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行預(yù)處理，得到瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)；

步驟S2：將所述瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)分解為上行場和下行場，保留上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)；

步驟S3：確定插值的開始時刻以及時間步長，對所述上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間和時間維度的插值；

步驟S4：計算瞬變電磁數(shù)據(jù)的時間梯度和空間梯度，所述梯度包括：梯度包括二維梯度和三維梯度，其中，所述二維梯度分別對傳感器的測點間距和時間求梯度，所述三維梯度對時間求取梯度和對空間維度計算二維梯度；

步驟S5：對梯度變化范圍最小的測點進(jìn)行時-深轉(zhuǎn)化得到視覺深度，并對所述時間梯度和空間梯度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作后，合成數(shù)據(jù)成像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆瞬變電磁數(shù)據(jù)的實時成像方法，其特征在于，所述步驟S1：利用傳感器采集時間域電磁數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行預(yù)處理，得到瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)，具體包括：

步驟S11：對所述時間域電磁數(shù)據(jù)，人工剔除壞點和異常數(shù)據(jù)；

步驟S12：采用小波去噪方法去除隨機(jī)噪聲；

步驟S13：采用五點或七點濾波方法對所述時間域電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行圓滑；

步驟S14：再采用測道圓滑方法，對測道間的跳點數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理；

步驟S15：選擇合適的階數(shù)對所述時間域電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行多項式擬合，得到瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆瞬變電磁數(shù)據(jù)的實時成像方法，其特征在于，所述步驟S2：將所述瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)分解為上行場和下行場，保留上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)，具體包括：

對所述瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，保留公式(1)的上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)；

其中，F(xiàn)^u為上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)，H為磁場，ω為預(yù)設(shè)的頻率，可以根據(jù)瞬變電磁頻譜衰減特性進(jìn)行選擇，μ為磁導(dǎo)率，σ為電導(dǎo)率，z₀為接收線圈所在深度；z是坐標(biāo)系原點；

公式(1)中磁場H的垂向梯度可表示為公式(2)：

其中，E是電場，σ為電導(dǎo)率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆瞬變電磁數(shù)據(jù)的實時成像方法，其特征在于，所述步驟S3：確定插值的開始時刻以及時間步長，對所述上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間和時間維度的插值，具體包括：

步驟S31：選擇電流完全關(guān)斷之后作為插值的開始時刻，或者選擇各個測點的感應(yīng)電位最接近的時刻作為開始時刻，設(shè)置插值的時間步長為總觀測時長的1/50；

步驟S32：對所述上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)在水平電磁場分量進(jìn)行三次樣條插值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆瞬變電磁數(shù)據(jù)的實時成像方法，其特征在于，所述步驟S5：對梯度變化范圍最小的測點進(jìn)行時-深轉(zhuǎn)化得到視覺深度，并對所述時間梯度和空間梯度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作后，合成數(shù)據(jù)成像，具體包括：

步驟S51：沿著時間方向梯度變化最小的測點數(shù)據(jù)，利用電磁波擴(kuò)散速度公式(3)～(4)，進(jìn)行時間-深度轉(zhuǎn)化，得到視深度H_r：

其中，d_r1和d_r2分別為兩個相鄰時刻的電流擴(kuò)散的半徑，t為時間，σ為電導(dǎo)率；μ₀為磁導(dǎo)率；

步驟S52：選擇合適的背景場，對所述時間梯度和空間梯度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，得到歸一化電阻率梯度分布，結(jié)合H_r，最終合成數(shù)據(jù)成像。

6.一種隨鉆瞬變電磁數(shù)據(jù)的實時成像系統(tǒng)，其特征在于，包括下述模塊：

預(yù)處理模塊，用于利用傳感器采集時間域電磁數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行預(yù)處理，得到瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)；

獲取上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)模塊，用于將所述瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)分解為上行場和下行場，保留上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)；

插值模塊，用于確定插值的開始時刻以及時間步長，對所述上行場瞬變電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間和時間維度的插值；

計算時間梯度和空間梯度模塊，用于計算瞬變電磁數(shù)據(jù)的時間梯度和空間梯度，所述梯度包括：梯度包括二維梯度和三維梯度，其中，所述二維梯度分別對傳感器的測點間距和時間求梯度，所述三維梯度對時間求取梯度和對空間維度計算二維梯度；

合成數(shù)據(jù)成像模塊，用于對梯度變化范圍最小的測點進(jìn)行時-深轉(zhuǎn)化得到視覺深度，并對所述時間梯度和空間梯度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作后，合成數(shù)據(jù)成像。