CN104297810B - 一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法,该方法包括以下步骤:根据测井资料获取目标地层的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱,其中非弹性散射伽马能谱包含俘获辐射反应的影响;利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段,并为每个能谱分段设置对应的扣除系数;根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱。通过本发明可获得更为纯净的非弹性散射伽马能谱。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理测井技术领域,尤其是涉及一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法。
背景技术
地层元素测井是通过测量中子源向地层发射的中子与地层元素原子核反应产生的伽马能谱,利用谱解析方法获取地层元素的相对产额,进而将元素相对产额转换为元素含量,可对地层进行更加精细的描述,为复杂储层及非常规油气储层测井评价提供一种有效手段。
利用俘获伽马能谱的地层元素测井技术(如斯伦贝谢公司的ECS、哈里伯顿公司的GEM)可以获取地层的Si、Fe、Ca、S、Ti、Gd等元素含量。但是,对于评价地层有机碳含量的碳元素、区分石灰岩和白云岩的镁元素等关键地层元素,由于这些元素的俘获辐射反应截面比较低,利用俘获伽马能谱的地层元素测井技术不能获取这些元素的含量。因此,需要利用非弹性散射伽马能谱获取碳、镁等关键元素含量。
中子源发射的快中子进入地层以后,在最初的0.01-0.1微秒内非弹性散射反应占支配地位,随后随着中子减速成热中子可与地层发生俘获辐射反应。利用脉冲中子源的地层元素测井中,非弹性散射伽马能谱是在中子发射脉冲内记录,且中子源的脉冲宽度一般为几十微秒,所以记录的非弹性散射伽马能谱受俘获辐射反应的影响而包含一定的俘获伽马射线成分。在利用对非弹性散射伽马能谱解析获取元素含量之前,需扣除记录的非弹性散射伽马能谱中俘获辐射反应的影响,从而提高地层元素含量的确定精度。目前对净非弹性散射伽马能谱获取方法的研究主要有固定扣除系数法和减氢峰法,但是都是针对碳氧比测井。利用目前技术获取的净非弹性散射伽马能谱,整个能谱段都采用一个扣除系数,在不该扣除俘获辐射影响的能谱段过多扣除或在应该扣除的能谱段未充分扣除,导致获取的净非弹性散射伽马能谱与理论净非弹性散射伽马能谱相关性太低,用于能谱解析获取元素含量精度不够。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法,以获取更为纯净的非弹性散射伽马能谱。
为达到上述目的,本发明提供了一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据测井资料获取目标地层的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱,其中非弹性散射伽马能谱包含俘获辐射反应的影响;
利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段,并为每个能谱分段设置对应的扣除系数;
根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱。
优选的,所述利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段具体包括:
根据不同地层模型以及热中子与不同元素原子核发生俘获辐射反应产生特征伽马射线的能谱段范围不同对所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段。
优选的,所述为每个能谱分段设置对应的扣除系数,具体包括:
根据利用数值模拟方法得到的预设的地层模型的非弹性散射伽马能谱、俘获伽马能谱以及不包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱,确定每个能谱分段的扣除系数。
优选的,所述根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱,具体包括:
根据公式计算得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱Ine_DP;
其中,n为能谱的分段数,Ine_DPi为第i个能谱段的净非弹性散射伽马能谱,且Ine_DPi=Ine_Ci-αPi*Capi,Ine_Ci为第i个能谱段的包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱;Capi为第i个能谱段的俘获伽马能谱;αPi为第i个能谱段的扣除系数。
优选的,所述地层模型包括砂岩地层、碳酸盐岩地层、致密砂岩油气层及页岩油气地层,在进行所述分段时,其分别被分为六个能谱段、五个能谱段、六个能谱段和六个能谱段。
优选的,所述砂岩地层的六个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
优选的,所述在碳酸盐岩地层的五个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.5MeV、5.5-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
优选的,所述在致密砂岩油气地层的六个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
优选的,其所述在页岩油气地层的六个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
优选的,所述砂岩地层的六个能谱段对应的扣除系数分别为1.8-1.9、0.8-0.9、1.2-1.3、1.5-1.7、1.2-1.4、1.3-1.4。
优选的,所述碳酸盐岩地层的五个能谱段对应的扣除系数分别为1.7-1.9、0.8-0.9、1.2-1.4、1.0-1.1、1.5-1.7。
优选的,所述致密砂岩油气地层的六个能谱段对应的扣除系数分别为1.7-1.8、0.8-0.9、1.0-1.1、1.2-1.3、1.0-1.2、1.2-1.4。
优选的,所述页岩油气地层的六个能谱段对应的扣除系数分别为1.2-1.4、0.7-0.8、0.8-0.9、0.8-1.0、1.0-1.1、1.2-1.3。
优选的,所述测井资料通过地层元素测井仪器获取得到。
本发明根据预设的地层模型内的元素的特征俘获伽马射线的特征将包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段,并为每个能谱分段设置对应的扣除系数;然后根据每个分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱;由于通常每个能谱分段内受俘获辐射反应的影响大小不同,这种分段扣除的方式实现了可根据每个能谱分段的具体情况设置单独的扣除系数,从而避免了现有技术将整个能谱采用固定统一的扣除系数而造成的多扣或少扣的情况,从而有利于获得更为纯净的非弹性散射伽马能谱。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:
图1为本发明实施例的地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法的流程图;
图2a、图2b、图2c分别为本发明实施例中的简单地层模型、致密砂岩油气地层模型和页岩油气地层模型的示意图;
图3为本发明实施例中的蒙特卡罗模拟计算模型;
图4为本发明实施例中的简单地层模型的不同孔隙度饱含淡水砂岩地层的理论扣除因子谱;
图5为本发明实施例中的简单地层模型的不同孔隙度饱含油砂岩地层的理论扣除因子谱;
图6为本发明实施例中的简单地层模型的不同孔隙度饱含淡水石灰岩地层的理论扣除因子谱;
图7为本发明实施例中的简单地层模型的不同孔隙度饱含淡水白云岩地层的理论扣除因子谱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
参考图1所示,本发明实施例的地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法包括以下步骤:
步骤S101、根据测井资料获取目标地层的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱,其中非弹性散射伽马能谱包含俘获辐射反应的影响。其中,测井资料可通过地层元素测井仪器获取得到。
步骤S102、利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段,并为每个能谱分段设置对应的扣除系数。具体的:
根据不同地层模型以及热中子与不同元素原子核发生俘获辐射反应产生特征伽马射线的能谱段范围不同对包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段,并且可根据利用数值模拟方法得到的预设的地层模型的非弹性散射伽马能谱、俘获伽马能谱以及不包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱,确定每个能谱分段的扣除系数。
步骤S103、根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱。具体的:
根据公式计算得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱Ine_DP;
其中,n为能谱的分段数,Ine_DPi为第i个能谱段的净非弹性散射伽马能谱,且Ine_DPi=Ine_Ci-αPi*Capi,Ine_Ci为第i个能谱段的包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱;Capi为第i个能谱段的俘获伽马能谱;αPi为第i个能谱段的扣除系数。
为便于理解本发明实施例中的能谱分段及对应扣除系数的这部分内容,如图2a-图2c所示,本发明实施例设定了三种岩石体积物理模型:简单地层模型21、致密砂岩油气地层模型22和页岩油气地层模型23。其中,简单石地层模型21中包含两部分:骨架211和孔隙212;致密砂岩油气地层模型包含五部分:石英221、孔隙222、干酪根223、绿泥石224和伊利石225;页岩油气地层模型23包含十部分:孔隙231、干酪根232、绿泥石233、黄铁矿234、石英235、钾长石236、钠长石237、方解石238、白云石239和伊利石240。
参考图3所示,为研究本发明实施例中的分段扣除系数而设定的蒙特卡罗数值模拟计算模型示意图,模拟计算条件为:脉冲中子源311采用D-T脉冲中子发生器,脉冲中子发生器脉冲宽度为40μs,屏蔽体312材料为钨,伽马探测器313采用化镧晶体,脉冲中子源311与伽马探测器313之间的距离为35cm;井眼直径为20cm,井眼内的井眼流体32为淡水;测量地层33为圆柱形,径向厚度为90cm、高度为150cm。
利用图3所示的蒙特卡罗模拟计算模型,根据图2a-图2c所示的岩石体积物理模型,测量地层33分别设定简单地层模型21、致密砂岩油气地层模型22和页岩油气地层模型23。其中:
设定简单地层模型21时,地层组分参数如下:
饱含水简单砂岩地层:骨架211为石英,孔隙212饱含淡水,孔隙度分别为0、5%和40%;
饱含油简单砂岩地层:骨架211为石英,孔隙212饱含油,孔隙度分别为0、5%和40%;
饱含水简单石灰岩地层:骨架211为方解石,孔隙212饱含淡水,孔隙度分别为0、5%和40%;
饱含水简单白云岩地层:骨架211为白云石,孔隙212饱含淡水,孔隙度分别为0、5%和40%;
设定致密砂岩油气地层模型22时,地层组分参数如下:
不含泥质矿物和干酪根的致密油气地层:干酪根223、绿泥石224和伊利石225体积百分含量为0,岩石骨架为石英221,孔隙222分别饱含淡水、油和天然气,孔隙度分别为5%、7%、9%、11%、13%和15%;
含泥质矿物、不含干酪根的致密油气地层:干酪223体积百分含量为0,绿泥石224和伊利石225体积百分含量分别为5%和20%,孔隙222饱含淡水,孔隙度分别为5%、7%、9%、11%、13%和15%,石英221的体积百分含量随着孔隙度的变化而变化;
含泥质矿物和干酪根的致密油气地层:干酪223体积百分含量为30%,绿泥石224和伊利石225体积百分含量分别为5%和20%,孔隙222饱含淡水,孔隙度分别为5%、7%、9%、11%、13%和15%,石英221的体积百分含量随着孔隙度的变化而变化;
设定页岩油气地层模型23时,地层组分参数如下:
孔隙度不变、干酪根含量变化的页岩油气地层:孔隙231饱含淡水,孔隙度为5%,绿泥石233、黄铁矿234、钾长石236、钠长石237、方解石238、白云石239和伊利石240的体积百分含量分别为5%、3%、5%、15%、5%、2%、20%,干酪根232含量分别为3%、5%、7%、10%、15%、20%、25%和30%,石英235的体积百分含量随着干酪根232的体积百分含量变化而变化;
干酪根含量不变、孔隙度变化的页岩油气地层:干酪根232、绿泥石233、黄铁矿234、钾长石236、钠长石237、方解石238、白云石239和伊利石240的体积百分含量分别为10%、5%、3%、5%、15%、5%、2%和20%,孔隙231饱含淡水,孔隙度分别为5%、7%、9%、11%、13%和15%,石英235的体积百分含量随着孔隙度的变化而变化;
利用图3所示的蒙特卡罗模拟计算模型,模拟计算0-40μs和50-100μs时间窗内的包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱Ine_C及俘获伽马能谱Cap,并在模拟中利用中子截断的方法使模拟计算过程中不产生热中子而得到0-40μs时间窗内的理论纯净非弹性散射伽马能谱Ine_N,模拟的伽马能谱能量段为0-8.8MeV,伽马能谱道数为256道。定义理论扣除因子谱DF为:
式中,DF为理论扣除因子谱;Ine_C为包含俘获反应辐射影响的非弹性散射伽马能谱;Cap为俘获伽马能谱;Ine_N为理论纯净非弹性散射伽马能谱。
根据简单地层模型21、致密砂岩油气地层模型22和页岩油气地层模型23设定的地层组分,模拟的包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱Ine_C和俘获伽马能谱Cap以及理论纯净非弹性散射伽马能谱Ine_N,得到不同条件下理论扣除因子谱DF。简单地层模型21中理论扣除因子谱DF如图4、图5、图6和图7所示,由于致密砂岩油气地层模型22和页岩油气地层模型23中地层模型数较多,部分重叠不易显示,因此在本实施例中不再展示,后面叙述中做具体分析。
热中子与元素原子核发生俘获辐射反应产生的特征伽马射线中,反散射伽马射线主要集中在0-0.6MeV能谱段,H和O元素的特征俘获伽马射线主要集中在0.6-2.3MeV能谱段,Si、O等元素特征俘获伽马射线主要集中在2.3-5.0MeV能谱段,Si等元素的特征俘获伽马射线主要集中在5.0-6.0MeV能谱段,Ca、O、Mg等元素的特征俘获伽马射线主要集中在2.3-5.5MeV能谱段,Ca等元素的特征俘获伽马射线主要集中在5.7-6.6MeV能谱段,Fe等元素的特征俘获伽马射线及一些散射伽马射线主要集中在7.6-8.8MeV能谱段。
根据热中子与不同元素原子核发生俘获辐射反应产生特征伽马射线的能谱段范围以及图4-图7中理论扣除因子谱在不同能谱段数值,不同地层模型中能谱分段规则为:
简单砂岩地层中分为的六个能谱段:0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV;
简单碳酸盐岩地层中分为的五个能谱段:0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.5MeV、5.5-7.6MeV、7.6-8.8MeV;
致密砂岩油气地层中分为的六个能谱段:0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV;
页岩油气地层中分为的六个能谱段:0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
根据图4-图7所示的理论扣除因子谱,对不同能谱段的理论扣除因子取平均值,可得到不同地层模型中不同能谱段的扣除系数如表1所示。
表1不同地层模型中不同能谱段的扣除系数
为验证分段扣除法得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱的精确性以及与理论净非弹性散射伽马能谱的相关性,下面设定7种验证地层模型,各地层模型设定条件如表2所示。
表2验证地层模型设定条件
利用图3所示的蒙特卡罗模拟计算模型,根据表2所示的验证地层模型设定条件设定计算模型中测量地层,模拟计算不同地层条件下的包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱Ine_C和俘获伽马能谱Cap以及理论纯净非弹性散射伽马能谱Ine_N,分别采用样本方差、相关系数以及能谱解析结果,对比目前技术中的固定扣除系数法和减氢峰法可知,本发明实施例的方法可得到更好的非弹性散射伽马能谱与理论净非弹性散射伽马能谱的精确度、相关性及能谱解析结果精度。
固定扣除系数法即整个能谱段采用一个固定不变的扣除系数,根据以下公式得到利用固定扣除系数法得到的净非弹性散射伽马能谱Ine_Df:
Ine_Df=Ine_C-αf*Cap (2)
式中,αf为扣除系数,根据前人研究成果,该扣除系数一般取为0.3。
减氢峰法也是整个能谱段采用一个扣除系数,但是认为在不同的情况下扣除系数变化,根据以下公式得到利用减氢峰法得到的净非弹性散射伽马能谱Ine_DH:
Ine_DH=Ine_C-αH*Cap (3)
αH=SIne_C/SCap (4)
式中,αH为减氢峰法中的扣除系数;SIne_C和SCap分别为包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱Ine_C和俘获伽马能谱Cap中氢峰面积。
利用本发明中方法得到的净非弹性散射伽马能谱Ine_DP为:
Ine_DPi=Ine_Ci-αPi*Capi (6)
其中,n为能谱的分段数,Ine_DPi为第i个能谱段的净非弹性散射伽马能谱,且Ine_DPi=Ine_Ci-αPi*Capi,Ine_Ci为第i个能谱段的包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱;Capi为第i个能谱段的俘获伽马能谱;αPi为第i个能谱段的扣除系数。
式(5)中的能谱段和对应能谱段的扣除系数可根据不同的地层模型在表1中选取。
(1)利用样本方差验证本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的精确度
选择模拟计算的理论非弹性散射伽马能谱作为参考样本,利用固定扣除系数法、减氢峰法及本发明实施例的方法,由表2所示的7种验证地层模型中模拟数据得到不同扣除方法获得的净非弹性散射伽马能谱的样本方差如表3所示。
从表3可以看出,模型1、2、3、6和7中,在全能谱段和0.6-7.6MeV能谱段中,本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的样本方差比固定扣除系数法和减氢峰法都低;模型4和5中,在全能谱段中本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的样本方差比固定扣除系数法高、比减氢峰法低,从模拟计算的数据来看,7.6-8.8MeV能谱段的伽马计数很低、统计性误差很大,使在此能谱段扣除俘获辐射反应影响的净非弹性散射伽马能谱误差变大,导致在这两个模型中得到扣除后的全能谱段净非弹性散射伽马能谱的样本方差比减氢峰法低。但是,在用于地层元素测井能谱解析的0.6-7.6MeV能谱段中,本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的样本方差比固定扣除系数法和减氢峰法都低。
表3利用不同扣除方法得到的净非弹性散射伽马能谱的样本方差
(2)利用相关系数验证发明方法得到的净非弹性散射伽马能谱与理论净非弹性散射伽马能谱的相关性
选用皮尔逊相关系数计算方法:
式中,n为伽马能谱道数;Ine_Ni为理论净非弹性散射伽马能谱第i道计数;Ine_Di为利用不同扣除方法扣除俘获辐射反应影响后得到的净非弹性散射伽马能谱第i道计数。
选择模拟计算的理论非弹性散射伽马能谱作为标准,利用固定扣除系数法、减氢峰法及本发明的方法,由表2所示的7种验证地层模型中模拟数据得到不同扣除方法获得的净非弹性散射伽马能谱与理论净非弹性散射伽马能谱的相关系数如表4所示。
表4利用不同扣除方法得到的净非弹性散射伽马能谱与理论净非弹性散射伽马能谱的相关系数
从表4可以看出,模型1、2、3、6和7中,在全能谱段和0.6-7.6MeV能谱段中,本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的相关系数比固定扣除系数法和减氢峰法都高;模型4和5中,在全能谱段中本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的相关系数比固定扣除系数法低、比减氢峰法高,具体原因与样本方差在这两个模型中出现的情况分析原因相同。但是,在用于地层元素测井能谱解析的0.6-7.6MeV能谱段中本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的相关系数比固定扣除系数法和减氢峰法都高。
(3)利用能谱解析结果验证本发明实施例的方法得到的净非弹性散射伽马能谱的精确度
记录的伽马能谱认为地层中各种元素各自产生的伽马能谱的叠加,假定地层有m种元素,测量的非弹性散射伽马能谱的道数为n,非弹性散射伽马能谱中第i道的计数为ci,则有:
式中,aij为仪器的响应矩阵元,由m个归一化的元素各自产生的非弹性散射伽马能谱组成;yj为第j种元素的相对产额;εi为误差。
利用最小二乘法可求得元素相对产额为:
式中,为求取的产额矩阵;为仪器响应矩阵;为仪器响应矩阵的转置矩阵;为记录的非弹性散射伽马能谱矩阵。
获得元素相对产额后需要把元素相对产额转换为元素含量:
式中,Wi为第i种元素的百分含量;Yi为第i种元素的相对产额;Si为第i种元素探测灵敏度因子;F为随深度变化的归一化因子。
对于验证地层模型的模拟非弹性性散射伽马能谱,利用固定扣除系数法、减氢峰法及本发明实施例的方法扣除俘获辐射反应的影响,得到利用不同扣除方法获得的净非弹性散射伽马能谱,进而进行能谱解析获取元素含量。为节省篇幅起见,在此只列举模型5和模型6的谱解析结果,如表5和表6所示。
表5模型5中对利用不同扣除方法获得的净非弹性散射伽马能谱进行谱解析获取的部分元素含量对比
表6为模型6中对利用不同扣除方法获得的净非弹性散射伽马能谱进行谱解析获取的部分元素含量对比
从表5和表6的谱解析结果可以看出,本发明实施例的方法获取的净非弹性散射伽马能谱解析得到的元素含量的精度比利用目前技术的固定扣除系数法和减氢峰法都高。
利用样本方差、相关系数以及能谱解析结果,都验证了采用本发明实施例的方法可以获取高精度的净非弹性散射伽马能谱,用于地层元素测井中可获取更加准确的元素含量。
由此可见,本发明实施例根据预设的地层模型内的元素的特征俘获伽马射线的特征将包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段,并为每个能谱分段设置对应的扣除系数;然后根据每个分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱;由于通常每个能谱分段内的俘获伽马能谱都多少不一,这种分段扣除的方式实现了可根据每个能谱分段的具体情况设置单独的扣除系数,从而避免了现有技术将整个能谱采用固定统一的扣除系数而造成的多扣或少扣的情况,从而有利于获得更为纯净的非弹性散射伽马能谱。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块、单元和步骤可以通过硬件、软件或两者的结合来实现。至于是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用,可以使用各种方法实现所述的功能,但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块,或单元都可以通过通用处理器,数字信号处理器,专用集成电路(ASIC),现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置,离散门或晶体管逻辑,离散硬件部件,或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器,可选地,该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现,例如数字信号处理器和微处理器,多个微处理器,一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核,或任何其它类似的配置来实现。
本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地,存储媒介可以与处理器连接,以使得处理器可以从存储媒介中读取信息,并可以向存储媒介存写信息。可选地,存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中,ASIC可以设置于用户终端中。可选地,处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中,本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现,这些功能可以存储与电脑可读的媒介上,或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如,这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置,或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外,任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介,例如,如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘,磁盘通常以磁性复制数据,而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法,包括以下步骤:
根据测井资料获取目标地层的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱,其中非弹性散射伽马能谱包含俘获辐射反应的影响;
利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段,并为每个能谱分段设置对应的扣除系数;
根据每个分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱;其特征在于,
所述利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段具体包括:
根据不同地层模型以及热中子与不同元素原子核发生俘获辐射反应产生特征伽马射线的能谱段范围不同对所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段;
所述为每个能谱分段设置对应的扣除系数,具体包括:
根据利用数值模拟方法得到的预设的地层模型的非弹性散射伽马能谱、俘获伽马能谱以及不包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱,确定每个能谱分段的扣除系数;
所述根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量,从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响,以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱,具体包括:
根据公式计算得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱Ine_DP;
其中,n为能谱分段数,Ine_DPi为第i个能谱段的净非弹性散射伽马能谱,且Ine_DPi=Ine_Ci-αPi*Capi,Ine_Ci为第i个能谱段的包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱;Capi为第i个能谱段的俘获伽马能谱;αPi为第i个能谱段的扣除系数。
2.根据权利要求1所述的获取方法,其特征在于,所述地层模型包括砂岩地层、碳酸盐岩地层、致密砂岩油气层及页岩油气地层,在进行所述分段时,其分别被分为六个能谱段、五个能谱段、六个能谱段和六个能谱段。
3.根据权利要求2所述的获取方法,其特征在于,所述砂岩地层的六个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
4.根据权利要求2所述的获取方法,其特征在于,所述碳酸盐岩地层的五个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.5MeV、5.5-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
5.根据权利要求2所述的获取方法,其特征在于,所述致密砂岩油气地层的六个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
6.根据权利要求2所述的获取方法,其特征在于,其所述页岩油气地层的六个能谱段分别为0-0.6MeV、0.6-2.3MeV、2.3-5.0MeV、5.0-6.0MeV、6.0-7.6MeV、7.6-8.8MeV。
7.根据权利要求3所述的获取方法,其特征在于,所述砂岩地层的六个能谱段对应的扣除系数分别为1.8-1.9、0.8-0.9、1.2-1.3、1.5-1.7、1.2-1.4、1.3-1.4。
8.根据权利要求4所述的获取方法,其特征在于,所述碳酸盐岩地层的五个能谱段对应的扣除系数分别为1.7-1.9、0.8-0.9、1.2-1.4、1.0-1.1、1.5-1.7。
9.根据权利要求5所述的获取方法,其特征在于,所述致密砂岩油气地层的六个能谱段对应的扣除系数分别为1.7-1.8、0.8-0.9、1.0-1.1、1.2-1.3、1.0-1.2、1.2-1.4。
10.根据权利要求6所述的获取方法,其特征在于,所述页岩油气地层的六个能谱段对应的扣除系数分别为1.2-1.4、0.7-0.8、0.8-0.9、0.8-1.0、1.0-1.1、1.2-1.3。
11.根据权利要求1所述的获取方法,其特征在于,所述测井资料通过地层元素测井仪器获取得到。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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