CN105604541A - 一种生产测井多臂井径斜井校正处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，包括以下步骤：1)获取滤波数据B40Filter_Depth；2)将原始数据B40_Depth与步骤1)得到的滤波数据B40Filter_Depth相减，得相对变化量B40Res_Depth；3)对相对变化量B40Res_Depth的L个井径测量值进行5点中值滤波，然后再进行椭圆拟合，得拟合参数，其中，所述拟合参数包括椭圆的长、短轴及偏心距；4)根据步骤3)得到的拟合参数对相对变化量B40Filter_Depth进行椭圆校正，得校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth；5)将校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth与相对变量B40Res_Depth相加，再将相加得到的结果作为生产测井多臂井径斜井的结果。本发明能够实现对生产测井多臂井径斜井进行准确校正。

Description

一种生产测井多臂井径斜井校正处理的方法

技术领域

本发明属于石油开发和工程领域，涉及一种生产测井多臂井径斜井校正处理的方法。

背景技术

随着生产测井技术的发展，多臂井径仪器在套管损伤、扭曲变形检测方面有着广泛的应用。每个深度点沿井周测量多个井径值，利用测量的井径值，可以非常直观的反应套管扭曲变形情况。测量时，一般要加扶正器，保证仪器居中，这样测量的数据就不需要做校正处理。

但是在井况较差情况下，仪器测量时无法加上扶正器，测量时就存在偏心情况。另外，斜井和大斜度井越来越多，即使加上扶正器，由于仪器的重量影响，也很难保证仪器居中，在这两种情况需要进行校正处理，以反映真实的套管变形情况。

但是套管没有变形、而是由于仪器偏心测量导致的“套管变形”和套管扭曲变形、仪器居中测量得到的真实的“套管变形”是很难区分的，如果不加区别的进行椭圆拟合校正处理，会将套管扭曲变形导致的偏心进行误校正，不利于其后的套损解释。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，该方法能够实现对生产测井多臂井径斜井进行准确校正。

为达到上述目的，本发明所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法包括以下步骤：

1)当输入标示FLAG＝1时，则对多臂井径B40当前处理深度段StartDepth:EndDepth之间的每个深度点数据利用上下N个深度点数据进行平滑滤波，得到滤波数据B40Filter_Depth；

当输入标示FLAG＝2时，对多臂井径B40当前处理深度段StartDepth:EndDepth之间的深度点数据利用多臂井径B40_StartDepth和多臂井径B40_EndDepth进行线性插值，然后对线性插值的结果利用上下N个深度点数据进行平滑滤波，得到滤波数据B40Filter_Depth；

2)将原始数据B40_Depth与步骤1)得到的滤波数据B40Filter_Depth相减，得相对变化量B40Res_Depth；

3)对相对变化量B40Res_Depth的L个井径测量值进行5点中值滤波，然后再进行椭圆拟合，得拟合参数，其中，所述拟合参数包括椭圆的长、短轴及偏心距；

4)根据步骤3)得到的拟合参数对相对变化量B40Filter_Depth进行椭圆校正，得校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth；

5)将校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth与相对变量B40Res_Depth相加，再将相加得到的结果作为生产测井多臂井径斜井的结果。

步骤1中，当处理井段套管扭曲变形小于预设值，且仅存在偏心，则输入标示FLAG＝1。

用上下N个深度点数据对当前深度点数据进行N点平滑滤波的具体操作为：每个深度点数据都有共Cal0，Cal1，Cal2.....CalL-1L个测量井径值，对N个深度点数据的N个Calj进行平滑滤波，其中，0≤j≤L-1，

${\mathrm{Calj}}_{Cur}={\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}\frac{{\mathrm{Calj}}_i}{N}---\left(1\right)$

其中，Calj_i为第i个深度点数值的Calj。

当套管扭曲变形的幅度大于等于预设值时，则输入标示FLAG＝2。

设多臂井径仪器的井径数据为L点的井径数据(R_i,θ_i)，i＝0,2,....L-1,则将所述L点的井径数据(R_i,θ_i)利用下式(3)转为直角坐标系：

x_i＝R_i*Cosθ_i,y_i＝R_i*Sinθ_i(3)

设椭圆方程

$F(A,B,C,D,E)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N-1}{(x_i^2+{\mathrm{Ax}}_i{y}_i+{\mathrm{By}}_i^2+{\mathrm{Cx}}_i+{\mathrm{Dy}}_i+E)}^2---\left(4\right)$

其中，A、B、C、D及E为椭圆的方程系数；

根据最小二乘原理得方程组：

$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^4& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^2\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i& N\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}A\\ B\\ C\\ D\\ E\end{array}\right]=\\ \left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i^2\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^3\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2\end{array}\right]\end{array}---\left(5\right)$

求解式(5)，得到椭圆的方程系数(A,B,C,D,E)，然后根据式(6)、式(7)、式(8)得椭圆的中心(x₀,y₀)、长轴a、短轴b及偏心距，其中，

$(x_0,y_0)=(\frac{2BC-AD}{A^2-4B},\frac{2D-AD}{A^2-4B})---\left(6\right)$

$a=\sqrt{\frac{2(\mathrm{ACD}-{\mathrm{BC}}^2-D^2\stackrel{\‾}{+}4\mathrm{BE}-A^{2}E)}{(A^2-4B)(B-\sqrt{A^2+{(1-B)}^2}+1)}}---\left(7\right)$

$b=\sqrt{\frac{2(\mathrm{ACD}-{\mathrm{BC}}^2-D^2\stackrel{\‾}{+}4\mathrm{BE}-A^{2}E)}{(A^2-4B)(B+\sqrt{A^2+{(1-B)}^2}+1)}}---\left(8\right)$

则校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth为：

$B40{\mathrm{DEVCorr}}_{Depth}=\sqrt{{(x_i-x_0)}^2+{(y_i-y_0)}^2}---\left(9\right).$

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法在具体操作时，通过插值、滤波后的滤波数据B40Filter_Depth与原始数据B40_Depth进行相减，得相对变化量B40Res_Depth，通过所述相对变化量B40Res_Depth反映真实的套管值变化情况，再通过椭圆拟合校正对相对变化量B40Res_Depth进行校正，然后再根据校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth与相对变量B40Res_Depth进行相加，相加的结果作为生产测井多臂井径斜井的结果，其中，通过椭圆拟合校正的方法对多臂井径仪器偏心测量的数据进行校正，解决了多臂井径仪器偏心测量数据无法校正的问题，扩大了多臂井径仪器的应用范围。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法包括以下步骤：

1)当输入标示FLAG＝1时，则对多臂井径B40当前处理深度段StartDepth:EndDepth之间的每个深度点数据利用上下N个深度点数据进行平滑滤波，得到滤波数据B40Filter_Depth；

当输入标示FLAG＝2时，对多臂井径B40当前处理深度段StartDepth:EndDepth之间的深度点数据利用多臂井径B40_StartDepth和多臂井径B40_EndDepth进行线性插值，然后对线性插值的结果利用上下N个深度点数据进行平滑滤波，得到滤波数据B40Filter_Depth；

2)将原始数据B40_Depth与步骤1)得到的滤波数据B40Filter_Depth相减，得相对变化量B40Res_Depth；

3)对相对变化量B40Res_Depth的L个井径测量值进行5点中值滤波，然后再进行椭圆拟合，得拟合参数，其中，所述拟合参数包括椭圆的长、短轴及偏心距；

4)根据步骤3)得到的拟合参数对相对变化量B40Filter_Depth进行椭圆校正，得校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth；

5)将校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth与相对变量B40Res_Depth相加，再将相加得到的结果作为生产测井多臂井径斜井的结果。

当处理井段套管扭曲变形小于预设值，且仅存在偏心，则输入标示FLAG＝1。

用上下N个深度点数据对当前深度点数据进行N点平滑滤波的具体操作为：每个深度点数据都有共Cal0，Cal1，Cal2.....CalL-1L个测量井径值，对N个深度点数据的N个Calj进行平滑滤波，其中，0≤j≤L-1，

${\mathrm{Calj}}_{Cur}={\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}\frac{{\mathrm{Calj}}_i}{N}---\left(1\right)$

其中，Calj_i为第i个深度点数值的Calj。

当套管扭曲变形的幅度大于等于预设值时，则输入标示FLAG＝2，对多臂井径B40当前处理深度段StartDepth:EndDepth之间的深度点数据，利用B40_StartDepth和B40_EndDepth进行线性插值的具体操作为：对Cal0,Cal1,Cal2.....CalL-1分别进行线性插值；

$\begin{array}{c}Cal{0}_{CurDepth}=\frac{(Cal{0}_{EndDepth}-Cal{0}_{StartDepth})*(CurDepth-StartDepth)}{(EndDepth-StartDepth)}+\\ Cal{0}_{StartDepth}\end{array}---\left(2\right)$

设多臂井径仪器的井径数据为L点的井径数据(R_i,θ_i)，i＝0,2,....L-1,则将所述L点的井径数据(R_i,θ_i)利用下式(3)转为直角坐标系：

x_i＝R_i*Cosθ_i,y_i＝R_i*Sinθ_i(3)

设椭圆方程

$F(A,B,C,D,E)={\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}{(x_i^2+{\mathrm{Ax}}_i{y}_i+{\mathrm{By}}_i^2+{\mathrm{Cx}}_i+{\mathrm{Dy}}_i+E)}^2---\left(4\right)$

其中，A、B、C、D及E为椭圆的方程系数；

根据最小二乘原理得方程组：

$\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^4& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^2\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^3& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i^2& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{x}_i& {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}{y}_i& N\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}A\\ B\\ C\\ D\\ E\end{array}\right]=$

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i^2\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^3\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i\\ {\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{L-1}-x_i^2\end{array}\right]---\left(5\right)$

求解式(5)，得到椭圆的方程系数(A,B,C,D,E)，然后根据式(6)、式(7)、式(8)得椭圆的中心(x₀,y₀)、长轴a、短轴b及偏心距，其中，

$(x_0,y_0)=(\frac{2BC-AD}{A^2-4B},\frac{2D-AD}{A^2-4B})---\left(6\right)$

$a=\sqrt{\frac{2(\mathrm{ACD}-{\mathrm{BC}}^2-D^2\stackrel{\‾}{+}4\mathrm{BE}-A^{2}E)}{(A^2-4B)(B-\sqrt{A^2+{(1-B)}^2}+1)}}---\left(7\right)$

$b=\sqrt{\frac{2(\mathrm{ACD}-{\mathrm{BC}}^2-D^2\stackrel{\‾}{+}4\mathrm{BE}-A^{2}E)}{(A^2-4B)(B+\sqrt{A^2+{(1-B)}^2}+1)}}---\left(8\right)$

则校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth为：

$B40{\mathrm{DEVCorr}}_{Depth}=\sqrt{{(x_i-x_0)}^2+{(y_i-y_0)}^2}---\left(9\right).$

以上对本发明实施例所提供的实施方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当输入标示FLAG＝1时，则对多臂井径B40当前处理深度段StartDepth:EndDepth之间的每个深度点数据利用上下N个深度点数据进行平滑滤波，得到滤波数据B40Filter_Depth；

当输入标示FLAG＝2时，对多臂井径B40当前处理深度段StartDepth:EndDepth之间的深度点数据利用多臂井径B40_StartDepth和多臂井径B40_EndDepth进行线性插值，然后对线性插值的结果利用上下N个深度点数据进行平滑滤波，得到滤波数据B40Filter_Depth；

2)将原始数据B40_Depth与步骤1)得到的滤波数据B40Filter_Depth相减，得相对变化量B40Res_Depth；

3)对相对变化量B40Res_Depth的L个井径测量值进行5点中值滤波，然后再进行椭圆拟合，得拟合参数，其中，所述拟合参数包括椭圆的长、短轴及偏心距；

4)根据步骤3)得到的拟合参数对相对变化量B40Filter_Depth进行椭圆校正，得校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth；

5)将校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth与相对变量B40Res_Depth相加，再将相加得到的结果作为生产测井多臂井径斜井的结果。

2.根据权利要求1所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，其特征在于，步骤1中，当处理井段套管扭曲变形小于预设值，且仅存在偏心，则输入标示FLAG＝1。

3.根据权利要求1所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，其特征在于，用上下N个深度点数据对当前深度点数据进行N点平滑滤波的具体操作为：每个深度点数据都有共Cal0，Cal1，Cal2.....CalL-1L个测量井径值，对N个深度点数据的N个Calj进行平滑滤波，其中，0≤j≤L-1，

${\mathrm{Calj}}_{Cur}={\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}\frac{{\mathrm{Calj}}_i}{N}---\left(1\right)$

其中，Calj_i为第i个深度点数值的Calj。

4.根据权利要求1所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，其特征在于，当套管扭曲变形的幅度大于等于预设值时，则输入标示FLAG＝2。

5.根据权利要求1所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，其特征在于，

设多臂井径仪器的井径数据为L点的井径数据(R_i,θ_i)，i＝0,2,....L-1,则将所述L点的井径数据(R_i,θ_i)利用下式(3)转为直角坐标系：

x_i＝R_i*Cosθ_i,y_i＝R_i*Sinθ_i(3)

设椭圆方程

$F(A,B,C,D,E)={\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}{(x_i^2+{\mathrm{Ax}}_i{y}_i+{\mathrm{By}}_i^2+{\mathrm{Cx}}_i+{\mathrm{Dy}}_i+E)}^2---\left(4\right)$

其中，A、B、C、D及E为椭圆的方程系数；

根据最小二乘原理得方程组：

$\left[\begin{array}{ccccc}{\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i^2& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^3& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^3& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i^4& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i^3& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i^2\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2{y}_i& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i^2& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i^2& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i^3& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i{y}_i& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i^2& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{x}_i& {\Σ}_{i=0}^{L-1}{y}_i& N\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}A\\ B\\ C\\ D\\ E\end{array}\right]=$

$\left[\begin{array}{c}{\Σ}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}^i\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i^2\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}-x_i^3\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}-x_i^2{y}_i\\ {\Σ}_{i=0}^{L-1}-x_i^2\end{array}\right]---\left(5\right)$

求解式(5)，得到椭圆的方程系数(A,B,C,D,E)，然后根据式(6)、式(7)、式(8)得椭圆的中心(x_0,y₀)、长轴a、短轴b及偏心距，其中，

$(x_0,y_0)=(\frac{2BC-AD}{A^2-4B},\frac{2D-AD}{A^2-4B})---\left(6\right)$

6.根据权利要求5所述的生产测井多臂井径斜井校正处理的方法，其特征在于，校正后的相对变化量B40DEVCorr_Depth为：

$B40{\mathrm{DEVCorr}}_{Depth}=\sqrt{{(x_i-x_0)}^2+{(y_i-y_0)}^2}---\left(9\right).$