CN107489418B - 密度测井正演模拟方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密度测井正演模拟方法及装置，该方法包括预先建立数据库；在不同密度的组合地层中选取参考地层，从数据库中查找参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数，对空间响应分布函数在不同密度地层区域进行积分，得到不同密度地层区域对近探测器计数的贡献近似值和对远探测器计数的贡献近似值；根据从数据库中查找不同地层密度区域的单一密度地层中的近探测器计数和远探测器计数，分别得到正演模拟的近探测器计数和远探测器计数；将正演模拟的近探测器计数和远探测器计数输入从数据库中查找的转换关系模型中，得到正演模拟的地层密度，实现密度测井的高精度快速正演模拟。

Description

密度测井正演模拟方法及装置
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体地，涉及一种密度测井正演模拟方法及装置。
背景技术
水平井井眼轨迹与地层关系的确定主要应用电阻率、自然伽马和密度测井曲线，需要根据初始建立的地层模型快速正演模拟测井曲线，将正演模拟的测井曲线与实际测量的测井曲线进行对比。如果正演模拟的测井曲线与实测曲线相吻合，则说明设定的地层模型符合要求；如果正演模拟的测井曲线与实测曲线有偏差，则说明设定的地层模型不符合要求，需要重新调整地层模型。根据进一步调整的地层模型正演模拟测井曲线，再将正演模拟的测井曲线与实测曲线对比，直至正演模拟的测井曲线与实测曲线相吻合为止，认为此时建立的地层模型符合地下真实情况。因此，在确定井眼轨迹与地层关系时，给出一个地层模型后需要快速正演得到测井曲线。
目前，大量学者开展关于电阻率测井和自然伽马测井快速正演模拟的研究，但是未涉及密度测井的快速正演模拟。密度测井的正演模拟主要是采用蒙特卡罗MCNP(MonteCarlo N Particle Transport Code)程序，但是计算时间很长，一个模型计算运行时间一般为数个小时甚至几十个小时，不能满足生产实时评价的需求。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种密度测井正演模拟方法及装置，以实现密度测井的高精度快速正演模拟。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种密度测井正演模拟方法，包括：
建立数据库，数据库中的数据包括：探测器计数与地层密度的转换关系模型、不同单一密度地层中的近探测器计数、不同单一密度地层中的远探测器计数、不同单一密度地层中的近探测器空间响应分布函数、不同单一密度地层中的远探测器空间响应分布函数；
在不同密度的组合地层中选取参考地层，以获得参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数；
根据参考地层对应的近探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；
根据参考地层对应的远探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；
根据不同单一密度地层中的近探测器计数和不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的近探测器计数；
根据不同单一密度地层中的远探测器计数和不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的远探测器计数；
将正演模拟的近探测器计数和正演模拟的远探测器计数输入探测器计数与地层密度的转换关系模型中，得到正演模拟的地层密度。
在其中一种实施例中，数据库为利用蒙特卡罗程序建立的数据库。
在其中一种实施例中，参考地层为位于组合地层，且地层密度与组合地层的密度平均值差值最小的地层。
在其中一种实施例中，通过如下模型得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000021
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSSR为参考地层对应的近探测器空间响应分布函数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值。
在其中一种实施例中，通过如下模型得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000022
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSLR为参考地层对应的远探测器空间响应分布函数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值。
在其中一种实施例中，通过如下模型得到正演模拟的近探测器计数：
Figure BDA0001378395320000023
其中，NS为正演模拟的近探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；SCj为第j个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；NSZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的近探测器计数。
在其中一种实施例中，通过如下模型得到正演模拟的远探测器计数：
Figure BDA0001378395320000031
其中，NL为正演模拟的远探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；LCj为第j个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；NLZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的远探测器计数。
在其中一种实施例中，通过如下探测器计数与地层密度的转换关系模型，得到正演模拟的地层密度：
Figure BDA0001378395320000032
其中，DEN为正演模拟的地层密度，a为第一系数，b为第二系数，NS为正演模拟的近探测器计数，NL为正演模拟的远探测器计数。
本发明实施例还提供一种密度测井正演模拟装置，包括：
数据库建立单元，用于建立数据库，数据库中的数据包括：探测器计数与地层密度的转换关系模型、不同单一密度地层中的近探测器计数、不同单一密度地层中的远探测器计数、不同单一密度地层中的近探测器空间响应分布函数、不同单一密度地层中的远探测器空间响应分布函数；
空间响应分布函数单元，在不同密度的组合地层中选取参考地层，用于获得参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数；
地层对近探测器计数的贡献近似值单元，用于根据参考地层对应的近探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；
地层对远探测器计数的贡献近似值单元，用于根据参考地层对应的远探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；
正演模拟的近探测器计数单元，用于根据不同单一密度地层中的近探测器计数和不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的近探测器计数；
正演模拟的远探测器计数单元，用于根据不同单一密度地层中的远探测器计数和不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的远探测器计数；
正演模拟的地层密度单元，用于将正演模拟的近探测器计数和正演模拟的远探测器计数输入探测器计数与地层密度的转换关系模型中，得到正演模拟的地层密度。
在其中一种实施例中，地层对近探测器计数的贡献近似值单元具体用于：
通过如下模型得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000041
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSSR为参考地层对应的近探测器空间响应分布函数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值。
在其中一种实施例中，地层对远探测器计数的贡献近似值单元具体用于：
通过如下模型得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000042
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSLR为参考地层对应的远探测器空间响应分布函数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值。
在其中一种实施例中，正演模拟的近探测器计数单元具体用于：
通过如下模型得到正演模拟的近探测器计数：
Figure BDA0001378395320000043
其中，NS为正演模拟的近探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；SCj为第j个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；NSZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的近探测器计数。
在其中一种实施例中，正演模拟的远探测器计数单元具体用于：
通过如下模型得到正演模拟的远探测器计数：
Figure BDA0001378395320000044
其中，NL为正演模拟的远探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；LCj为第j个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；NLZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的远探测器计数。
在其中一种实施例中，正演模拟的地层密度单元具体用于：
通过如下探测器计数与地层密度的转换关系模型，得到正演模拟的地层密度：
Figure BDA0001378395320000051
其中，DEN为正演模拟的地层密度，a为第一系数，b为第二系数，NS为正演模拟的近探测器计数，NL为正演模拟的远探测器计数。
本发明实施例的密度测井正演模拟方法及装置，建立数据库，在不同密度的组合地层中选取参考地层，以获得参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数，进一步获取不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值和对远探测器计数的贡献近似值，从而得到正演模拟的近探测器计数和远探测器计数，并将其转换为地层密度，实现了密度测井的高精度快速正演模拟，满足生产实时评价的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中密度测井正演模拟方法的流程图；
图2是本发明实施例中蒙特卡罗计算模型的示意图；
图3是本发明实施例中的近探测器空间响应分布函数；
图4是本发明实施例中的远探测器空间响应分布函数；
图5是本发明实施例中两个密度组合地层的模型示意图；
图6是本发明实施例中近探测器计数、远探测器计数与地层密度转换关系曲线；
图7是本发明实施例中正演模拟的地层密度与蒙特卡罗方法模拟的地层密度的对比图；
图8是本发明实施例中正演模拟的地层密度与蒙特卡罗模拟的地层密度的交会图；
图9是本发明实施例中密度测井正演模拟装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
鉴于目前无法满足水平井井眼轨迹与地层关系的确定中快速正演模拟计算的需求，本发明实施例提供一种密度测井正演模拟方法及装置，建立数据库，在不同密度的组合地层中选取参考地层，以获得参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数，进一步获取不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值和对远探测器计数的贡献近似值，从而得到正演模拟的近探测器计数和远探测器计数，并将其转换为地层密度，实现了密度测井的高精度快速正演模拟，满足生产实时评价的需求。以下结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明实施例中密度测井正演模拟方法的流程图。如图1所示，密度测井正演模拟方法包括：
步骤101：建立数据库，数据库中的数据包括：探测器计数与地层密度的转换关系模型、不同单一密度地层中的近探测器计数、不同单一密度地层中的远探测器计数、不同单一密度地层中的近探测器空间响应分布函数、不同单一密度地层中的远探测器空间响应分布函数。
步骤102：在不同密度的组合地层中选取参考地层，以获得参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数。
步骤103：根据参考地层对应的近探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值。
步骤104：根据参考地层对应的远探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值。
步骤105：根据不同单一密度地层中的近探测器计数和不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的近探测器计数。
步骤106：根据不同单一密度地层中的远探测器计数和不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的远探测器计数。
步骤107：将正演模拟的近探测器计数和正演模拟的远探测器计数输入探测器计数与地层密度的转换关系模型中，得到正演模拟的地层密度。
实施例中，利用蒙特卡罗(MCNP)程序建立蒙特卡罗计算模型，进而在不同单一密度地层中建立步骤101中的数据库，且步骤101中的近探测器空间响应分布函数为地层与伽马射线发生康普顿散射反应对近探测器计数的贡献，远探测器空间响应分布函数为地层与伽马射线发生康普顿散射反应对远探测器计数的贡献。其中，空间响应分布函数可以表征在单一密度地层中伽马场分布及地层不同体积元对探测器计数贡献。
步骤102在不同密度的组合地层中选取参考地层，而参考地层为位于组合地层，且地层密度与组合地层的密度平均值差值最小的地层。
步骤103中，通过如下模型得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000071
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSSR为参考地层对应的近探测器空间响应分布函数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值。
步骤104中，通过如下模型得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000072
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSLR为参考地层对应的远探测器空间响应分布函数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值。
步骤105中，通过如下模型得到正演模拟的近探测器计数：
Figure BDA0001378395320000073
其中，NS为正演模拟的近探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；SCj为第j个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；NSZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的近探测器计数。
步骤106中，通过如下模型得到正演模拟的远探测器计数：
Figure BDA0001378395320000074
其中，NL为正演模拟的远探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；LCj为第j个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；NLZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的远探测器计数。
步骤107中，通过如下探测器计数与地层密度的转换关系模型，得到正演模拟的地层密度：
Figure BDA0001378395320000081
其中，DEN为正演模拟的地层密度，a为第一系数，b为第二系数，NS为正演模拟的近探测器计数，NL为正演模拟的远探测器计数。
下面结合具体的实施例详细介绍本发明实施例提供的一种密度测井正演模拟方法。
图2是本发明实施例中蒙特卡罗计算模型的示意图。如图2所示，21为测量地层，22为井眼，23为测井仪器，231为放射源，232为屏蔽体，233为近探测器，234为远探测器。蒙特卡罗计算模型采用柱状地层模型，坐标系采用直角坐标系，原点O位于模型底边界的中点。模型的参数如下：
采用铯-137(Cs-137)放射源发射能量为662keV的伽马射线；近探测器和远探测器长度分别为5cm和10cm，距离放射源的距离分别为18cm和42cm；放射源和近探测器之间放置钨屏蔽体，屏蔽体长度为3cm；井眼半径为10cm且充满淡水，柱状测量地层的半径为35cm。
利用建立的蒙特卡罗计算模型，可以将测量地层设定为不同单一密度地层，模拟计算地层与伽马射线发生康普顿散射反应对近探测器和远探测器计数贡献的空间响应分布函数，建立包括不同单一密度地层中空间响应分布函数的数据库。
图3是本发明实施例中的近探测器空间响应分布函数。图4是本发明实施例中的远探测器空间响应分布函数。如图3及图4所示，图3为测量地层与伽马射线发生康普顿散射反应对近探测器计数贡献的空间响应分布函数实例，图4为测量地层与伽马射线发生康普顿散射反应对远探测器计数贡献的空间响应分布函数实例；其中，图3和图4中的测量地层均为2.485g/cm3(孔隙度为10％)的纯砂岩。
图5是本发明实施例中两个密度组合地层的模型示意图。如图5所示，51为地层密度为2.567g/cm3的纯砂岩地层，所占区域为Z1，该区域地层高度为30cm；52为地层密度为2.155g/cm3的纯砂岩地层，所占区域为Z2，该区域地层高度为30cm。
具体实施时，选取地层密度为2.155g/cm3的纯砂岩地层为参考地层，在区域Z1和区域Z2内分别对参考地层密度为2.155g/cm3时的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数进行积分，得到在区域Z1和区域Z2内不同密度地层区域对近探测器计数的贡献近似值和对远探测器计数的贡献近似值，如下：
Figure BDA0001378395320000091
Figure BDA0001378395320000092
Figure BDA0001378395320000093
Figure BDA0001378395320000094
其中，FSSRρ＝2.155是参考地层密度为2.155g/cm3时的近探测器空间响应分布函数；FSLRρ＝2.155是参考地层密度为2.155g/cm3时的远探测器空间响应分布函数；SC1为第1个密度地层区域Z1对近探测器计数的贡献近似值；SC2为第2个密度地层区域Z2对近探测器计数的贡献近似值；LC1为第1个密度地层区域Z1对远探测器计数的贡献近似值；LC2为第2个密度地层区域Z2对远探测器计数的贡献近似值。
根据计算的不同密度地层区域对近探测器计数的贡献近似值和远探测器计数的贡献近似值，以及数据库中的地层密度为2.567g/cm3和2.155g/cm3时近探测器和远探测器计数，得到在该两种地层密度组合的地层模型中正演模拟的近探测器计数和远探测器计数，如下：
Figure BDA0001378395320000095
Figure BDA0001378395320000096
其中，NS为正演模拟的近探测器计数；NL为正演模拟的远探测器计数；NSZ1为数据库中地层密度为2.567g/cm3时的近探测器计数；NSZ2为数据库中地层密度为2.155g/cm3时的近探测器计数；NLZ1为数据库中地层密度为2.567g/cm3时的远探测器计数；NLZ2为数据库中地层密度为2.155g/cm3时的远探测器计数。
图6是本发明实施例中近探测器计数、远探测器计数与地层密度转换关系曲线。如图6所示，图6中的横坐标为正演模拟的近探测器计数的自然对数值，纵坐标为正演模拟的远探测器计数的自然对数值。在无泥饼条件下，不同密度地层中模拟的近探测器计数和远探测器计数点，即为探转换关系中的脊线模拟点，拟合出脊线拟合线；在同一密度地层、有泥饼条件下，不同泥饼密度时模拟的近探测器计数和远探测器计数即为探转换关系中的肋线模拟点，拟合出肋线拟合线。
蒙特卡罗方法是放射性测井中常用的数值模拟方法，可以设定精确几何结构的地层模型，得到高精度的数值模拟结果。为了验证本发明实施例中正演模拟的地层密度的精度，可以设定如图5所示的蒙特卡罗计算模型直接模拟近探测器计数和远探测器计数，并将近探测器计数和远探测器计数转换为地层密度。然后，将蒙特卡罗方法模拟的地层密度作为理论精确值，计算本发明实施例中正演模拟的地层密度与蒙特卡罗方法模拟的地层密度的绝对误差平均值、相对误差平均值以及皮尔逊相关系数，如下：
Figure BDA0001378395320000101
Figure BDA0001378395320000102
Figure BDA0001378395320000103
其中，AAE为绝对误差平均值；ARE为相对误差平均值；Pr为皮尔逊相关系数；x为地层密度模拟数据点的个数；FASTk为第k个位置点正演模拟的地层密度；MCNPk为第k个位置点蒙特卡罗方法模拟的地层密度。
经计算，绝对误差平均值AAE为0.0052g/cm3，相对误差平均值ARE为0.21％，皮尔逊相关系数Pr为0.9994。
图7是本发明实施例中正演模拟的地层密度与蒙特卡罗方法模拟的地层密度的对比图，图8是本发明实施例中正演模拟的地层密度与蒙特卡罗模拟的地层密度的交会图。从图7、图8、绝对误差平均值、相对误差平均值以及皮尔逊相关系数，可以看出本发明实施例中正演模拟的地层密度与蒙特卡罗方法模拟的地层密度基本一致，本发明实施例可以实现密度测井的高精度正演模拟。而且，本发明可以实现快速正演模拟：在约2秒时间内计算一条长度60cm的密度测井曲线，而利用蒙特卡罗方法计算同样的一条曲线大约需要60个小时，即本发明的计算速度提高了大约十万倍以上。因此，本发明实施例的密度测井正演模拟方法可以在极短时间内获取与蒙特卡罗方法精度一致的密度测井正演模拟曲线，满足了水平井井眼轨迹与地层关系的确定中密度测井快速正演模拟的需求。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种密度测井正演模拟装置，由于该装置解决问题的原理与密度测井正演模拟方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图9是本发明实施例中密度测井正演模拟装置的结构框图，如图9所示，密度测井正演模拟装置可以包括：
数据库建立单元，用于建立数据库，数据库中的数据包括：探测器计数与地层密度的转换关系模型、不同单一密度地层中的近探测器计数、不同单一密度地层中的远探测器计数、不同单一密度地层中的近探测器空间响应分布函数、不同单一密度地层中的远探测器空间响应分布函数；
空间响应分布函数单元，在不同密度的组合地层中选取参考地层，用于获得参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数；
地层对近探测器计数的贡献近似值单元，用于根据参考地层对应的近探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；
地层对远探测器计数的贡献近似值单元，用于根据参考地层对应的远探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；
正演模拟的近探测器计数单元，用于根据不同单一密度地层中的近探测器计数和不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的近探测器计数；
正演模拟的远探测器计数单元，用于根据不同单一密度地层中的远探测器计数和不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的远探测器计数；
正演模拟的地层密度单元，用于将正演模拟的近探测器计数和正演模拟的远探测器计数输入探测器计数与地层密度的转换关系模型中，得到正演模拟的地层密度。
在本发明的一个具体实施例中，地层对近探测器计数的贡献近似值单元具体用于：
通过如下模型得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000111
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSSR为参考地层对应的近探测器空间响应分布函数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值。
在本发明的一个具体实施例中，地层对远探测器计数的贡献近似值单元具体用于：
通过如下模型得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值：
Figure BDA0001378395320000121
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSLR为参考地层对应的远探测器空间响应分布函数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值。
在本发明的一个具体实施例中，正演模拟的近探测器计数单元具体用于：
通过如下模型得到正演模拟的近探测器计数：
Figure BDA0001378395320000122
其中，NS为正演模拟的近探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；SCj为第j个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；NSZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的近探测器计数。
在本发明的一个具体实施例中，正演模拟的远探测器计数单元具体用于：
通过如下模型得到正演模拟的远探测器计数：
Figure BDA0001378395320000123
其中，NL为正演模拟的远探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；LCj为第j个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；NLZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的远探测器计数。
在本发明的一个具体实施例中，正演模拟的地层密度单元具体用于：
通过如下探测器计数与地层密度的转换关系模型，得到正演模拟的地层密度：
Figure BDA0001378395320000124
其中，DEN为正演模拟的地层密度，a为第一系数，b为第二系数，NS为正演模拟的近探测器计数，NL为正演模拟的远探测器计数。
综上，本发明实施例的密度测井正演模拟方法及装置，建立数据库，在不同单一密度的组合地层中选取参考地层，以获得参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数，进一步获取不同密度地层对近探测器计数的贡献近似值和对远探测器计数的贡献近似值，从而得到正演模拟的近探测器计数和远探测器计数，并将其转换为地层密度，实现了密度测井的高精度快速正演模拟。
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 (14)

1.一种密度测井正演模拟方法，其特征在于，包括：
建立数据库，所述数据库中的数据包括：探测器计数与地层密度的转换关系模型、不同单一密度地层中的近探测器计数、不同单一密度地层中的远探测器计数、不同单一密度地层中的近探测器空间响应分布函数、不同单一密度地层中的远探测器空间响应分布函数；
在不同密度的组合地层中选取参考地层，以获得所述参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数；
根据所述参考地层对应的近探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；
根据所述参考地层对应的远探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；
根据所述不同单一密度地层中的近探测器计数和所述不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的近探测器计数；
根据所述不同单一密度地层中的远探测器计数和所述不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的远探测器计数；
将所述正演模拟的近探测器计数和所述正演模拟的远探测器计数输入所述探测器计数与地层密度的转换关系模型中，得到正演模拟的地层密度。
2.根据权利要求1所述的密度测井正演模拟方法，其特征在于，
所述数据库为利用蒙特卡罗程序建立的数据库。
3.根据权利要求1所述的密度测井正演模拟方法，其特征在于，
所述参考地层为位于所述组合地层，且地层密度与所述组合地层的密度平均值差值最小的地层。
4.根据权利要求1所述的密度测井正演模拟方法，其特征在于，通过如下模型得到所述不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值：
Figure 1
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSSR为所述参考地层对应的近探测器空间响应分布函数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值。
5.根据权利要求1所述的密度测井正演模拟方法，其特征在于，通过如下模型得到所述不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值：
Figure 4
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSLR为所述参考地层对应的远探测器空间响应分布函数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值。
6.根据权利要求1所述的密度测井正演模拟方法，其特征在于，通过如下模型得到正演模拟的近探测器计数：
Figure FDA0001378395310000022
其中，NS为正演模拟的近探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；SCj为第j个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；NSZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的近探测器计数。
7.根据权利要求1所述的密度测井正演模拟方法，其特征在于，通过如下模型得到正演模拟的远探测器计数：
Figure FDA0001378395310000023
其中，NL为正演模拟的远探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；LCj为第j个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；NLZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的远探测器计数。
8.根据权利要求1所述的密度测井正演模拟方法，其特征在于，通过如下探测器计数与地层密度的转换关系模型，得到正演模拟的地层密度：
Figure FDA0001378395310000024
其中，DEN为正演模拟的地层密度，a为第一系数，b为第二系数，NS为正演模拟的近探测器计数，NL为正演模拟的远探测器计数。
9.一种密度测井正演模拟装置，其特征在于，包括：
数据库建立单元，用于建立数据库，所述数据库中的数据包括：探测器计数与地层密度的转换关系模型、不同单一密度地层中的近探测器计数、不同单一密度地层中的远探测器计数、不同单一密度地层中的近探测器空间响应分布函数、不同单一密度地层中的远探测器空间响应分布函数；
空间响应分布函数单元，在不同密度的组合地层中选取参考地层，用于获得所述参考地层对应的近探测器空间响应分布函数和远探测器空间响应分布函数；
地层对近探测器计数的贡献近似值单元，用于根据所述参考地层对应的近探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；
地层对远探测器计数的贡献近似值单元，用于根据所述参考地层对应的远探测器空间响应分布函数，在不同地层密度区域对空间响应分布函数积分，得到不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；
正演模拟的近探测器计数单元，用于根据所述不同单一密度地层中的近探测器计数和所述不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的近探测器计数；
正演模拟的远探测器计数单元，用于根据所述不同单一密度地层中的远探测器计数和所述不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值，得到正演模拟的远探测器计数；
正演模拟的地层密度单元，用于将所述正演模拟的近探测器计数和所述正演模拟的远探测器计数输入所述探测器计数与地层密度的转换关系模型中，得到正演模拟的地层密度。
10.根据权利要求9所述的密度测井正演模拟装置，其特征在于，所述地层对近探测器计数的贡献近似值单元具体用于：
通过如下模型得到所述不同地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值：
Figure 2
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSSR为所述参考地层对应的近探测器空间响应分布函数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值。
11.根据权利要求9所述的密度测井正演模拟装置，其特征在于，所述地层对远探测器计数的贡献近似值单元具体用于：
通过如下模型得到所述不同地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值：
Figure 3
其中，Zi为第i个地层密度区域；FSLR为所述参考地层对应的远探测器空间响应分布函数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值。
12.根据权利要求9所述的密度测井正演模拟装置，其特征在于，所述正演模拟的近探测器计数单元具体用于：
通过如下模型得到正演模拟的近探测器计数：
Figure FDA0001378395310000041
其中，NS为正演模拟的近探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；SCi为第i个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；SCj为第j个地层密度区域对近探测器计数的贡献近似值；NSZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的近探测器计数。
13.根据权利要求9所述的密度测井正演模拟装置，其特征在于，所述正演模拟的远探测器计数单元具体用于：
通过如下模型得到正演模拟的远探测器计数：
Figure FDA0001378395310000042
其中，NL为正演模拟的远探测器计数；n为组合地层中不同密度地层区域的个数；LCi为第i个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；LCj为第j个地层密度区域对远探测器计数的贡献近似值；NLZi为第i个地层密度区域的单一密度地层中的远探测器计数。
14.根据权利要求9所述的密度测井正演模拟装置，其特征在于，所述正演模拟的地层密度单元具体用于：
通过如下探测器计数与地层密度的转换关系模型，得到正演模拟的地层密度：
Figure FDA0001378395310000043
其中，DEN为正演模拟的地层密度，a为第一系数，b为第二系数，NS为正演模拟的近探测器计数，NL为正演模拟的远探测器计数。
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