CN107765321B - 一种指示地层元素含量的元素测井数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种指示地层元素含量的元素测井数据处理方法。该方法适用于元素核测井中对测量得到的伽马能谱进行谱处理分析，从而提取地层元素含量信息。其优点是省去了传统元素测井方法中需要使用测井仪器或者使用蒙特卡洛方法提前对标准元素谱的测量或者模拟，该方法通过对测量得到的能谱进行解谱处理来直接计算各个元素的指示谱和其对应的各种元素在目标地层中所占的比例，为地质解释提供有用信息，指导油田的常规油气或者非常规油气的开发和生产。该方法不仅适用有放射源的测井仪器数据处理，也适用于没有放射源的自然伽马能谱类仪器。
Description
技术领域：本发明属于石油核测井领域，具体涉及一种指示地层元素含量的元素测井数据处理方法。
背景技术：在石油核测井领域，元素测井包括自然伽马能谱测井在内的测井可以提供地层中元素含量的比例信息，帮助地质家、油藏工程师更好的理解油田区块的地质情况，从而指导油田的开发和生产。目前常规元素测井仪器在投入现场测井服务前，需要对其进行刻度或者称为标准元素谱的获取。刻度通常有三种方法：(1)在不同的标准元素井或者罐中进行定点测量，得到一系列的元素标准谱；(2)如果没有标准元素井桶等硬件条件，也可以通过蒙特卡洛的方法在计算机中建立该测井仪器的数学物理模型，然后进行粒子在地层中的输运模拟从而得到不同元素的仿真标准谱；(3)为方法(1)和(2)相结合，主要针对蒙特卡洛不能对仪器进行高仿真模拟，需要用真实测量数据进行修正，另外，标准元素井群也未必能提供全部的元素谱供测量，因此需要蒙特卡洛方法弥补。仪器刻度后，可对测量的伽马谱(可以是非弹性能谱、俘获能谱，也可以是自然能谱)进行剥谱，将元素含量求出。本发明提出了一种可以不依赖于标准谱或者以标准谱为前提的解谱方法，将元素指示谱与元素含量指示同时计算出来，避免了大量的刻度工作或者蒙特卡洛仿真计算，为此类仪器提供了一个便捷的开发、刻度、测量的技术方案。
发明内容：
发明目的：本发明公开了一种不依赖元素标准谱的核测井元素解谱方法，该方法省去了传统方法中需要对测井仪器进行刻度的过程，直接通过测量得到的不同位置处的能谱的差异来计算元素的标准谱。
技术方案：
一种指示地层元素含量的元素测井数据处理方法，用于在元素核测井中对测量得到的伽马能谱进行谱处理分析，其特征在于：
该方法包括以下步骤：
(1)下放仪器至目标层段上提或者下放测井，获取相应的伽马能谱，并将数据上传至地面待分析处理；
(2)对伽马能谱进行预处理；
(3)应用多变量曲线分辨方法求解元素指示谱和元素指示含量；
(4)对得到的元素指示谱进行分析，找出元素指示谱和真实或者仿真谱之间的关联，并和元素种类进行配对；
(5)将元素指示含量以通常测井曲线形式展现出来，即以深度或者时间为纵坐标，以含量值为横坐标的变量曲线。
所述的指示地层元素含量的元素测井数据处理方法，优选地：所述步骤(2)中的预处理具体为格式转换、深度校正、能量修正或剔除异常点。
所述的指示地层元素含量的元素测井数据处理方法，优选地：所述步骤(3)中的多变量曲线分辨方法具体为：
将测量得到的不同位置点或时间点的能量谱记做D，不同元素能谱组成矩阵记做S，各个元素在各个采样点的位置处的含量值表示为矩阵C：
则三者之间的关系如下：
D＝CS
在对上式的求解过程施加约束条件：求解出的指示谱每个能道上的值必须为正，元素指示含量曲线平滑或元素含量总和为100％；若求解出的不同指示谱相关性很大，或者不能指示真实标准谱信息，则重新调整参数进行计算；参数调整方法包括使用不同算法和只使用部分能窗等进行约束解谱。
附图说明：
图1为本发明方法流程图。
优点及效果：
本发明提出了一种可以不依赖于标准谱或者以标准谱为前提的解谱方法，将元素指示谱与元素含量指示同时计算出来，避免了大量的刻度工作或者蒙特卡洛仿真计算，为此类仪器提供了一个便捷的开发、刻度、测量的技术方案。
具体实施方式：
本发明为一种不依赖元素标准谱的核测井元素解谱方法，该方法省去了传统方法中需要对测井仪器进行刻度的过程，直接通过测量得到的不同位置处的能谱的差异来计算元素的标准谱。该方法的数据处理流程为：
(1)获取测量数据
(2)对能谱进行预处理
(3)应用多变量曲线分辨方法求解元素指示谱和元素指示含量
(4)通过比较元素标准谱和指示谱对进行配对分析
(5)展示元素指示含量附图说明。
图一展示了本发明中所提到的核测井元素解谱方法的处理流程。
该方法的具体实施方法为：
1.下放仪器至目标层段上提或者下放测井，获取相应的伽马能谱，并将数据上传至地面待分析处理。
2.对伽马能谱进行预处理，例如格式转换、深度校正、能量修正、剔除异常点等。
3.应用多变量曲线分辨方法求解元素指示谱和元素指示含量。
将测量得到的不同位置点(或时间点)的能量谱记做D，不同元素能谱组成矩阵记做S，各个元素在各个采样点的位置处的含量值表示为矩阵C：
则三者之间的关系如下：
D＝CS
多元曲线分辨方法可以在仅仅知道矩阵D的情况计算得到矩阵C和矩阵S，显然该问题是典型多解问题，因此需要对求解过程施加约束条件。例如，求解出的指示谱每个能道上的值必须为正，元素指示含量曲线平滑(没有跳跃或者断点)，元素含量总和为100％等。如果求解出的不同指示谱相关性很大，或者不能指示真实标准谱信息，需要重新调整参数进行计算。参数调整方法包括使用不同算法、只使用部分能窗等进行约束解谱。
4.对得到的元素指示谱进行分析，找出元素指示谱和真实或者仿真谱之间的关联，并和元素种类进行配对。
5.将元素指示含量以通常测井曲线形式展现出来，即以深度或者时间为纵坐标，以含量值为横坐标的变量曲线。
Claims (2)
1.一种指示地层元素含量的元素测井数据处理方法，用于在元素核测井中对测量得到的伽马能谱进行谱处理分析，其特征在于：
该方法包括以下步骤：
(1)下放仪器至目标层段进行上提测井或下放测井，获取相应的伽马能谱，并将数据上传至地面待分析处理；
(2)对伽马能谱进行预处理；
(3)应用多变量曲线分辨方法求解元素指示谱和元素指示含量；
(4)对得到的元素指示谱进行分析，找出元素指示谱和真实标准谱或者仿真谱之间的关联，并和元素种类进行配对；
(5)将元素指示含量以测井曲线形式展现出来，即以深度或者时间为纵坐标，以含量值为横坐标的变量曲线；
所述步骤(3)中的多变量曲线分辨方法具体为：
将测量得到的不同位置点或时间点处的能量谱记做D，不同元素能谱组成的矩阵记做S，各个元素在各个采样点位置处的含量值记做C：
则三者之间的关系如下：
D＝CS
在对上式求解过程中施加约束条件：即，求解出的元素指示谱每个能道上的值必须为正，元素指示含量曲线平滑或元素含量总和为100％；若求解出的不同元素指示谱相关性很大，或者不能指示真实标准谱信息，则重新调整参数进行计算；参数调整方法包括使用不同算法和只使用部分能窗进行约束解谱。
2.根据权利要求1所述的指示地层元素含量的元素测井数据处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的预处理具体为格式转换、深度校正、能量修正或剔除异常点。
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