CN109779621B - 一种感应测井仪器测井响应方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种感应测井仪器测井响应方法及装置，该方法包括：基于积分推导获取线圈匝数与纵向分布长度的表达式，根据所述表达式校正屏蔽线圈的匝数；基于积分推导获取发射线圈和接收线圈的仪器常数；基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应。本发明实施例对于具有纵向长度分布下的线圈，采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，依据定义表达式计算子阵列的视电导率。校正屏蔽线圈匝数、感应电动势和仪器常数采用积分的方法求解，以及复合线圈系求解视电导率的方法使感应测井仪器的测井响应计算速度更快，精度更高。

Description

一种感应测井仪器测井响应方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及感应测井技术领域，尤其涉及一种感应测井仪器测井响应方法及装置。

背景技术

在石油勘探与开发工程中，电导率是区分地层信息的一个非常重要的参数。在视电导率的测量方法中，感应测井以径向探测深，纵向分辨率高等优点得到了广泛的应用。

感应测井仪器通过子阵列接收不同频率的信号以实现连续测井响应曲线的合成，达到对复杂地层进行侵入分析和薄层分析，能够准确评价地层的油气储藏的目的。

在实际感应测井的过程中，由于仪器线圈的导线是有直径的，在芯棒上缠绕会引起纵向长度的分布，因此仪器的测量信号是包含线圈纵向长度影响下的一个结果，而现有计算方法在计算仪器常数、感应电动势和视电导率的过程中，往往将线圈的匝数集中到中心位置上，忽略线圈纵向长度对结果的影响，使得计算结果与测量结果存在误差。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种感应测井仪器测井响应方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供一种感应测井仪器测井响应方法，包括：

基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数；

对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应。

第二方面，本发明实施例提供一种感应测井仪器测井响应装置，包括：

校正模块，用于基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数；

推导模块，用于对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

感应模块，用于基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

获取模块，用于根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

响应模块，用于根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述通信接口用于该测试设备与显示装置的通信设备之间的信息传输；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面提供的一种感应测井仪器测井响应方法。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面提供的一种感应测井仪器测井响应方法。

本发明实施例提供的一种感应测井仪器测井响应方法及装置，通过复合线圈系计算视电导率、并计算感应测井仪器测井响应。采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，将线圈的纵向长度分布对计算结果的影响加入到计算中。通过积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，用于替换现有不考虑线圈纵向分布长度时屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数及线圈间距关系的表达式，根据所述表达式校正屏蔽线圈的匝数。发射线圈与接收线圈的仪器常数有解析表达式，将仪器子阵列的线圈参数代入解析表达式即可求得纵向长度分布的线圈的仪器常数；发射线圈对接收线圈产生的感应电动势采用积分方法求解，所求电场没有解析表达式，因此感应电动势采用高斯积分求解，选取的高斯积分点数从理论上保证了计算精度；计算高斯点处的电场采用感应测井的数值模式匹配法，计算时需要将高斯点变换到实际坐标进行电场的计算；最后通过子阵列复合线圈系求解视电导率的方法，对于具有纵向长度分布下的线圈，采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，依据视电导率求解的定义表达式计算每个子阵列的视电导率。感应电动势和仪器常数采用积分的方法求解，以及复合线圈系求解视电导率的方法使感应测井仪器的测井响应计算速度更快，精度更高。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例一种感应测井仪器测井响应方法的流程图；

图2为地层的信息示意图；

图3为考虑纵向长度分布的积分算法与不考虑纵向长度分布算法的三线圈系的测井响应曲线示意图；

图4为本发明实施例提供的一种感应测井仪器测井响应装置的结构示意图；

图5示例了一种电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

图1为本发明实施例一种感应测井仪器测井响应方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

S1，用于基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正屏蔽线圈的匝数；

S2，对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

S3，基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

S4，根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

S5，根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应。

本发明实施例提供的一种感应测井仪器测井响应快速高精度算法，通过复合线圈系计算视电导率来计算感应测井仪器测井响应。采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，将线圈的纵向长度分布对计算结果的影响加入到计算中。

通过积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，用于替换现有不考虑线圈纵向分布长度时屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数及线圈间距关系的表达式，根据所述表达式校正屏蔽线圈的匝数。发射线圈与接收线圈的仪器常数有解析表达式，将仪器子阵列的线圈参数代入解析表达式即可求得纵向长度分布的线圈的仪器常数；发射线圈对接收线圈产生的感应电动势采用积分方法求解，所求电场没有解析表达式，因此感应电动势采用高斯积分求解，选取的高斯积分点数从理论上保证了计算精度。

计算高斯点处的电场采用感应测井的数值模式匹配法，计算时需要将高斯点变换到实际坐标进行电场的计算；最后通过子阵列复合线圈系求解视电导率的方法，对于具有纵向长度分布下的线圈，采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，依据视电导率求解的定义表达式计算每个子阵列的视电导率。

校正屏蔽线圈匝数、感应电动势和仪器常数采用积分的方法求解，以及复合线圈系求解视电导率的方法使感应测井仪器的测井响应计算速度更快，精度更高。

在上述实施例的基础上，优选地，所述基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，具体为：

其中，N_B为所述屏蔽线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，L_T为所述发射线圈纵向分布长度，L_B为所述屏蔽线圈纵向分布长度，L_R为所述接收线圈纵向分布长度，L₀为发射线圈和接收线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离，L₁为发射线圈和屏蔽线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离。

具体的，对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，通过将发射线圈和接收线圈进行单元划分，将各区间直耦电动势累加转化为积分的形式，具体推导形式如下：

步骤1，在不考虑发射线圈与接收线圈的纵向分布长度时，直耦电动势表达式为：

其中，ω为角频率，μ为发射线圈和接收线圈磁芯磁导率，N_T为发射线圈的匝数，N_R为接收线圈的匝数，S_T为发射线圈的面积，S_R为接收线圈的面积，I为发射线圈的电流，L为发射线圈到接收线圈的中心距。

步骤2，考虑到发射线圈的纵向长度分布，

为单位长度上的匝数，将发射线圈的纵向分布长度划分成n₁个单元，第i个单元的区间长度为Δz_i，因此第i个区间内的匝数为

第i个发射线圈单元与不考虑纵向长度分布的接收线圈的直耦电动势为：

其中，L_iR为第i个发射线圈单元中心到接收线圈中心的距离，L_T为发射线圈纵向分布长度。

步骤3，考虑到接收线圈的纵向长度分布，

为单位长度上的匝数，将接收线圈的纵向分布长度划分成n₂个单元，第j个单元的区间长度为Δz_j，因此第j个区间内的匝数为

第i个发射线圈单元与第j个接收线圈单元之间的直耦电动势为：

其中，L_ij为第i个发射线圈单元中心到第j个接收线圈单元中心的距离，L_R为接收线圈纵向分布长度，因此第i个发射线圈单元与接收线圈所有单元的直耦电动势为

所有发射线圈单元与所有接收线圈单元的直耦电动势

步骤3，在Δz_i与Δz_j趋近于无穷小时，写成积分的形式为

其中L₀为发射线圈和接收线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离，求解积分表达式得到接收线圈的直耦电动势的解析表达式为：

同理，可以得到，对于具有纵向长度分布的发射线圈和屏蔽线圈，求解得到屏蔽线圈的直耦电动势的解析表达式为：

其中，N_T为发射线圈匝数，N_B为屏蔽线圈匝数，S_T为发射线圈的面积，S_B为屏蔽线圈的面积，I为发射线圈的电流，L_T为发射线圈纵向分布长度，L_B为屏蔽线圈纵向分布长度，L₁为发射线圈和屏蔽线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离。

步骤4，为了消除直耦电动势对计算结果的影响，令屏蔽线圈和接收线产生的直耦电动势的和为零，即：

依据表达式替换现有不考虑线圈纵向分布长度时屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数及线圈间距关系的表达式，校根据所述表达式正屏蔽线圈的匝数。

在上述实施例的基础上，优选地，所述基于积分推导获取仪器常数，具体为：

其中，K_TR表示所述仪器常数，ω为角频率，μ为发射线圈和接收线圈磁芯磁导率，N_T为所述发射线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，L_T为所述发射线圈纵向分布长度，L_R为所述接收线圈纵向分布长度，S_T为所述发射线圈的面积，S_R为所述接收线圈的面积，I为所述发射线圈的电流，L₀为纵向上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离。

具体的，对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，通过将发射线圈和接收线圈进行单元划分，将各区间的仪器常数累加转化为积分的形式，具体推导形式如下：

步骤1，在不考虑发射线圈与接收线圈的纵向分布长度时，仪器常数表达式为：

其中，ω为角频率，μ为发射线圈和接收线圈磁芯磁导率，N_T为发射线圈的匝数，N_R为接收线圈的匝数，S_T为发射线圈的面积，S_R为接收线圈的面积，I为发射线圈的电流，L为发射线圈到接收线圈的中心距。

步骤2，考虑到发射线圈的纵向长度分布，

为单位长度上的匝数，将发射线圈的纵向分布长度划分成n₁个单元，第i个单元的区间长度为Δz_i，因此第i个区间内的匝数为

第i个发射线圈单元与不考虑纵向长度分布的接收线圈的仪器常数为：

其中，L_iR为第i个发射线圈单元中心到接收线圈中心的距离，L_T为发射线圈纵向分布长度。

步骤3，考虑到接收线圈的纵向长度分布，

为单位长度上的匝数，将接收线圈的纵向分布长度划分成n₂个单元，第j个单元的区间长度为Δz_j，因此第j个区间内的匝数为

第i个发射线圈单元与第j个接收线圈单元之间的仪器常数为：

其中，L_ij为第i个发射线圈单元中心到第j个接收线圈单元中心的距离，L_R为接收线圈纵向分布长度，因此第i个发射线圈单元与接收线圈所有单元的仪器常数为

所有发射线圈单元与所有接收线圈单元的仪器常数

步骤3，在Δz_i与Δz_j趋近于无穷小时，写成积分的形式为

其中L₀为纵向上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离，求解积分表达式得到纵向长度分布下的解析解为：

在上述实施例的基础上，优选地，所述基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势，具体为：

其中，V_TR表示所述感应电动势，ρ_R为所述接收线圈的半径，N_T为所述发射线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，W_i和W_j为高斯积分权因子，N₁和N₂为所述发射线圈和所述接收线圈纵向分布长度上的高斯点数，E_ij(ξ_i,η_j)表示单匝发射线圈ξ_i在接收线圈η_j处产生的电场。

具体的，根据具有纵向长度分布的线圈，通过将发射线圈和接收线圈进行单元划分，将各区间的感应电动势累加转化为积分的形式，采用高斯积分求解感应电动势，采用感应测井的数值模式匹配法求解高斯点对应实际坐标处的电场。感应电动势的推导过程如下：

步骤1，在不考虑发射线圈与接收线圈的纵向分布长度时，接收线圈产生的感应电动势为

其中ρ_R为接收线圈半径，N_R为接收线圈的匝数，

为接收线圈处的电场。

步骤2，考虑到发射线圈的纵向长度分布，

为单位长度上的匝数，将发射线圈的纵向分布长度划分成n₁个单元，第i个单元的区间长度为Δz_i，因此第i个区间内的匝数为

第i个发射线圈单元在不考虑纵向长度分布的接收线圈产生的电动势为：

其中，E_iR为i个单匝发射线圈单元在接收线圈处产生的电场。其中N_T为接收线圈的匝数，L_T为接收线圈纵向分布长度。

步骤3，考虑到接收线圈的纵向长度分布，

为单位长度上的匝数，将接收线圈的纵向分布长度划分成n₂个单元，第j个单元的区间长度为Δz_j，因此第j个区间内的匝数为

第i个发射线圈单元在第j个接收线圈单元产生的感应电动势为：

其中，E_ij为第i个单匝发射线圈单元在第j个接收线圈单元处产生的电场，L_R为接收线圈纵向分布长度。

因此第i个发射线圈单元在接收线圈所有单元产生的感应电动势为：

发射线圈所有单元在接收线圈所有单元处产生的感应电动势为：

在Δz_i与Δz_j趋近于无穷小时，写成积分的形式为：

其中，Z_Tmin和Z_Tmax为发射线圈纵向最低位置和最高位置，Z_Rmin和Z_Rmax为接收线圈纵向最低位置和最高位置。

步骤4，由于E_ij没有解析表达式，V_TR采用高斯积分进行求解。先将积分区间变换到高斯积分区间，采用如下变换：

代入积分表达式并化简得

写成高斯积分的形式：

其中，W_i和W_j为权因子，E_ij(ξ_i,η_j)表示单匝发射线圈ξ_i在接收线圈η_j处的电场。在计算中需要根据积分变换将高斯点ξ_i和η_j变换成发射线圈z_i和接收线圈z_j处实际坐标。

电场的求解采用感应测井的数值模式匹配法，数值模式匹配法的求解过程如下：

柱坐标下，波动方程可以写成如下形式，

其中，k²(ρ)＝iωμσ_m(ρ)，E_m是m层电场强度的φ分量，其中ω为角频率，μ为求解位置处的磁导率，σ_m为m层的电导率。经过一系列的运算最终得到

在均匀介质中，感应电动势的表达式为：

其中：

V_m为直耦电动势，V_TR忽略O(p⁷)看作是L_TR的3次方的函数，所以电场E_ij(ξ_i,η_j)近似看作是(ξ_i,η_j)的3次方的函数，高斯点的个数取2即满足计算精度和速度要求。

在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率，具体包括：

其中，σ表示所述视电导率，V_jk为发射线圈j发射信号、接收线圈k产生的感应电动势，K_jk为接收线圈k与发射线圈j的仪器常数。

具体的，基于复合线圈系计算视电导率的方法求解地层的视电导率。传统的计算视电导率求解表达式为：

其中

表示第j个发射线圈的匝数，

表示第k个接收线圈的匝数，L_jk表示第j个发射线圈和第k个接收线圈的距离，σ_jk表示线圈j和线圈k计算的视电导率。

由于分子和分母上都含有仪器常数的计算因子，在考虑线圈纵向长度分布时，计算变得更加复杂。

对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，本发明通过复合线圈系计算视电导率的定义求解公式为

其中，V_jk为发射线圈j发射信号，接收线圈k产生的感应电动势；K_jk为接收线圈k与发射线圈j的仪器常数。

本发明采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，对于具有纵向长度分布的线圈，相比传统的计算方法，分子减少了仪器常数的运算，而感应电动势和仪器常数都采用积分的方法，有效提高了测井响应的计算速度。

可见，通过上述过程，本发明通过积分方式校正屏蔽线圈匝数以及通过积分的方式求纵向长度分布的下的线圈的感应电动势与仪器常数，同时采用将感应电动势和仪器常数分开求解的方法计算复合线圈系的视电导率。采用积分计算的方法既能提高计算速度同时又将线圈纵向分布长度的影响加入到计算中，使得计算结果更加精确，更能模拟出实际仪器的工作情况。

下面结合一实际应用场景实例来对本发明进行说明：

以三线圈系进行测井响应计算，线圈参数为ρ_R＝0.03m，N_T＝100，Z_T＝0m，L_T＝0.03048m，Z_R＝0.675m，N_R＝100，L_R＝0.01092m，Z_B＝0.52667m，N_B＝-48，L_B＝0.00524m，发射线圈的电流I＝1A。

发射线圈的上下坐标为Z_Tmin＝-0.01524m，Z_Tmax＝0.01524m，接收线圈的上下坐标为Z_Rmin＝0.66954m，Z_Rmax＝0.68046m，屏蔽线圈的上下坐标为Z_Bmin＝0.52405m，Z_Bmax＝0.52929m，线圈工作频率为26325Hz，计算采用的高斯点数目N₁＝N₂＝2。

构造地层信息如下：构造均匀地层，电导率为0.001S/m，井眼泥浆电导率均为1S/m，井眼泥浆和地层的相对介电常数均为1，三线圈磁芯以及地层的相对磁导率均为1。

该实际应用场景实例的步骤可以包括：

步骤1：利用屏蔽线圈和接收线圈产生的直耦电动势的和为零，修正屏蔽线圈的匝数，得到

将线圈参数信息代入即可得到修正后的屏蔽线圈匝数为N_B＝-47.474。

步骤2：纵向长度分布的仪器常数写成解析表达式，将仪器线圈的参数代入表达式即可求得复合线圈系的仪器常数。

纵向长度分布线圈的仪器常数表达式为：

其中，K_TR表示所述接收线圈仪器常数，K_TB表示所述屏蔽线圈仪器常数，ω为角频率，μ为线圈磁芯磁导率，N_T为所述发射线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，N_B为所述屏蔽线圈的匝数，L_T为所述发射线圈纵向分布长度，L_R为所述接收线圈纵向分布长度，L_B为所述屏蔽线圈纵向分布长度，S_T为所述发射线圈的面积，S_R为所述接收线圈的面积，S_B为所述屏蔽线圈的面积，I为所述发射线圈的电流，L₀为纵向上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离。

代入发射线圈和接收线圈的参数，计算得到接收线圈的仪器常数K_TR＝-3.6563e^-4，代入发射线圈和屏蔽线圈的参数，计算得到屏蔽线圈的仪器常数K_TB＝2.2248e^-4。

步骤3：根据具有纵向有长度分布的线圈进行感应电动势的求解，感应电动势采用积分方法求解。

感应电动势的求解表达式为

通过坐标变换将高斯点转换到实际坐标处求解电场，变换形式如下：

采用数值模式匹配法求解单匝发射线圈在ξ_i处发射电磁波，在η_j处产生的电场E_ij(z_i,z_j)，由于数值模式匹配法计算过程复杂，这里不再一一赘述，求解出的电场乘以对应的权因子累计求和，代入接收线圈的半径和匝数计算接收线圈产生的感应电动势，屏蔽线圈计算过程与接收线圈计算过程一样，计算结果为V_TR＝-9.8934e^-6V，V_TB＝9.7775e^-6V。

在感应测井理论中，均匀介质中接收线圈产生的感应电动势的虚部表达式为

其中:

为直耦电动势，

因为感应测井的工作频率较低，将接收线圈参数代入得到p³＝8.7253e^-14，可以忽略p³以及后面的高阶无穷小，近似认为感应电动势的虚部就是直耦电动势，直耦电动势和地层电导率无关，因此在求解接收线圈和屏蔽线圈的感应电动势时只求解实部，下面的应用实例同样只考虑感应电动势的实部。

步骤4：复合线圈系视电导率的求解表达式写成感应电动势和仪器常数分开的形式

将步骤2计算的接收线圈和屏蔽线圈的和仪器常数，步骤3计算的接收线圈和屏蔽线圈的感应电动势，代入表达式即可得到三线圈系的视电导率为σ＝8.0946e^-4S/m。

本发明实施例提供的一种感应测井仪器测井响应算法，通过复合线圈系计算视电导率的方法计算感应测井仪器测井响应。采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，将线圈的纵向长度分布对计算结果的影响加入到计算中。

通过积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，用于替换现有不考虑线圈纵向分布长度时屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数及线圈间距关系的表达式，根据所述表达式校正屏蔽线圈的匝数。发射线圈与接收线圈的仪器常数有解析表达式，将仪器子阵列的线圈参数代入表达式即可求得纵向长度分布的线圈的仪器常数；发射线圈对接收线圈产生的感应电动势采用积分方法求解，所求电场没有解析表达式，因此感应电动势采用高斯积分求解，选取的高斯积分点数从理论上保证了计算精度。

计算高斯点处的电场采用感应测井的数值模式匹配法，计算时需要将高斯点变换到实际坐标进行电场的计算；最后通过子阵列复合线圈系求解视电导率的方法，对于具有纵向长度分布下的线圈，采用感应电动势和仪器常数分开求解的方法，依据视电导率求解的定义表达式计算每个子阵列的视电导率。

校正屏蔽线圈匝数、感应电动势和仪器常数采用积分的方法求解，以及复合线圈系求解视电导率的方法使感应测井仪器的测井响应计算速度更快，精度更高。

为了验证积分算法的速度，本实例计算均匀介质中考虑纵向长度分布下的计算时间与高精度拆分线圈等效计算时间的对比。地层电导率0.001S/m，井眼泥浆电导率为1S/m，井眼泥浆和地层的相对介电常数均为1，三线圈磁芯及地层的相对磁导率均为1。三线圈系的线圈参数信息前面已给出，计算结果为积分算法所用时间为0.0393s，高精度拆分算法所用时间为36.3289s，通过时间的对比发现本发明提出的积分计算方法比高精度拆分算法的速度快上千倍。

其所述的高精度拆分线圈等效计算指的是将线圈进行拆分，等效成多个线圈串联，拆分后的线圈距离用等效线圈的中心坐标进行计算。随着拆分次数的增加，拆分后等效的线圈的长度逐渐变小，本次拆分与上一次拆分的计算结果的相对误差也越来越小，当前后两次拆分求解的视电导率的相对误差小于给定的误差ε时，即认为等效线圈长度已经满足计算精度要求，此时就能模拟出仪器在实际地层中的各子阵列的工作状态，以保证计算结果的准确性。

图3为考虑纵向长度分布的积分算法与不考虑纵向长度分布算法的三线圈系的测井响应曲线示意图，图2为地层的信息示意图，如图2和图3所示，井眼泥浆和地层的相对介电常数均为1，三线圈磁芯及地层的相对磁导率均为1。通过图3可得高阻区两种算法计算结果的相对误差更大,在低阻区两种算法的相对误差变化不大。

图4为本发明实施例提供的一种感应测井仪器测井响应装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：校正模块401、推导模块402、感应模块403、获取模块404，响应模块405，其中：

校正模块401用于基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数；

推导模块402用于对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

感应模块403用于基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

获取模块404用于根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

响应模块405用于根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应。

本装置实施例的具体执行过程与上述方法实施例的具体执行过程相同，本装置实施例在此不再赘述，详情请参考上述方法实施例。

图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该服务器可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过总线540完成相互间的通信。通信接口540可以用于服务器与智能电视之间的信息传输。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行如下方法：

基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数；

对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应。

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数；

对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种感应测井仪器测井响应方法，其特征在于，包括：

基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数；

对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应；

所述基于积分推导获取屏蔽线圈匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数，具体为：

其中，N_B为所述屏蔽线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，L_T为所述发射线圈纵向分布长度，L_B为所述屏蔽线圈纵向分布长度，L_R为所述接收线圈纵向分布长度，L₀为所述发射线圈和所述接收线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离，L₁为所述发射线圈和所述屏蔽线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离；

所述基于积分推导获取仪器常数，具体为：

其中，K_TR表示所述仪器常数，ω为角频率，μ为发射线圈和接收线圈磁芯磁导率，N_T为所述发射线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，L_T为所述发射线圈纵向分布长度，L_R为所述接收线圈纵向分布长度，S_T为所述发射线圈的面积，S_R为所述接收线圈的面积，I为所述发射线圈的电流，L₀为纵向上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离；

所述基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势，具体为：

其中，V_TR表示所述感应电动势，ρ_R为所述接收线圈的半径，N_T为所述发射线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，W_i和W_j为高斯积分权因子，N₁和N₂为所述发射线圈和所述接收线圈纵向分布长度上的高斯点数，E_ij(ξ_i,η_j)表示单匝发射线圈ξ_i在接收线圈η_j处产生的电场；

所述根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率，具体包括：

其中，σ表示所述视电导率，V_jk为发射线圈j发射信号、接收线圈k产生的感应电动势，K_jk为接收线圈k与发射线圈j的仪器常数。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势之前还包括：

获取所述接收线圈产生的感应电动势的积分形式，所述感应电动势的积分形式如下：

其中，Z_Tmin为所述发射线圈纵向最低位置，Z_Tmax为所述发射线圈纵向最高位置，Z_Rmin为所述接收线圈纵向最低位置，Z_Rmax为所述接收线圈纵向最高位置，E_φ为单匝发射线圈在所述接收线圈处产生的电场。

3.一种感应测井仪器测井响应装置，其特征在于，包括：

校正模块，用于基于积分推导获取屏蔽线圈的匝数、接收线圈匝数、线圈纵向分布长度及线圈间距关系的精确表达式，根据所述表达式校正所述屏蔽线圈的匝数；

推导模块，用于对于具有纵向长度分布的发射线圈和接收线圈，基于积分推导获取仪器常数；

感应模块，用于基于高斯积分求解，获取所述接收线圈的感应电动势；

获取模块，用于根据所述感应电动势和所述仪器常数，获取复合线圈系的视电导率；

响应模块，用于根据所述视电导率，获取勘探地层的测井响应；

所述校正模块，具体为：

其中，N_B为所述屏蔽线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，L_T为所述发射线圈纵向分布长度，L_B为所述屏蔽线圈纵向分布长度，L_R为所述接收线圈纵向分布长度，L₀为所述发射线圈和所述接收线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离，L₁为所述发射线圈和所述屏蔽线圈中上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离；

所述推导模块，具体为：

其中，K_TR表示所述仪器常数，ω为角频率，μ为发射线圈和接收线圈磁芯磁导率，N_T为所述发射线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，L_T为所述发射线圈纵向分布长度，L_R为所述接收线圈纵向分布长度，S_T为所述发射线圈的面积，S_R为所述接收线圈的面积，I为所述发射线圈的电流，L₀为纵向上方线圈的最下端与下方线圈的最上端的距离；

所述感应模块，具体为：

其中，V_TR表示所述感应电动势，ρ_R为所述接收线圈的半径，N_T为所述发射线圈的匝数，N_R为所述接收线圈的匝数，W_i和W_j为高斯积分权因子，N₁和N₂为所述发射线圈和所述接收线圈纵向分布长度上的高斯点数，E_ij(ξ_i,η_j)表示单匝发射线圈ξ_i在接收线圈η_j处产生的电场；

所述获取模块，具体包括：

其中，σ表示所述视电导率，V_jk为发射线圈j发射信号、接收线圈k产生的感应电动势，K_jk为接收线圈k与发射线圈j的仪器常数。

4.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述通信接口用于测试设备与显示装置的通信设备之间的信息传输；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-2中任一项所述的方法。

5.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至2中任一项所述的方法。

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