CN112377180A - 可控中子源测井中地层孔隙度确定方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控中子源测井中地层孔隙度确定方法、装置、设备和存储介质；该方法通过通过近、远伽马探测器确定的非弹伽马计数比和热中子计数比，建立地层孔隙度与体积密度和热中子计数比的初始孔隙度响应关系式；根据得到的各预设条件地层中非弹伽马计数比和热中子计数比的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终密度响应关系式，地层孔隙度与体积密度和热中子计数比的最终孔隙度响应式；将目标地层的非弹伽马计数比和热中子计数比导入最终密度响应关系式，再将视体积密度和热中子计数比导入最终孔隙度响应关系式，得到目标地层的视孔隙度。

Description

可控中子源测井中地层孔隙度确定方法、装置、设备和存储 介质

【技术领域】

本发明属于油气勘探中的可控中子源测井技术领域，具体涉及一种可控中子源测井中地层孔隙度确定方法、装置、设备和存储介质。

【背景技术】

测井也叫地球物理测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法之一。其中地层孔隙度是石油地质以及储层评价中一个非常重要的地质参数，精确测量地层的孔隙度对油气开发和勘探有极其重要的意义。中子从中子源(如Am-Be、D-T中子源)中发射出来后，穿过地层被减速后，常以超热中子和热中子的形式被探测。探测器中子计数率大小随中子在地层中的穿透能力(减速长度)而变化，而穿透能力主要受地层孔隙中氢原子含量的制约。这主要是因为：1)中子测井的基本原理是基于快中子最有效的减速原子是氢原子，因为其原子量与中子的相近。2)地层中的大多数氢原子以液体状态(水或者碳氢化合物)存在于地层的孔隙中。

在过去的几十年里，化学中子源是最常用的用来测量地层孔隙度的中子源。随着社会的发展和科技的进步，人们对环保和健康的要求越来越高，可控中子源逐渐开始取代化学源来测量地层中子孔隙度。相对化学源发射平均能量为4.5MeV快中子，可控中子源发射的单能快中子能量更高，为14MeV。这将导致根据热中子比值得到的脉冲中子孔隙度灵敏度降低。

目前，现有的可控中子源测井中主要通过其他测井仪器或地质资料得到的地层密度，对热中子计数率比值进行密度校正后，对地层孔隙度进行测量，难以直接获得地层孔隙度。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可控中子源测井中地层孔隙度确定方法、装置、设备和存储介质，以克服额外的通过其他测井仪器或地质资料得到的地层密度来对热中子计数率比值进行密度校正后，对地层孔隙度进行测量，难以直接获得地层孔隙度的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

可控中子源测井中地层孔隙度确定方法，包括以下步骤：S1、获得预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比；

S2、建立预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的第一初始响应关系式；

S3、通过步骤S1的非弹伽马计数比和热中子计数比对第一初始响应关系式拟合，获得预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比以及热中子计数比的第一最终响应关系式；

S4、将预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比代入至第一最终响应关系式中，获得预设条件地层的视体积密度；

S5、建立预设条件地层的孔隙度与热中子数计数比和体积密度之间的第二初始响应关系式；

S6、将步骤S1的预设地层的热中子计数比以及S4的视体积密度，代入至S5的第二初始关系式中，获得地层孔隙度和热中子数计数比以及体积密度之间的第二最终响应关系式；

S7、将目标地层的热中子计数比和步骤S4的视体积密度代入至第二最终响应关系式中，获得目标地层的孔隙度。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤S2中，所述第一初始响应关系式为：

其中，m(lnR_n)＝a₁(lnR_n)³+a₂(lnR_n)²+a₃(lnR_n)+a₄ (2)

n(lnR_n)＝b₁(lnR_n)²+b₂(lnR_n)+b₃ (3)

其中：ρ_b为地层体积密度；R_γ1为低能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_γ2为高能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_n为热中子计数比值；a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃和A为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数。

优选的，步骤S3中，根据非弹伽马射线能谱，获取步骤S1各预设条件地层中的非弹伽马计数比中的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比；

将各预设条件地层的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比作为响应数据，对第一初始响应关系式进行拟合，得到初始响应关系式的预设参数m和n的值；

根据得到所述预设参数m和n的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终响应关系式。

优选的，步骤S5中，地层孔隙度的第二初始响应关系式为：

其中，

其中：φ为地层孔隙度；c₁、c₂、c₃、c₄和d为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数；f为预设参数。

优选的，步骤S6中，

将各预设条件地层的热中子计数比和视体积密度作为响应数据，对第二初始响应关系式进行拟合，得到第二初始响应关系式的预设参数f的值；

根据得到所述预设参数f的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的最终响应关系式。

一种可控中子源测井中地层孔隙度确定装置，包括：

数据确定模块，用于获得预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比；

密度公式建立模块，用于建立预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的第一初始响应关系式；

密度公式拟合模块，用于根据预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比，对第一初始响应关系式进行拟合，得到预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比以及热中子计数比的第一最终响应关系式；

地层密度计算模块，用于将预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比导入第一最终响应关系式，得到所述目标地层的视体积密度；

孔隙度公式建立模块，用于建立预设条件地层的孔隙度与热中子数计数比和体积密度之间的第二初始响应关系式；

孔隙度公式拟合模块，用于将预设地层中的热中子计数比和视体积密度的响应数据，代入至对初始响应关系式进行拟合，得到所述预设参数的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的第二最终响应关系式；

孔隙度计算模块，用于将可控中子源测井仪确定的目标地层热中子计数比和视体积密度，导入所述第二最终响应关系式，得到所述目标地层的视孔隙度。

优选的，所述体积密度公式建立模块，用于建立第一初始响应关系式，如下：

其中，m(lnR_n)＝a₁(lnR_n)³+a₂(lnR_n)²+a₃(lnR_n)+a₄ (2)

n(lnR_n)＝b₁(lnR_n)²+b₂(lnR_n)+b₃ (3)

其中：ρ_b为地层体积密度；R_γ1为低能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_γ2为高能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_n为热中子计数比值；a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃和A为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数。

优选的，所述地层孔隙度公式建立模块，用于建立第二初始响应关系式，如下：

其中，

其中：φ为地层孔隙度；c₁、c₂、c₃、c₄和d为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数；f为预设参数。

一种可控中子源测井中地层孔隙度确定设备，包括处理器和存储器；

所述存储器，用于存储计算机执行指令；

所述处理器，用于执行存储器存储的计算机执行指令。

一种计算机可读存储介质，存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现上述的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种可控中子源测井中地层孔隙度确定方法，该方法通过在各预设条件地层中，通过近、远伽马探测器确定的非弹伽马计数比，通过近、远热中子探测器确定的热中子计数比；设定预设参数，分别建立地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的初始密度响应关系式，地层孔隙度与体积密度和热中子计数比的初始孔隙度响应关系式；根据得到的各预设条件地层中非弹伽马计数比和热中子计数比的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到预设参数的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终密度响应关系式，地层孔隙度与体积密度和热中子计数比的最终孔隙度响应式；将目标地层的非弹伽马计数比和热中子计数比导入最终密度响应关系式，得到目标地层的视体积密度，再将视体积密度和热中子计数比导入最终孔隙度响应关系式，得到目标地层的视孔隙度。得到的视孔隙度不需要进行岩性校正，测量结果精度高。

本发明还公开了一种可控中子源测井中地层孔隙度确定装置，该装置通过数据确定模块、密度公式建立模块、密度公式拟合模块、地层密度计算模块、孔隙度公式建立模块、孔隙度公式拟合模块和孔隙度公式拟合模块，通过该装置实现上述方法。

本发明还公开了一种可控中子源测井中地层孔隙度确定设备，包括处理器和存储器，用于执行存储在存储器中的计算机执行指令。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现上述方法。

【附图说明】

图1为本发明实施例提供的可控中子源测井仪的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的可控中子源测井中地层孔隙度确定装置30的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的数据处理设备40的硬件结构示意图；

其中，1-数据处理设备；2-探头；100-仪器外壳；101-脉冲中子发生器；102-屏蔽体；103-近热中子探测器；104-近伽马探测器；105-远热中子探测器；106-远伽马探测器；30-孔隙度确定装置；301-数据确定模块；302-密度公式建立模块；303-密度公式拟合模块；304-地层密度计算模块；305-孔隙度公式建立模块；306-孔隙度公式拟合模块；307-孔隙度计算模块；40-数据处理设备；401-处理器；402-连接信号；403-存储器。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1，图1为本发明实施例提供的可控中子源测井设备的结构示意图。如图1所示，该可控中子源测井仪包括探头2和数据处理设备40；其中探头2包括仪器外壳100，所述仪器外壳100由下而上一次设有脉冲中子发生器101、屏蔽体102、近热中子探测器103、近伽马探测器104、远热中子探测器105、远伽马探测器106。

其中，近伽马探测器104和远伽马探测器106，以及近热中子探测器103和远热中子探测器105均与数据处理设备40连接。近伽马探测器104和远伽马探测器106可以是高能伽马射线探测效率较高的溴化澜晶体，近热中子探测器和远热中子探测器可以是He-3计数管。

需要说明的是：脉冲中子发生器101与近热中子探测器103之间通过屏蔽体102屏蔽；远热中子探测器105和远伽马探测器106并排排列；三个中子探测器并排在一起组成远热中子探测器105，增加远中子探测器的计数率。

测井仪的近、远热中子探测器记录在地层中减速后返回到仪器的热中子计数率；测井仪的近、远伽马探测器记录由地层中次生伽马源产生且输运到仪器的非弹伽马射线能谱。近、远热中子计数率比值与地层中子减速长度相关，可用于表征中子的输运。

测井仪的近、远伽马探测器主要用于探测脉冲中子发生器产生的快中子进入地层后与附近的原子核发生非弹性碰撞产生的非弹伽马射线。针对近、远伽马探测器记录的非弹伽马射线的能谱，通过设置高、低能量的伽马能窗来计算体积密度。为了降低能窗内伽马计数率的统计误差，两个能窗所包含的能量范围可以重叠。

参考图2，图2为本发明实施例提供的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法的流程示意图，本实施例的执行主体可以为图1中的数据处理设备，本实施例此处不做特别的限制。如图2所示，该方法包括：

步骤S1，在各项预设条件地层中，通过可控中子源测井仪的近伽马探测器104和远伽马远探测器106确定的非弹伽马计数比，以及通过可控中子源测井仪的近热中子探测器103和远热中子探测器105确定的热中子计数比。

本实施例中，设标准刻度条件为井眼中充满密度为1g/cm³淡水；井径为200mm；环境温度为25℃；环境压力为0.1MPa；井壁没有泥饼，仪器贴壁测量。模拟各项预设条件地层可以是不同地质条件的待测量井，待测量井的数量不限。

通过近伽马探测器104和远伽马探测器106经过处理后分别测得非弹伽马计数，通过取两者比值得到非弹伽马计数比，通过近热中子探测器103和远热中子探测器105分别测得热中子计数，通过取二者比值得到热中子计数比。

步骤S2，设定预设参数，建立地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的初始响应关系式。

在本实施例中，地层密度初始响应关系式为：

其中，m(lnR_n)＝a₁(lnR_n)³+a₂(lnR_n)²+a₃(lnR_n)+a₄ (2)

n(lnR_n)＝b₁(lnR_n)²+b₂(lnR_n)+b₃ (3)

其中：ρ_b为地层体积密度；R_γ1为低能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_γ2为高能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_n为热中子计数比值；a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃和A为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数；m和n为预设参数。

上述计算方法可在可控中子源测井中用于体积密度的计算。在体积密度的计算中，通过公式(1)计算的视体积密度与地层真实体积密度相吻合，不需要额外的中子输运和电子对效应的校正。体积密度精度与常规伽马密度测量类似，不受地层属性变化的影响。

步骤S3，根据步骤S1中各预设条件地层中的非弹伽马计数比和热中子计数比的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到所述预设参数的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终响应关系式。

具体的，根据非弹伽马射线能谱，获取步骤S1各预设条件地层中的非弹伽马计数比中的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比；

将各预设条件地层的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比作为响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到初始响应关系式的预设参数m和n的值；

根据得到所述预设参数m和n的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终响应关系式。

其中，对初始响应关系式拟合采用Levenberg-Marquardt拟合的方法。

步骤S4，通过可控中子源测井仪确定目标地层的非弹伽马计数比和热中子计数比，将预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比导入所述根据最终响应关系式，得到所述预设条件地层的视体积密度。

步骤S5，设定预设参数，建立地层孔隙度与热中子计数比和步骤S4中体积密度的初始响应关系式。

在本实施例中，地层孔隙度初始响应关系式为：

其中，

其中：φ为地层孔隙度；c₁、c₂、c₃、c₄和d为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数；f为预设参数。

步骤S6，根据步骤S1和步骤S4中各预设条件地层中的热中子计数比和视体积密度的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到所述预设参数的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的最终响应关系式。

具体的，获取步骤S1各预设条件地层中的热中子计数比和步骤S4视体积密度的响应数据；

将各预设条件地层的热中子计数比和视体积密度作为响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到初始响应关系式的预设参数f的值；

根据得到所述预设参数f的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的最终响应关系式。

其中，对初始响应关系式拟合采用Levenberg-Marquardt拟合的方法。

步骤S7，通过可控中子源测井仪确定目标地层的热中子计数比和视体积密度，将目标地层的热中子计数比和视体积密度导入所述根据最终响应关系式，得到所述目标地层的视孔隙度。

从上述描述可知，通过在各预设条件地层中，通过近、远伽马探测器确定的非弹伽马计数比，通过近、远热中子探测器确定的热中子计数比；设定预设参数，分别建立地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的初始密度响应关系式，地层孔隙度与体积密度和热中子计数比的初始孔隙度响应关系式；根据得到的各预设条件地层中非弹伽马计数比和热中子计数比的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到预设参数的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终密度响应关系式，地层孔隙度与体积密度和热中子计数比的最终孔隙度响应式；将目标地层的非弹伽马计数比和热中子计数比导入最终密度响应关系式，得到目标地层的视体积密度，再将视体积密度和热中子计数比导入最终孔隙度响应关系式，得到目标地层的视孔隙度。该视孔隙度灵敏度高，不需要进行岩性校正，测量结果精度高。在密度校正中，不需通过其他测井仪器或地质资料得到的地层密度，

参考图3，图3为本发明实施例提供的可控中子源测井中地层孔隙度确定装置的结构示意图。如图3所示，该可控中子源测井中地层孔隙度确定装置30包括：

数据确定模块301，用于在各项预设条件地层中，通过可控中子源测井仪的近伽马探测器和远伽马远探测器确定的非弹伽马计数比，以及通过可控中子源测井仪的近热中子探测器和远热中子探测器确定的热中子计数比；

密度公式建立模块302，用于设定预设参数，建立地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的初始响应关系式；

密度公式拟合模块303，用于根据数据确定模块中各预设条件地层中的非弹伽马计数比和热中子计数比的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到所述预设参数的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终响应关系式；

地层密度计算模块304，用于通过可控中子源测井仪确定预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比，将预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比导入所述根据最终响应关系式，得到所述预设条件地层的视体积密度；

孔隙度公式建立模块305，用于设定预设参数，建立地层孔隙度与热中子计数比和步骤S4中体积密度的初始响应关系式；

孔隙度公式拟合模块306，用于根据数据确定模块和密度计算模块中各预设条件地层中的热中子计数比和体积密度的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到所述预设参数的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的最终响应关系式；

孔隙度计算模块307，用于通过可控中子源测井仪确定目标地层的热中子计数比和视体积密度，将目标地层的热中子计数比和视体积密度导入所述根据最终响应关系式，得到所述目标地层的视孔隙度。

在本发明的一个实施例中，

所述密度公式建立模块302，具体用于建立初始响应关系式，如下：

其中，m(lnR_n)＝a₁(lnR_n)³+a₂(lnR_n)²+a₃(lnR_n)+a₄

n(lnR_n)＝b₁(lnR_n)²+b₂(lnR_n)+b₃

其中：ρ_b为地层体积密度；R_γ1为低能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_γ2为高能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_n为热中子计数比值；a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃和A为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数。

在本发明的一个实施例中，

所述密度公式拟合模块303，具体用于根据非弹伽马射线能谱，获取步骤S1各预设条件地层中的非弹伽马计数比中的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比；

将各预设条件地层的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比作为响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到初始响应关系式的预设参数m和n的值；

根据得到所述预设参数m和n的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终响应关系式。

在本发明的一个实施例中，

所述孔隙度公式建立模块305，具体地层孔隙度初始响应关系式为：

其中，

其中：φ为地层孔隙度；c₁、c₂、c₃、c₄和d为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数；f为预设参数。

在本发明的一个实施例中，

所述孔隙度公式拟合模块306，具体用于获取步骤S1各预设条件地层中的热中子计数比和步骤S4体积密度的响应数据；

将各预设条件地层的热中子计数比和体积密度作为响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到初始响应关系式的预设参数f的值；

根据得到所述预设参数f的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的最终响应关系式。

本实施例提供的装置，可用于执行上述方法实施例的技术方案，其实施原理和技术效果类似，本实施例此处不再累述。

参考图4，图4为本发明实施例提供的硬件结构示意图。如图4所示，本实施例中可控中子源测井中地层孔隙度确定设备40包括：处理器401以及存储器403；其中

处理器401，用于执行存储器存储的计算机执行指令，以实现上述实施例中数据处理设备所执行的各个步骤。具体可以参见前述方法实施例中的相关描述；

存储器403，用于存储计算机执行指令。

可选的，存储器403既可以是独立的，也可以跟处理器401集成在一起。

当存储器403独立设置时，该数据处理设备还包括总线402，用于连接所述处理器401和存储器403。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上所述的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块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)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。

应理解，上述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。

总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。

上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器、磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

一种示例性的存储介质相耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各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未完成。前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤：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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.可控中子源测井中地层孔隙度确定方法，其特征在于，

S1、获得预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比；

S2、建立预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的第一初始响应关系式；

S3、通过步骤S1的非弹伽马计数比和热中子计数比对第一初始响应关系式拟合，获得预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比以及热中子计数比的第一最终响应关系式；

S4、将预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比代入至第一最终响应关系式中，获得预设条件地层的视体积密度；

S5、建立预设条件地层的孔隙度与热中子数计数比和体积密度之间的第二初始响应关系式；

S6、将步骤S1的预设地层的热中子计数比以及S4的视体积密度，代入至S5的第二初始关系式中，获得地层孔隙度和热中子数计数比以及体积密度之间的第二最终响应关系式；

S7、将目标地层的热中子计数比和步骤S4的视体积密度代入至第二最终响应关系式中，获得目标地层的孔隙度。

2.根据权利要求1所述的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一初始响应关系式为：

其中，m(lnR_n)＝a₁(lnR_n)³+a₂(lnR_n)²+a₃(lnR_n)+a₄ (2)

n(lnR_n)＝b₁(lnR_n)²+b₂(lnR_n)+b₃ (3)

其中：ρ_b为地层体积密度；R_γ1为低能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_γ2为高能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_n为热中子计数比值；a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃和A为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数。

3.根据权利要求1所述的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法，其特征在于，步骤S3中，根据非弹伽马射线能谱，获取步骤S1各预设条件地层中的非弹伽马计数比中的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比；

将各预设条件地层的低能窗非弹伽马计数比和高能窗非弹伽马计数比作为响应数据，对第一初始响应关系式进行拟合，得到初始响应关系式的预设参数m和n的值；

根据得到所述预设参数m和n的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的最终响应关系式。

4.根据权利要求1所述的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法，其特征在于，步骤S5中，地层孔隙度的第二初始响应关系式为：

其中，

其中：φ为地层孔隙度；c₁、c₂、c₃、c₄和d为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数；f为预设参数。

5.根据权利要求1所述的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法，其特征在于，步骤S6中，

将各预设条件地层的热中子计数比和视体积密度作为响应数据，对第二初始响应关系式进行拟合，得到第二初始响应关系式的预设参数f的值；

根据得到所述预设参数f的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的最终响应关系式。

6.一种可控中子源测井中地层孔隙度确定装置，其特征在于，包括：

数据确定模块，用于获得预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比；

密度公式建立模块，用于建立预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比和热中子计数比的第一初始响应关系式；

密度公式拟合模块，用于根据预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比，对第一初始响应关系式进行拟合，得到预设条件地层的体积密度与非弹伽马计数比以及热中子计数比的第一最终响应关系式；

地层密度计算模块，用于将预设条件地层的非弹伽马计数比和热中子计数比导入第一最终响应关系式，得到所述目标地层的视体积密度；

孔隙度公式建立模块，用于建立预设条件地层的孔隙度与热中子数计数比和体积密度之间的第二初始响应关系式；

孔隙度公式拟合模块，用于将预设地层中的热中子计数比和视体积密度的响应数据，代入至对初始响应关系式进行拟合，得到所述预设参数的值，得到地层孔隙度与热中子计数比和体积密度的第二最终响应关系式；

孔隙度计算模块，用于将可控中子源测井仪确定的目标地层热中子计数比和视体积密度，导入所述第二最终响应关系式，得到所述目标地层的视孔隙度。

7.根据权利要求6所述的一种可控中子源测井中地层孔隙度确定装置，其特征在于，所述体积密度公式建立模块，用于建立第一初始响应关系式，如下：

其中，m(lnR_n)＝a₁(lnR_n)³+a₂(lnR_n)²+a₃(lnR_n)+a₄ (2)

n(lnR_n)＝b₁(lnR_n)²+b₂(lnR_n)+b₃ (3)

其中：ρ_b为地层体积密度；R_γ1为低能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_γ2为高能窗非弹性散射伽马计数率比值；R_n为热中子计数比值；a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃和A为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数。

8.根据权利要求7所述的一种可控中子源测井中地层孔隙度确定装置，其特征在于，

所述地层孔隙度公式建立模块，用于建立第二初始响应关系式，如下：

其中，

其中：φ为地层孔隙度；c₁、c₂、c₃、c₄和d为通过标准井刻度或者仿真建模的方法确定的系数；f为预设参数。

9.一种可控中子源测井中地层孔隙度确定设备，其特征在于，包括处理器和存储器；

所述存储器，用于存储计算机执行指令；

所述处理器，用于执行存储器存储的计算机执行指令。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要1至5任一项所述的可控中子源测井中地层孔隙度确定方法。

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