CN114151071A - 一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法及装置 - Google Patents

一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法及装置 Download PDF

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CN114151071A CN202010829068.6A CN202010829068A CN114151071A CN 114151071 A CN114151071 A CN 114151071A CN 202010829068 A CN202010829068 A CN 202010829068A CN 114151071 A CN114151071 A CN 114151071A
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张龙
刘焕雨
何永明
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Abstract

本发明提供了一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法及装置，方法包括：构建地层模型，所述地层模型包括相邻的第一地层、第二地层以及第三地层，伽马探测器位于所述第二地层；在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型；在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值；根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值；对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据。上述方法与实际仪器测量过程基本一致，模拟结果更接近于真实测量结果，且方便对测量过程中的某些环节，如扇区伽马测量值合成、成像测量数据生成等采用的方法进行优化，为分析伽马测量的成像响应规律以及提高伽马成像测量响应的精度提供了一种有效的手段。

Description

一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法及装置
技术领域
本发明涉及油气田勘探领域，具体涉及一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法及装置。
背景技术
随着越来越多的油气田被勘探开发，我国油气资源呈现出整体分散、局部集中的分布。因此，开发目标开始转向那些规模更小、油层更薄、裂缝油藏和物性差的油藏，这对能否成功钻遇油气层提出了更高的技术要求。地质导向技术正是在这样的大背景下得到了快速发展，该技术通过井下传感器测量的地质及工程参数实时识别地下构造及属性信息，指导钻头顺利中靶及最大限度的在目的层中钻进。
随钻伽马成像测量是地质导向作业中最常用的测量仪器之一，该测量能准确反映井轨迹与地层界面的位置关系及钻进方向，可以为调整井轨迹的钻井方向给出明确的指示。
但现有技术的随钻伽马成像测量数据处理方式复杂，测量响应的精度不高，因此亟待解决。
发明内容
鉴于上述随钻伽马成像测量数据处理方式复杂问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法及装置。
依据本发明的一个方面，提供一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，包括：
构建地层模型，所述地层模型包括相邻的第一地层、第二地层以及第三地层，伽马探测器位于所述第二地层；
在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型；
在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值；
根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值；
对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据。
优选的，在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型包括：
在所述地层模型内确定自然伽马探测范围，所述自然伽马探测范围为球体，所述伽马探测器的探测点位于所述球体的球心处；
在所述自然伽马探测范围内划分方位伽马响应探测区，每个所述方位伽马响应探测区沿横向的横截面为扇形；
在所述方位伽马响应探测区中确定第一方位、第二方位、第三方位以及第四方位。
优选的，所述方法还包括：
所述第一方位和第四方位轴向垂直于所述第一地层和第三地层；
所述第二方位及第三方位均位于所述第二地层。
优选的，在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值包括：
获得所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值；
通过插值函数对所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值进行插值运算以获得多个角度的伽马测量值。
优选的，根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值包括：
通过对多个角度的伽马测量值进行累加平均或加权窗口函数计算后获得伽马成像探测区的模拟响应值。
优选的，对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据后，所述方法还包括：
将所述伽马成像测量数据映射为颜色矩阵并进行排列显示。
优选的，当方位伽马响应探测区的探测范围仅与所述地层模型中的一个地层相交时，所述伽马测量值根据公式一和公式二获得：
Figure BDA0002637252700000021
Figure BDA0002637252700000022
其中dJ为方位伽马响应探测区的伽马通量密度，J0为伽马测量值，a为伽马射线的放射性强度，q为岩石中放射性物质的质量分数，ρ为地层的密度，μ为地层对伽马射线的吸收系数，r为探测点的探测距离，θ为球坐标天顶角，
Figure BDA0002637252700000023
为球坐标方位角，θ0为层界面与探测范围的夹角；
当方位伽马响应探测区的探测范围与两个地层均相交且被划分为至少两个区域时，通过对公式一进行积分以及利用金格函数获得每个区域的伽马测量值，且所述方位伽马测量值为每个区域的伽马测量值的总和J1。
优选的，通过插值函数对所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值进行插值运算具体包括：
根据公式三获得角度θp的伽马测量值
Figure BDA0002637252700000031
Figure BDA0002637252700000032
其中，GR(1)，GR(2)，GR(3)，GR(4)分别为第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值，θ2为第二方位的方位伽马响应探测区的方位角，θ3为第三方位的方位伽马响应探测区的方位角。
优选的，通过对多个角度的伽马测量值进行加权窗口函数计算后获得伽马成像探测区的模拟响应值具体包括：
将加权窗口函数与多个角度的方位伽马测量值进行如公式四的卷积运算获得模拟响应值，
Figure BDA0002637252700000033
其中，
Figure BDA0002637252700000034
为经过加权窗口函数处理后得到的方位角
Figure BDA0002637252700000035
对应的伽马成像探测区的模拟响应值，
Figure BDA0002637252700000036
为方位伽马测量值，
Figure BDA0002637252700000037
为加权窗口函数。
依据本发明的另一个方面，一种模拟随钻伽马成像测量响应的装置，包括：
地层模型构建单元，用于构建地层模型，所述地层模型包括相邻的第一地层、第二地层以及第三地层，伽马探测器位于所述第二地层；
正演模型构建单元，用于在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型；
第一计算单元，用于在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值；
第二计算单元，用于根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值；
插值单元，用于对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据。
本发明给出的模拟随钻伽马成像测量相应的方法与实际仪器测量过程基本一致，模拟结果更接近于真实测量结果，且方便对测量过程中的某些环节进行优化，为分析伽马测量的成像响应规律以及提高伽马成像测量的精度提供了一种有效的手段。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
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为本发明实施例中一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法流程图；
图2为本发明实施例中构建的地层模型的示意图；
图3为本发明实施例中自然伽马探测范围的正演模型的示意图；
图4为本发明实施例中划分的扇区示意图；
图5为本发明实施例中构建四个方位原始响应的正演模型的示意图；
图6A及6B为本发明实施例中第一方位对应的伽马测量响应计算模型；
图7为本发明实施例中三角窗口函数的示意图；
图8为本发明实施例中高斯窗口函数的示意图；
图9为本发明实施例中一种模拟随钻伽马成像测量响应的装置结构图；
图10为本发明实施例中伽马探测器水平向下穿过目的层时井轨迹模型和伽马成像响应图；
图11为本发明实施例中伽马探测器向下进入目的层后再向上穿出目的层时井轨迹模型和伽马成像响应图。
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。
本发明实施例提供一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，如图1所示，包括：
步骤100，构建地层模型，所述地层模型包括相邻的第一地层、第二地层以及第三地层，伽马探测器位于所述第二地层。在本发明具体的实施例中，构建地层模型时，如图2所示，先将地下从地层-3至地层3的多层模型20简化为三层模型21，即第一地层211，第二地层212和第三地层213。其中，第一地层211为上围岩，第二地层212为目的层，第三地层213为下围岩。上围岩、目的层和下围岩从上至下依次排列。而本发明实施例中所用的探测器便位于目的层。
步骤200，在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型。具体的，构建方位原始响应的正演模型时，除了构建上伽马和下伽马两个方位原始响应的正演模型，还需要构建纯目的层上两个方位原始响应的正演模型，即不与上围岩和下围岩相交的两个方位，便于后续计算相应方位的伽马测量值。而上伽马和下伽马两个方位原始响应的正演模型可以分别与上围岩和下围岩相交，或者只有上伽马与上围岩相交或者下伽马与下围岩相交。
步骤300，在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值；其中，可先对伽马通量密度公式进行整体积分，并根据四个方位与地层模型的关系获得四个方位的伽马测量值，再通过选择合适的插值函数，如正弦函数对四个方位的伽马测量值进行插值，进而得到0°到180°之间多个角度的伽马测量值。理论上，可以得到每个角度的伽马测量值，但在实际响应过程中，可以根据需要选择合适数量的角度并获得该角度的伽马测量值。
步骤400，根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值。在获得多个角度的伽马测量值后，通过步骤400将计算得到多个角度的伽马测量值分配到对应的方位中得到该方位的伽马测量值，以实现伽马成像探测区的模拟响应，进而获得伽马成像探测区的模拟响应值。其中，伽马成像探测区的大小人为给定。
步骤500，对所述模拟响应值进行插值以获得成像测量数据。具体的，在获得伽马成像探测区的模拟响应值后，要得到成像结果，还需要根据步骤500对模拟得到的伽马成像探测区的模拟响应值进行插值，进而得到任意方位的伽马成像测量数据，最终实现成像测量数据的模拟。
上述实施例所述的方法能准确识别井轨迹与地层的位置关系和钻进方向，更好的利用了方位测量原始响应的响应特性，提升仪器的地质导向应用效果，以及通过优化测量数据的处理方法，提升该测量响应的精度。
根据本发明较佳的实施例中所述一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，在所述响应模型内构建四个方位原始响应的正演模型包括：
自然伽马探测范围的正演模型如图3所示，在所述地层模型内确定自然伽马探测范围，所述自然伽马探测范围31为球体，探测点32位于所述球体的球心处；具体的，根据伽马测量技术的探测原理，自然伽马的探测范围可近似成球体，而伽马探测器位于球心位置，即探测点32位于球体的球心处。而伽马成像测量需要屏蔽掉大部分响应探测范围，以使其探测到的区域具有良好的方向性，一般可将方位伽马响应探测区33近似成圆锥体。
沿井周划分的扇区示意图如图4所示。在所述自然伽马探测范围内划分p个方位伽马响应探测区，每个所述方位伽马响应探测区沿轴向的横截面为扇形。例如，本发明实施例中，以p＝16为例，即轴向的横截面视角下具有16个扇型的方位伽马响应探测区，其中每一个方位伽马响应探测区可称为扇区。从方位伽马响应探测区的位置0开始顺时针进行均等划分。
在所述方位伽马响应探测区中确定第一方位、第二方位、第三方位以及第四方位。
如图5所示，选取第一方位51、第二方位52、第三方位53以及第四方位54，所述第一方位51和第四方位54轴向垂直于所述第一地层和第三地层，第二方位52以及第三方位53均位于所述第二地层；具体的，第一方位51和第四方位54的方位伽马响应探测区以圆心为中心对称，第二方位52以及第三方位53的方位伽马响应探测区均位于所述目的层，因此第二方位52以及第三方位53的方位伽马响应探测区的伽马响应均为纯目的层响应。其中，可以根据以下公式可以获得第一方位51、第二方位52、第三方位53以及第四方位54的伽马成像探测区的方位角：
Figure BDA0002637252700000061
其中，
Figure BDA0002637252700000062
为方位伽马响应探测区的方位角，p为方位伽马响应探测区的方位个数，k为方位伽马响应探测区的位置，所述第四方位54与第一方位51的方位伽马响应探测区的方位角的差值为180°。即第一方位51、第二方位52、第三方位53以及第四方位54的方位伽马响应探测区的方位角分别为：0°，θ2，θ3和180°。θ2，θ3的大小根据实际划分情况而定。较佳的，相邻两个方位之间的夹角记为
Figure BDA0002637252700000063
Figure BDA0002637252700000064
较佳的，由于第一方位51、第二方位52、第三方位53和第四方位54的伽马成像探测区的模拟响应值在0°到180°之间，而180°到360°之间的模拟响应值与0°到180°之间的模拟响应值是对称的，因此，只需求取0°到180°的响应即可。
根据本发明较佳的实施例中所述一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值具体为：
根据所述第一方位、第二方位、第三方位以及第四方位的方位伽马响应探测区的探测范围与所述响应模型的相交情况分别获得所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值。例如，如图5所示，其中第一方位51和第四方位54的方位伽马响应探测区分别与第一地层和第三地层相交，会分别受到第一地层和第三地层的影响，因此在计算第一方位51和第四方位54的方位伽马响应探测区的伽马测量值时需要考虑该影响。而第二方位52和第三方位53仅位于目的层，因此在计算第二方位52和第三方位53的伽马测量值时无需考虑其它层的影响。当四个方位中一个或多个仅与上围岩或下围岩中的一个围岩相交时，那么仅需考虑该相交的围岩对伽马测量值的影响即可。
根据本发明较佳的实施例中所述一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，当方位伽马响应探测区的探测范围仅与所述响应模型中的一个地层相交时，所述伽马成像探测区的伽马测量值J0根据公式一和公式二获得：
Figure BDA0002637252700000071
Figure BDA0002637252700000072
其中J0为伽马测量值，dJ为方位伽马响应探测区的伽马通量密度，单位为伽马光子数/(s·cm2)，a为放射性物质伽马射线的放射性强度，单位为伽马光子数/(g·s)，q为岩石中放射性物质的质量分数，单位为g/g，ρ为地层密度，单位为g/cm3，μ为地层对伽马射线的吸收系数，单位为1/cm，r为探测点的探测距离，θ为球坐标天顶角，
Figure BDA0002637252700000073
为球坐标方位角。
当方位伽马响应探测区的探测范围与两个地层均相交且被划分为至少两个区域时，通过对公式一进行积分以及利用金格函数获得每个区域的伽马测量值，且所述方位伽马响应探测区的伽马测量值为每个方位的伽马测量值的总和J1。
在本发明一具体的实施例中，以图5为例，第二方位52和第三方位53为纯目的层的伽马响应，第一方位51和第四方位54的计算方法相同，因此，只需给出第一方位51的响应计算方法。第二方位和第三方位的响应探测区仅在目的层，不受其他两个层的影响，因此第二方位和第三方位的伽马测量值为伽马测量值J0。模拟计算第一方位51的方位伽马响应探测区的伽马测量值为例进行详细说明。在本具体的实施例中分为两种情况。
第一种情况，如图6A所示的第一方位的方位伽马响应探测区，其受上围岩的影响，因此根据伽马探测器的探测范围与层界面的位置关系(层界面即图中的两层之间的横线)将第一方位的方位伽马响应探测区划分为A、B、C三个区域，每个区域的伽马测量值可通过对公式一中的伽马通量密度积分得到，且推导中还用到了金格函数Φ(x)，表达式如下：
Figure BDA0002637252700000081
对伽马通量密度积分后得到各个区域的伽马测量值表达式如下：
Figure BDA0002637252700000082
Figure BDA0002637252700000083
则第一方位的伽马测量值为J1＝JA+JB+C。其中，a1为放射性物质伽马射线在伽马探测器所在地层的放射性强度，q1为岩石中放射性物质在伽马探测器所在地层的质量分数，ρ1为伽马探测器所在地层的地层密度；μ1为伽马探测器所在地层对伽马射线的吸收系数；a2，q2，ρ2，μ2为伽马探测器所在地层的相邻地层的参数，即第二地层的相关参数。d0为伽马探测器的探测半径，θ0为层界面与探测范围的夹角。
另一种情况如图6B所示的第一方位的方位伽马响应探测区，其也受上围岩的影响，但与上述实施例不同的是，在本实施例中将方位伽马响应探测区划分为了D、E、F三个区域，对伽马通量密度积分后得到各个区域的伽马测量值表达式如下：
Figure BDA0002637252700000084
Figure BDA0002637252700000091
Figure BDA0002637252700000092
则第一方位的伽马测量值为J1＝JD+JE+JF。
具体的，利用上面计算方位伽马响应探测区的伽马测量值表达式，在不同地层与锥形体相交情况下，四个方位的伽马探测器原始响应表达式可写成如下形式：
在一个实施例中，当第一方位与上围岩相交，第二方位、第三方位以及第四方位均位于目的层时，
Figure BDA0002637252700000093
在另一个实施例中，当第四方位与下围岩相交，第一方位、第二方位以及第三方位均位于目的层时，
Figure BDA0002637252700000094
在另一个实施例中，第一方位与上围岩相交，第四方位与下围岩相交，第二方位以及第三方位均位于目的层时，
Figure BDA0002637252700000095
其中，GR(1)，GR(2)，GR(3)，GR(4)分别为四个方位上的方位伽马响应探测区的伽马测量值，GR(1)和GR(4)对应0°和180°，GR(2)对应方位角为
Figure BDA0002637252700000096
Figure BDA0002637252700000097
GR(3)对应方位角为
Figure BDA0002637252700000098
在得到四个方位的伽马测量值GR(1)-GR(4)后，通过插值函数对所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的方位伽马响应探测区的伽马测量值进行插值运算以获得0°到180°之间任意角度θp的伽马测量值。具体如公式三：
Figure BDA0002637252700000099
Figure BDA0002637252700000101
其中，θ2为第二方位的方位伽马响应探测区的方位角，θ3为第三方位的方位伽马响应探测区的方位角。
为了根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值，先将多个角度的所述伽马测量值分配到对应的方位伽马响应探测区中，实现伽马成像探测区模拟响应而获得伽马成像探测区的模拟响应值，本发明较佳的还包括：
通过对多个角度的伽马测量值进行累加平均或加权窗口函数计算后获得伽马成像探测区的模拟响应值。
较佳的实施例中，通过对多个角度的伽马测量值进行加权窗口函数计算后获得伽马成像探测区的模拟响应值具体包括：
将加权窗口函数与多个角度的所述伽马测量值进行如公式四的卷积运算获得伽马成像探测区的模拟响应值，
Figure BDA0002637252700000102
其中，
Figure BDA0002637252700000103
为经过加权窗口函数处理后得到的方位角
Figure BDA0002637252700000104
对应的伽马成像探测区的模拟响应值，
Figure BDA0002637252700000105
为方位伽马响应探测区的伽马测量值，
Figure BDA0002637252700000106
为加权窗口函数。
其中，每个方位伽马响应探测区，即每个扇区对应的加权窗口函数相同。进一步的，在一个采集周期内，假设有N个角度的伽马测量值落在同一个扇区的加权窗口内，则公式四可变换为：
Figure BDA0002637252700000107
式中rj为N个角度的伽马测量值对应的方位，F(rj)为rj方位对应的伽马测量值。由于落在每个扇区内的伽马测量值和位置不尽相同，为方便各扇区数据的统一比较，引入了因子
Figure BDA0002637252700000108
其中
Figure BDA0002637252700000109
在本发明较佳的实施例中，对于加权窗口函数，可以有很多种选择，列举如下，但并不局限于以下几种：
1)矩形窗口函数
Figure BDA0002637252700000111
其中，x为控制窗口宽度的第一因子，当x＝2时，该加权窗口作用的结果与扇区内所有方位的伽马测量值求平均的结果等同。
2)三角窗口函数
Figure BDA0002637252700000112
其中所有变量的含义同上。以16扇区为例，取x为2，三角窗口函数形状如图7所示。无特殊说明，后面的窗口函数形状示例中扇区数及第一因子x的取值同此例。
3)高斯窗口函数
Figure BDA0002637252700000113
其中，αa是控制窗口宽度的第二因子，一般取1-2。当αa取2时，高斯窗口函数形状如图8所示。
根据本发明较佳的实施例中所述一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，通过上述具体实施例所述的步骤可以得到伽马成像探测区的模拟响应值，根据该模拟响应值获得最终的成像结果还需要对上述模拟响应值进行插值，进而得到圆周任意角度对应的测量数据，实现最终伽马成像数据的模拟，其中角度的精度可以根据需要而设定。因此，对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据中，所述插值包括但不限于以下之一：线性插值、距离反比插值、格林样条插值。
根据本发明较佳的实施例中所述一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据后，所述方法还包括：
将所述伽马成像测量数据映射为颜色矩阵并进行排列显示，即根据不同的地质工程需要设计特定色谱实现伽马成像响应图，以方便对地层特征进行观察和识别。
基于相同的发明构思，本发明另一实施例提供一种模拟随钻伽马成像测量响应的装置，如图9所示，包括：
地层模型构建单元901，用于构建地层模型，所述地层模型包括相邻的第一地层、第二地层以及第三地层，伽马探测器位于所述第二地层；
正演模型构建单元902，用于在所述响应模型内构建四个方位原始响应的正演模型；
第一计算单元903，用于在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值；
第二计算单元904，用于根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值；
插值单元905，用于对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据。
具体的，按照上述实施例所提供的方法和装置，分别对伽马探测器水平向下穿过目的层以及水平向下进入目的层后向上穿出目的层两种情况进行了模拟，模拟中，加权窗口函数采用的是三角窗口函数，插值采用的是距离反比插值方法，模拟结果见图10、图11所示。图10、图11中下部为地层和井轨迹模型，上部为随水平位移变化的成像测量数据所对应的伽马成像响应图。
本发明上述实施例所述的模拟随钻伽马成像测量相应的方法与实际仪器测量过程基本一致，模拟结果更接近于真实测量结果，且方便对测量过程中的某些环节，如扇区伽马测量值合成、成像测量数据生成等采用的方法进行优化，为分析伽马测量的成像响应规律以及提高伽马成像测量的精度提供了一种有效的手段。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式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 (10)

1.一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，包括：
构建地层模型，所述地层模型包括相邻的第一地层、第二地层以及第三地层，伽马探测器位于所述第二地层；
在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型；
在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值；
根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值；
对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据。
2.根据权利要求1所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型包括：
在所述地层模型内确定自然伽马探测范围，所述自然伽马探测范围为球体，所述伽马探测器的探测点位于所述球体的球心处；
在所述自然伽马探测范围内划分方位伽马响应探测区，每个所述方位伽马响应探测区沿横向的横截面为扇形；
在所述方位伽马响应探测区中确定第一方位、第二方位、第三方位以及第四方位。
3.根据权利要求2所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一方位和第四方位轴向垂直于所述第一地层和第三地层；
所述第二方位及第三方位均位于所述第二地层。
4.根据权利要求3所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值包括：
获得所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值；
通过插值函数对所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值进行插值运算以获得多个角度的伽马测量值。
5.根据权利要求4所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值包括：
通过对多个角度的伽马测量值进行累加平均或加权窗口函数计算后获得伽马成像探测区的模拟响应值。
6.根据权利要求1所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据后，所述方法还包括：
将所述伽马成像测量数据映射为颜色矩阵并进行排列显示。
7.根据权利要求3所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，
当方位伽马响应探测区的探测范围仅与所述地层模型中的一个地层相交时，所述伽马测量值根据公式一和公式二获得：
Figure FDA0002637252690000021
Figure FDA0002637252690000022
其中dJ为方位伽马响应探测区的伽马通量密度，J0为伽马测量值，a为伽马射线的放射性强度，q为岩石中放射性物质的质量分数，ρ为地层的密度，μ为地层对伽马射线的吸收系数，r为探测点的探测距离，θ为球坐标天顶角，
Figure FDA0002637252690000024
为球坐标方位角，θ0为层界面与探测范围的夹角；
当方位伽马响应探测区的探测范围与两个地层均相交且被划分为至少两个区域时，通过对公式一进行积分以及利用金格函数获得每个区域的伽马测量值，且所述方位伽马测量值为每个区域的伽马测量值的总和J1。
8.根据权利要求7所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，通过插值函数对所述第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值进行插值运算具体包括：
根据公式三获得角度θp的伽马测量值
Figure FDA0002637252690000025
Figure FDA0002637252690000023
其中，GR(1)，GR(2)，GR(3)，GR(4)分别为第一方位、第二方位、第三方位和第四方位的伽马测量值，θ2为第二方位的方位伽马响应探测区的方位角，θ3为第三方位的方位伽马响应探测区的方位角。
9.根据权利要求5所述的一种模拟随钻伽马成像测量响应的方法，其特征在于，通过对多个角度的伽马测量值进行加权窗口函数计算后获得伽马成像探测区的模拟响应值具体包括：
将加权窗口函数与多个角度的方位伽马测量值进行如公式四的卷积运算获得模拟响应值，
Figure FDA0002637252690000031
其中，
Figure FDA0002637252690000032
为经过加权窗口函数处理后得到的方位角
Figure FDA0002637252690000035
对应的伽马成像探测区的模拟响应值，
Figure FDA0002637252690000033
为方位伽马测量值，
Figure FDA0002637252690000034
为加权窗口函数。
10.一种模拟随钻伽马成像测量响应的装置，其特征在于，包括：
地层模型构建单元，用于构建地层模型，所述地层模型包括相邻的第一地层、第二地层以及第三地层，伽马探测器位于所述第二地层；
正演模型构建单元，用于在所述地层模型内构建四个方位原始响应的正演模型；
第一计算单元，用于在所述正演模型内分别获得多个角度的伽马测量值；
第二计算单元，用于根据所述伽马测量值获得伽马成像探测区的模拟响应值；
插值单元，用于对所述模拟响应值进行插值以获得伽马成像测量数据。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103774988A (zh) * 2013-06-05 2014-05-07 中国石油大学(华东) 一种实时随钻伽马正演地质导向钻井方法
CN107045154A (zh) * 2017-02-08 2017-08-15 中国海洋石油总公司 一种水平井环境中的识别地层产状的方法和装置
CN109657346A (zh) * 2018-12-18 2019-04-19 中国石油大学(华东) 基于积分计算的随钻方位伽马正演方法、装置及设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103774988A (zh) * 2013-06-05 2014-05-07 中国石油大学(华东) 一种实时随钻伽马正演地质导向钻井方法
CN107045154A (zh) * 2017-02-08 2017-08-15 中国海洋石油总公司 一种水平井环境中的识别地层产状的方法和装置
CN109657346A (zh) * 2018-12-18 2019-04-19 中国石油大学(华东) 基于积分计算的随钻方位伽马正演方法、装置及设备

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