1.一种基于三维阵列感应测井仪器的数据处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:采集井下三维阵列感应仪器的实时电压信号,得到实时测井数据;
步骤2:调用刻度系数对实时测井数据进行预处理,将实时测井数据的电压信号转化成实时测量的地层电导率信号;
步骤3:对地层电导率信号进行偏心角校正处理,得到测井数据曲线
步骤4:对测井数据曲线
步骤5:利用聚焦处理算法对去除井眼影响的数据曲线中的zz分量的数据曲进行井眼校正,通过聚焦滤波数据库
步骤6:利用信号提取处理算法对去除井眼影响的数据曲线进行处理,然后输出地层水平电阻率、地层垂直电阻率、地层倾角以及方位角信息。
2.根据权利要求1所述的基于三维阵列感应测井仪器的数据处理方法,其特征在于,所述步骤2中,得到地层电导率信号后,对地层电导率信号的曲线进行记录点对齐处理,为不同阵列的数据处理提供统一记录深度;将实时采集的温度数据曲线和地层电导率信号利用温度图版和刻度文件,校正温度影响。
3.根据权利要求1所述的基于三维阵列感应测井仪器的数据处理方法,其特征在于,所述步骤3中,对地层电导率信号进行偏心角校正处理的具体方法如下:
当三维阵列感应仪器偏心时,利用坐标旋转关系,三维阵列感应仪器偏心有偏角的视电导率张量与仪器偏心无偏角的视电导率张量间关系:
式中
由(1)式得到ψ≠0时的视电导率张量
可以实现得到旋转角提取的计算表达式:
其中,arg表示复数的幅角;
所述偏心角校正由公式(3)可以提取出旋转角ψe,再利用
4.根据权利要求1所述的基于三维阵列感应测井仪器的数据处理方法,其特征在于,所述步骤4中,三维井眼校正处理的具体方法如下:
根据三维感应仪器受环境影响条件,将井眼半径br、偏心距ecc、泥浆电导率σmd、水平电导率σht以及各向异性系数λ组合在一起,形成一个五维模型向量m=(br,ecc,σmd,σht,λ),即三维井眼校正库数据库;所述三维井眼校正库数据库包括三维井眼影响库和均值响应库,三维井眼影响库和均值响应库依据三维阵列感应仪器进行正演模拟计算建立;
基于三维井眼校正库数据库,采用多维非线性拟合与自适应迭代反演实现感应测井井眼环境矫正;三维感应测井相应函数d=f(m)利用三维井眼校正库数据库,计算任意模型向量产生的三维感应响应,则测井响应有限元逼近公式如下:
其中,对于任意给定的模型向量m=(br,ecc,σmd,σh,λ)=(j1,j2,j3,j4,j5),表示在井眼校正网格节点中的位置;da(j1,j2,j3,j4,j5)是井眼校正库中对应与节点(j1,j2,j3,j4,j5)的模型向量对应的三维感应测井响应;
采用自适应迭代反演确定模型向量,对于给定的测井资料,通过自适应迭代反演算法加以解决;设
模型向量m*=(br,ecc,σmd,σht,λ)满足条件:
j(x*)=minj(x)(6b)
利用测井响应有限元逼近公式,同时计算出含有井眼情况下的理论测井响应v*(m*)和不含井眼情况下的理论测井响应v0(m*),利用式(7)对测井资料
经井眼影响计算后的传输数据进行差值计算,得到井眼环境校正后的测量信号。
5.根据权利要求1所述的基于三维阵列感应测井仪器的数据处理方法,其特征在于,所述步骤5中,真分辨率聚焦处理的具体方法如下:
利用聚焦处理算法处理去除井眼影响的数据曲线中的zz分量的数据曲线:
其中,σp(ρk,z)为合成后径向探测深度ρk,纵向深度z处的电导率;k=1,2,...,k,k是合成探测深度数目;
6.根据权利要求1或5所述的基于三维阵列感应测井仪器的数据处理方法,其特征在于,所述步骤5中,调用聚焦滤波器库
设计匹配滤波器hvgfi,使gpvgfi变换为gpvgf(i+1),用数学公式表示为:
gpvgf(i+1)(z)=hvgfi(z)*gpvgfi(z)(9)
式中,i=1,2,...,4,gpvgf(i+1)(z)为将要分辨率匹配的目的函数。
7.根据权利要求1所述的基于三维阵列感应测井仪器的数据处理方法,其特征在于,所述步骤6中,利用信号提取处理算法对去除井眼影响的数据曲线进行处理的具体方法如下:
在三维感应仪器发射较低的频率信号时,khl→0,kvs→0,即(khl)n→0,(kvs)n→0,n>1,在各向异性介质坐标系中的磁感应张量的解析表达式:
其中,kvs=khlζ,s=lζλ,
通过求解(10)式,能够同时求得θ,γ,σh,σv四个参数;
具体信号提取方法如下:
6-1)利用测量矩阵迹确定水平电阻率,按照下述表达式来进行:
6-2)确定仪器的自旋角γ,按照下述表达式来进行:
6-3)确定地层的倾角,按照下述表达式来进行:
6-4)确定垂直电阻率,按照下述表达式来进行:
6-5)根据测井响应资料mi(x)=mi(x1,x2,…,xn),i=1,2,…,m,m为测井采集数据点数,定义目标函数o(x):
式中,x=x(σh,σv,θ,γ)是待反演参数,mi(x)为x的非线性函数;
6-6)满足目标函数最小值的最优解,应该满足如下的条件:
▽xo(x)=▽po(x)=0
6-7)通过求解上式能够完成一次反演迭代,重复这种迭代过程,直到误差矩阵变为零或极小值时,所得到的x就是所要的反演结果x=x(σh,σv,θ,γ)。
8.一种基于三维阵列感应测井仪器的数据处理系统,其特征在于,包括:
测井数据采集单元,用于采集井下三维阵列感应仪器的实时电压信号,得到实时测井数据;
预处理单元,用于调用刻度系数对实时测井数据进行预处理,将实时测井数据的电压信号转化成实时测量的地层电导率信号;
偏心角矫正单元,用于对地层电导率信号进行偏心角校正处理,得到测井数据曲线
三维井眼校正元,用于对测井数据曲线
合成匹配处理单元,用于利用聚焦处理算法对去除井眼影响的数据曲线中的zz分量的数据曲进行井眼校正,通过聚焦滤波数据库
信号提取反演单元,用于利用信号提取处理算法对去除井眼影响的数据曲线进行处理,然后输出地层水平电阻率、地层垂直电阻率、地层倾角以及方位角信息。
9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述方法的步骤。
10.一种基于三维阵列感应测井仪器的数据处理系统,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述方法的步骤。