专利名称：随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法
技术领域：
本发明涉及ー种数据处理方法，特别是涉及ー种随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法。(ニ)背景技术：
在石油钻井行业中，随着陆上水平井和大斜度井钻井工作量的增加以及海上钻井的需求，常规电缆测井已经不能满足测井技术的需要，因此，随钻测井技术得到了非常迅速的发展。随钻测井技术可以实现钻井和测井同时进行，它是将测井仪器安装在靠近钻头的部位，在地层未受到明显侵入和污染的条件下进行參数測量，随钻测井技术和传统的电缆测井相比较，具有实时性好、测井精度高等优点。随钻电磁波电阻率测井仪器是随钻测井中最常用的仪器之一，它主要測量地层的电阻率信息，由于一般情况下油层的电阻率较高，因此，它能够有效地识别油层，并还具有指导钻头在油层中水平钻进的地质导向功能。可见，随钻电磁波电阻率测井仪器在石油钻井中具有非常重要的实际意义，它能够增强随钻测井的能力，帮助油田找到更多的油气储层，缓解油气资源紧缺的局面。随钻电磁波电阻率测井仪器在钻井环境中的电阻率响应受很多因素的影响，如井目艮、侵入、围岩、各向异性等因素，这些因素的存在使得随钻电磁波电阻率测井仪器的电阻率响应值与地层的真实电阻率值存在较大的差异，如不对随钻电磁波电阻率测井仪器的电阻率响应值进行处理而直接利用，很有可能出现错误的结果，这样会使随钻电磁波电阻率测井仪器的实际应用效果大打折扣，因此，如何从随钻电磁波电阻率测井仪器的电阻率响应值中去除这些影响，从而获得地层真实的电阻率信息，将直接影响到该仪器的实际应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，该方法能去除多种因素对随钻电磁波电阻率测井仪器的測量数据的影响，从而得到地层真实的电參数及结构信息，提高了随钻电磁波电阻率测井仪器在地层评价中的应用价值。本发明的技术方案一种随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，含有以下步骤步骤I、使随钻电磁波电阻率测井仪器的两个接收线圈分别接收到感应电动势信号，从而分别得到两个接收线圈上的感应电动势信号的相位和幅度数据；步骤2、计算两个接收线圈上的感应电动势信号的相位差和幅度比；步骤3、利用电阻率转换图版，根据相位差和幅度比转换出视电阻率值；步骤4、利用井眼校正图版对视电阻率值进行井眼校正，以去除井眼对视电阻率值的影响；一般情况下，井眼越大，视电阻率值越低，井眼对仪器响应的影响越大，越需要校正；如果井眼尺寸非常小，且采用的是油基泥浆，实际中对仪器的影响非常小的情况下也可以不进行井眼校正。步骤5、判断井眼为直井或斜井？如为直井，设置直井标志；如为斜井，则设置斜井标志；
步骤6、将地层看作ー个纵向多层的结构，反演出每层的电阻率，反演时去除了各层间的相互影响，如果井眼为斜井，在反演时还去除了井斜的影响；反演时，将每层看成是均匀各向同性的地层介质；步骤7、将地层看作ー个径向两层的结构，该径向两层结构从内到外依次为侵入带、原状地层，然后进行径向三參数反演，反演出侵入带电阻率、原状地层电阻率和侵入半径；在径向三參数反演中，反演方法采用高斯牛顿快速下降反演(Levenberg-Marquardt)算法，正演方法采用径向成层介质中的格林函数方法；高斯牛顿快速下降反演(Levenberg-Marquardt)算法适用于所有已知量大于待反演量的反演计算。步骤8、根据径向三參数反演的结果合成出具有固定探測深度的几条电阻率曲线；步骤9、结束。在步骤5以后的过程中，当井眼为斜井时，再进行以下步骤
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步骤10、根据现场实测的泥浆电阻率的大小以及视电阻率曲线分离的次序来判断地层是否为各向异性？如否则执行步骤12，如是则执行步骤11 ；判断地层各向异性的主要依据是视电阻率曲线的分离，但视电阻率曲线分离的现象并不只是各向异性引起的，还有可能是由于仪器靠近地层边界以及侵入等因素引起的。步骤11、对地层各向异性进行反演，得出地层的水平电阻率和垂直电阻率；在对地层各向异性进行反演时，模型选择的是均匀各向异性介质，反演方法采用高斯牛顿快速下降反演(Levenberg-Marquardt)算法,正演方法采用磁偶极子源在均勻各向异性介质中电磁场的解析表达式，该解析表达式适用于计算所有可以将发射源和接收源看成磁偶极子的随钻电磁波电阻率类仪器在均匀各向异性介质中的响应。步骤12、结束。步骤5以后的过程为步骤5执行结束后,或者为步骤6执行结束后,或者为步骤7执行结束后，或者为步骤8执行结束后。步骤I和步骤2中随钻电磁波电阻率测井仪器的測量线圈中含有N个发射线圈和两个接收线圏，N个发射线圈分时与两个接收线圈匹配组成N组测量线圈；在每组测量线圈中，两个接收线圈分别接收到感应电动势信号；N为大于等于I的自然数；离发射线圈距离近的接收线圈上的感应电动势信号的表达式为
n = |h|e_n'其中，Φι为离发射线圈距离近的接收线圈上的感应电动势信号的相位，Iv1为离发射线圈距离近的接收线圈上的感应电动势信号的幅度，i为离发射线圈距
离远的接收线圈上的感应电动势信号的表达式为P2=|r2|e_/is°，其中，φ2为离发射线圈距离远的接收线圈上的感应电动势信号的相位，Iv2I为离发射线圈距离远的接收线圈上的感应电动势信号的幅度，i为^Tl相位差的表达式为ΔΦ= 1-_2 =^^Imag In — I ，
π L KV2j_
幅度比的表达式为
权利要求
1.一种随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是含有以下步骤 步骤I、使随钻电磁波电阻率测井仪器的两个接收线圈分别接收到感应电动势信号，从而分别得到两个接收线圈上的感应电动势信号的相位和幅度数据； 步骤2、计算两个接收线圈上的感应电动势信号的相位差和幅度比； 步骤3、利用电阻率转换图版，根据相位差和幅度比转换出视电阻率值； 步骤4、利用井眼校正图版对视电阻率值进行井眼校正，以去除井眼对视电阻率值的影响； 步骤5、判断井眼为直井或斜井？如为直井，设置直井标志；如为斜井，则设置斜井标志； 步骤6、将地层看作ー个纵向多层的结构，反演出每层的电阻率，反演时去除了各层间的相互影响，如果井眼为斜井，在反演时还去除了井斜的影响；反演时，将每层看成是均匀各向同性的地层介质； 步骤7、将地层看作ー个径向两层的结构，该径向两层结构从内到外依次为侵入带、原状地层，然后进行径向三參数反演，反演出侵入带电阻率、原状地层电阻率和侵入半径；在径向三參数反演中，反演方法采用高斯牛顿快速下降反演算法，正演方法采用径向成层介质中的格林函数方法； 步骤8、根据径向三參数反演的结果合成出具有固定探測深度的几条电阻率曲线； 步骤9、结束。
2.根据权利要求I所述的随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是在所述步骤5以后的过程中，当井眼为斜井时，再进行以下步骤 步骤10、根据现场实测的泥浆电阻率的大小以及视电阻率曲线分离的次序来判断地层是否为各向异性？如否则执行步骤12，如是则执行步骤11 ； 步骤11、对地层各向异性进行反演，得出地层的水平电阻率和垂直电阻率；在对地层各向异性进行反演时，模型选择的是均匀各向异性介质，反演方法采用高斯牛顿快速下降反演算法，正演方法采用磁偶极子源在均匀各向异性介质中电磁场的解析表达式； 步骤12、结束。
3.根据权利要求2所述的随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是所述步骤5以后的过程为步骤5执行结束后，或者为步骤6执行结束后，或者为步骤7执行结束后，或者为步骤8执行结束后。
4.根据权利要求I所述的随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是所述步骤I和步骤2中随钻电磁波电阻率测井仪器的測量线圈中含有N个发射线圈和两个接收线圏，N个发射线圈分时与两个接收线圈匹配组成N组测量线圈；在每组测量线圈中，两个接收线圈分别接收到感应电动势信号；N为大于等于I的自然数； 离发射线圈距离近的接收线圈上的感应电动势信号的表达式为71 = |6|#"/18<)，其中，Φ1为离发射线圈距离近的接收线圈上的感应电动势信号的相位，Iv1I为离发射线圈距离近的接收线圈上的感应电动势信号的幅度，i为/I离发射线圈距离远的接收线圈上的感应电动势信号的表达式为F2 = |F2|e#_，其中，Φ2为离发射线圈距离远的接收线圈上的感应电动势信号的相位，Iv2I为离发射线圈距离远的接收线圈上的感应电动势信号的幅度，I为 相位差的表达式为
5.根据权利要求I所述的随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是所述步骤I和步骤2中随钻电磁波电阻率测井仪器的測量线圈中含有N对发射线圈和两个接收线圏，N对发射线圈分时与两个接收线圈匹配组成N组测量线圈；在每组测量线圈中，每个接收线圈均接收到ー对发射线圈产生的两个感应电动势信号，对每ー个发射线圈来说，得到一个分相位差和一个分幅度比，对ー对发射线圈来说，得到两个分相位差和两个分幅度比，将这两个分相位差和两个分幅度比分别取平均值即可得到补偿后的相位差和幅度比；N为大于等于I的自然数； 对每ー个发射线圈来说，离发射线圈距离近的接收线圈上的感应电动势信号的表达式为
6.根据权利要求I所述的随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是所述步骤6中反演的具体步骤如下 步骤6. I、对实际测得的分辨率较高的视电阻率曲线通过一次求导特征识别法定出地层边界位置以及每个地层介质电阻率的初始值； 步骤6. 2、在每个地层找出距离中点最近的測量点作为反演点； 步骤6. 3、在每ー个反演点处用电阻率的初始值计算出测井响应； 步骤6. 4、在每ー个反演点处将计算的测井响应与实测的测井响应进行比较，根据比较后的差值来校正每一反演点处的电阻率值； 步骤6. 5、判断校正后的反演点处正演响应与实测的测井响应的误差是否小于给定的极小值？如否则执行步骤6. 4，如是则执行步骤6. 6 ；步骤6. 6、根据每一反演点的校正值绘制出校正后的原始地层电阻率參数曲线，由于用反演点处的电阻率作为该层的电阻率值，所以校正后的电阻率曲线是矩形曲线。
7.根据权利要求6所述的随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是所述步骤6. 3中的计算方法采用了层状介质中的格林函数法。
8.根据权利要求I所述的随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法，其特征是所述步骤8的具体步骤如下 步骤8. I、伪源距计算根据侵入带电阻率、原状地层电阻率计算出探測深度与源距的关系曲线，根据该关系曲线，通过插值法得到固定探測深度所对应的源距，将此源距称为伪源距； 步骤8. 2、固定深度处视电阻率计算根据侵入带电阻率、原状地层电阻率和侵入半径，计算不同频率和源距下的视电阻率，得到不同频率下视电阻率与源距的关系曲线；将伪源距在该关系曲线上进行插值便得到固定探測深度处的视电阻率值。
全文摘要
本发明涉及一种随钻电磁波电阻率测井仪器的数据处理方法；含有以下步骤1、使随钻电磁波电阻率测井仪器的两个接收线圈分别接收到感应电动势信号；2、计算两个感应电动势信号的相位差和幅度比；3、根据相位差和幅度比转换出视电阻率值；4、对视电阻率值进行井眼校正；5、设置直井或斜井标志；6、将地层看作一个纵向多层的结构，反演出每层的电阻率；7、将地层看作一个径向两层的结构，进行径向三参数反演；8、根据径向三参数反演的结果合成出具有固定探测深度的几条电阻率曲线；9、结束；本发明能去除多种因素对随钻电磁波电阻率测井仪器的测量数据的影响，从而得到地层真实的电参数及结构信息，提高了该仪器在地层评价中的应用价值。
文档编号E21B49/00GK102678106SQ20121013388
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者宋殿光, 方辉, 李郴, 段宝良, 郭巍, 韩宏克, 魏少华 申请人:中国电子科技集团公司第二十二研究所