一种基于单探测器随钻方位伽马成像数据处理方法与流程

1.本发明涉及油田测井技术领域，具体涉及一种基于单探测器随钻方位伽马成像数据处理方法。


背景技术：

2.随钻测井技术主要用于地质导向和地层评价，是石油天然气开发中必不可少的项目。随钻方位伽马测井是随钻测井中首选的项目，当伽马成像仪器在储层中钻进时，根据实时方位伽马曲线以及伽马成像图反映出轨迹与地层的接触关系，指导地质导向作业。通过实时传输的数据能够判断地层岩性，分辨上下界面岩性特征，有效发现储层的上部盖层。除了岩性识别、计算泥质含量等常规伽马测井应用外，还可对伽马测量值进行成像处理，计算地层倾角，用于构造分析研究。
3.随钻方位伽马测井仪器一般通过两种方式实现地层方位伽马的测量，第一类为采用多个探测器测量井周不同方位的自然伽马；第二类为采用单探测器和定向传感器组合来分别对地层伽马的测量和测量时的方位测量。
4.目前，采用单探测器和定向传感器的随钻方位伽马测井仪利用扇区、时间、伽马计数三者的关系，得到某一深度的不同方位地层的伽马计数。其基本原理认为仪器测量井周一圈是在一个平面上。但是，单探测器随钻方位伽马测井测量方位和地层伽马是以螺旋线钻井式进行测量，测量每一个方位地层的伽马值，其深度均会发生变化。所以，之前的数据处理方式不能准确反映不同方位地层的伽马值。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于单探测器随钻方位伽马成像数据处理方法，以解决现有技术中的一个或多个问题。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种基于单探测器随钻方位伽马成像数据处理方法，包括如下步骤，
8.步骤1、单探测器随钻方位伽马测井测量方位和地层伽马以螺旋线钻井式进行测量，获得测量数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)，其中i＝1，2，
……
，i表示某扇区测量的深度点的序号，j＝1，2，
……
j
max
，j表示某测量深度点的测量扇区，j
max
表示划分的扇区数量，对测量数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)进行深度匹配，具体步骤如下，
9.步骤1.1、在当前时刻的数据集(depthm
i,j
，gr
i,j
)，计算两个端点深度，depthm
start
为始端点，depthm
end
为末端点，计算公式如下，
10.depthm
start
＝max(depthm
1,j
，gr
1,j
)，depthm
end
＝min(depthm
last,j
，gr
last,j
)
11.式中，depthm
1,j
，gr
1,j
表示的当前数据集的第一组测量的数据集，depthm
last,j
，gr
last,j
表示的是当前数据集组后一组数据集；
12.步骤1.2、分别将depthm
start
和depthm
end
保留一位小数点，并记为depthmd
start
和depthmd
end
；
13.步骤1.3、以depthmd
start
和depthmd
end
为首尾端点，以间隔为0.1m进行插值，得到深度数据集为depthmd
k
，k＝1，2，
……
，n，当k＝1时，depthmd
k
＝depthmd
start
，当k＝n时，depthmd
k
＝depthmd
end
；
14.步骤2、对测量数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)进行去毛刺处理并计算深度数据集depthmd
k
对应的每个扇区j对应的gr值，上述两个过程交替进行，具体步骤如下，
15.步骤2.1、利用二次函数平滑公式进行去毛刺处理，根据当前数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)，对每一个扇区数据逐点进行相邻五点平滑公式拟合，即每个扇区的点有对应的拟合公式，如下，
16.fgr
i,j
＝a0 a1depth
i
a2depth
i
，depth
i
∈[depthm
i
‑
2,j
,depthm
i 2,j
)，
[0017]
式中的a0、a1和a2为系数，可以通过(depthm
i
‑
2,j
,gr
i
‑
2,j
)，(depthm
i
‑
1,j
,gr
i
‑
1,j
)，(depthm
i,j
,gr
i,j
)，(depthm
i 1,j
,gr
i 1,j
)，(depthm
i 2,j
,gr
i 2,j
)带入上公式进行求解；
[0018]
步骤2.2、依次计算数据depthmd
k
对应不同方位的伽马值；
[0019]
步骤2.2.1、根据fgr
i,j
的定义域，在depthmd
k
深度点找到对应的fgr
i,j
的公式，并计算出对应的(depthmd
k
,gr
k,j
)，由于depthmd
k
深度点和对应的fgr
i,j
的公式是一对多的关系，因此，计算出的某深度和某扇区的为一个数据集(depthmd
k
,gr
k,j,1
,gr
k,j,2
,
……
,gr
k,j,p
)，其中p代表的一个depthmd
k
深度点和对应的公式fgr
i,j
的个数；
[0020]
步骤2.2.2、计算每个匹配深度的伽马值，根据某深度和某扇区的为一个数据集(depthmd
k
,gr
k,j,1
,gr
k,j,2
,
……
,gr
k,j,p
)，带入以下公式，计算出当深度点为depthmd
k
，方位为j的伽马值gr
k,j
，具体公式如下，
[0021][0022]
在每个fgr
i,j
＝a0 a1depth
i
a2depth
i
，依次重复步骤2.2.2，就可以得到数据集(depthmd
k
,gr
k,j
)；
[0023]
步骤3、完成实时成像渲染的数据(depthmd
k
,gr
k,j
)的发送，当前时刻t的数据集为(depthmd
k
,gr
k,j
)，上一时刻的t
‑
1的数据集为(depthmd
k
,gr
k,j
)
t
‑1，发送数据集的深度区间为interval，interval∈[depthmd
k,t
‑1,depthmd
k,t
]，将interval带入(depthmd
k
,gr
k,j
)，发送的数据为(depthmd
k
,gr
k,j
)，其中depthmd
k
∈[depthmd
k,t
‑1,depthmd
k,t
]。
[0024]
本发明包括以下有益技术效果：
[0025]
本发明提出的一种基于单探测器随钻方位伽马成像数据处理方法，该方法能够对各个扇区的原始数据进行处理，得到实时深度匹配的伽马值数据集，然后进行实时成像，数据处理后能够降低探测器统计误差和减少人为误差，提高随钻方位伽马成像的精度，并满足实时性要求；综上所述，本发明提出的方法具有能够提高伽马成像精度，且能够实时成像的优点。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
[0027]
图1为实施例中表1的数据经过本发明提供的数据处理方法处理前后的下伽马曲线对比图；
[0028]
图2为实施例中表1的数据经过本发明提供的数据处理方法处理前后的成像对比图。
具体实施方式
[0029]
为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
[0030]
需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0031]
在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0032]
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
[0033]
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
[0034]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0035]
实施例：
[0036]
本发明实施例提供一种基于单探测器随钻方位伽马成像数据处理方法，如图1
‑
2所示，包括以下步骤：
[0037]
步骤1、单探测器随钻方位伽马测井测量方位和地层伽马以螺旋线钻井式进行测量，获得测量数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)，其中i＝1，2，
……
，i表示某扇区测量的深度点的序号，j＝1，2，
……
j
max
，j表示某测量深度点的测量扇区，j
max
表示划分的扇区数量，对测量数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)进行深度匹配，具体步骤如下，
[0038]
步骤1.1、在当前时刻的数据集(depthm
i,j
，gr
i,j
)，计算两个端点深度，depthm
start
为始端点，depthm
end
为末端点，计算公式如下，
[0039]
depthm
start
＝max(depthm
1,j
，gr
1,j
)，depthm
end
＝min(depthm
last,j
，gr
last,j
)
[0040]
式中，depthm
1,j
，gr
1,j
表示的当前数据集的第一组测量的数据集，depthm
last,j
，gr
last,j
表示的是当前数据集组后一组数据集；
[0041]
步骤1.2、分别将depthm
start
和depthm
end
保留一位小数点，并记为depthmd
start
和depthmd
end
；
[0042]
步骤1.3、以depthmd
start
和depthmd
end
为首尾端点，以间隔为0.1m进行插值，得到深度数据集为depthmd
k
，k＝1，2，
……
，n，当k＝1时，depthmd
k
＝depthmd
start
，当k＝n时，depthmd
k
＝depthmd
end
；
[0043]
步骤2、对测量数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)进行去毛刺处理并计算深度数据集depthmd
k
对应的每个扇区j对应的gr值，上述两个过程交替进行，具体步骤如下，
[0044]
步骤2.1、利用二次函数平滑公式进行去毛刺处理，根据当前数据(depthm
i,j
，gr
i,j
)，对每一个扇区数据逐点进行相邻五点平滑公式拟合，即每个扇区的点有对应的拟合公式，如下，
[0045]
fgr
i,j
＝a0 a1depth
i
a2depth
i
，depth
i
∈[depthm
i
‑
2,j
,depthm
i 2,j
)，
[0046]
式中的a0、a1和a2为系数，可以通过(depthm
i
‑
2,j
,gr
i
‑
2,j
)，(depthm
i
‑
1,j
,gr
i
‑
1,j
)，(depthm
i,j
,gr
i,j
)，(depthm
i 1,j
,gr
i 1,j
)，(depthm
i 2,j
,gr
i 2,j
)带入上公式进行求解；
[0047]
步骤2.2、依次计算数据depthmd
k
对应不同方位的伽马值；
[0048]
步骤2.2.1、根据fgr
i,j
的定义域，在depthmd
k
深度点找到对应的fgr
i,j
的公式，并计算出对应的(depthmd
k
,gr
k,j
)，由于depthmd
k
深度点和对应的fgr
i,j
的公式是一对多的关系，因此，计算出的某深度和某扇区的为一个数据集(depthmd
k
,gr
k,j,1
,gr
k,j,2
,
……
,gr
k,j,p
)，其中p代表的一个depthmd
k
深度点和对应的公式fgr
i,j
的个数；
[0049]
步骤2.2.2、计算每个匹配深度的伽马值，根据某深度和某扇区的为一个数据集(depthmd
k
,gr
k,j,1
,gr
k,j,2
,
……
,gr
k,j,p
)，带入以下公式，计算出当深度点为depthmd
k
，方位为j的伽马值gr
k,j
，具体公式如下，
[0050][0051]
在每个fgr
i,j
＝a0 a1depth
i
a2depth
i
，依次重复步骤2.2.2，就可以得到数据集(depthmd
k
,gr
k,j
)；
[0052]
步骤3、完成实时成像渲染的数据(depthmd
k
,gr
k,j
)的发送，当前时刻t的数据集为(depthmd
k
,gr
k,j
)，上一时刻的t
‑
1的数据集为(depthmd
k
,gr
k,j
)
t
‑1，发送数据集的深度区间为interval，interval∈[depthmd
k,t
‑1,depthmd
k,t
]，将interval带入(depthmd
k
,gr
k,j
)，发送的数据为(depthmd
k
,gr
k,j
)，其中depthmd
k
∈[depthmd
k,t
‑1,depthmd
k,t
]。
[0053]
以下，以四扇区(即j
max
＝4)为例，给出上下左右四扇区的原始测量数据，如表1所示：
[0054]
表1上下左右四扇区原始伽马数据
[0055][0056][0057]
表1(续)
[0058][0059]
从上面表1的原始测量数据可以看出：上下左右四个扇区测量的数据深度不统一，这使得同一深度点没有完整的上下左右四方位伽马数据，从而导致成像图特征不清晰；且由于探测器存在统计误差，这将导致使用原始数据绘制曲线时存在毛刺现象。
[0060]
本发明方法能够对表1中的上下左右四扇区的原始数据进行处理，得到实时深度匹配的上下左右伽马值数据集，然后进行实时成像，数据经过处理后能够降低探测器统计误差和减少人为误差，提高随钻方位伽马成像的精度，并满足实时性要求。采用本方法对表1的数据进行处理前后的下伽马曲线对比图与成像结果对比图可分别参照图1和图2。
[0061]
综上所述，本发明提供的一种基于单探测器随钻方位伽马成像数据处理方法，既能够有效降低探测器统计误差和减少人为误差，消除毛刺现象，还能够提高随钻方位伽马成像的精度，增强图像特征，并满足实时性要求。
[0062]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。