专利名称：一种阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法及其系统的利记博彩app
技术领域：
本发明属于地球物理测井技术，涉及一种用于探测裸眼井周围地层电阻率的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法及其系统。
背景技术：
阵列感应测井仪器是一种测量裸眼井周围地层电阻率的测量仪器，它通过井下布置多个线圈系来采集井眼周围的电阻率信息，然后将测量信号数字化传到地面，地面通过软件处理测量信号来提取用户所需的地层信息，信号合成处理是阵列感应测井仪器的核心之一。信号合成处理的目的是消除不必要的井眼、侵入、围岩等环境影响和趋肤效应影响，提取用户所需的地层信息。目前国内外有三种阵列感应测井仪器，分别是Sc hlumberger公司的AIT、Baker Atlas公司的HDIL和Halliburton公司的HRAI,不同仪器米用不同的信号合成处理方法。阵列感应测井仪器AIT的线圈系由一个发射和两侧布置的8个子阵列组成，每个子阵列包括一个发射线圈、一个屏蔽线圈和一个主接收线圈，发射线圈发射3种工作频率，8个子阵列通过带通滤波有选择地接收I个或2个频率信号，具体为子阵列I和2只接收高频信号，子阵列3和4接收高频和中频信号，子阵列5、6、7和8接收中频和低频信号，实部和虚部一共28条信号。测量信号经过井眼校正、趋肤效应校正和信号合成处理，提供3组分辨率(lft、2ft、4ft) 5 种探测深度(10inch>20inch>30inch>60inch>90inch)共 15 条电阻率曲线。高分辨率感应测井仪器HDIL的线圈系由一个发射和单侧布置的7个子阵列组成，每个子阵列结构与AIT—致，均是一个发射线圈、一个屏蔽线圈和一个主接收线圈。发射线圈发射8种频率的合成信号，7个子阵列均接收8个频率信号，实部和虚部共112条信号。实部测量信号先通过多频率趋肤效应校正，然后进行井眼环境校正，之后是真分辨率合成和分辨率匹配处理，结果提供3组分辨率(lft、2ft、4ft)6种探测深度(10inch、20inch、30inch、60inch、90inch、120inch)共18条曲线,包括中间6条真分辨率合成曲线。高分辨率阵列感应测井仪器HRAI的线圈系由一个发射和两侧布置的10个子阵列组成。短的两个子阵列不对称，其余4个长子阵列完全对称。发射线圈发射两种频率SkHz和32kHz，10个子阵列同时接收2个频率信号，实部和虚部共40条。测量信号首先经过双频率趋肤效应校正，然后是基于几何因子的井眼校正，最后是真分辨率合成和分辨率匹配，产生 3 组分辨率(lft、2ft、4ft)6 种探测深度(10inch>20inch>30inch>60inch>90inch>120inch)共18条曲线。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点对于Schlumberger公司的AIT仪器,其中的趋肤效应校正采用传统双感应中使用的逐点校正法或者利用虚部分量进行校正。对于前一方法，不能区分测量信号低于真值是由于围岩和侵入影响，还是趋肤效应影响。实际测井中，虚部信号影响因素复杂，中高电阻率时测量不稳定，因此后一方法不能使用。此外，信号合成处理直接将原始28条测量信号(或14条实部)处理为3组分辨率5种探测深度的曲线，滤波器设计困难，处理结果容易放
大测量噪声。对于Baker Atlas公司的HDIL仪器，由于该仪器的信号处理方法利用测量信号与频率的近似线性特性有效解决了趋肤效应与环境影响不可分问题，处理结果稳定。局限性是要求所有子阵列接收所有频率信号。对于Halliburton公司的HRAI仪器，由于该仪器的信号处理方法利用了 HDIL的思想，要求所有子阵列同时接收2个频率信号，当测量信号有误差时，仅用2个频率信号，趋肤效应校正不正确。
发明内容
为了实现消除趋肤效应和环境的二维影响，克服现有技术中滤波器设计困难、处理结果容易放大测量噪声的缺陷，本发明实施例提供了一种阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，所述技术方案如下通过阵列感应测井仪器进行测井资料的获取，得到仪器测量信号，然后对所测阵列感应测量信号进行井眼环境校正处理，并将井眼环境校正后的信号传输至信号合成单元进行信号的合成处理， 所述信号合成处理方法包括下述步骤步骤一基于若干背景电导率分别构建有效背景电导率计算滤波器库、真分辨率合成滤波器库和分辨率匹配滤波器库；步骤二 根据所构建的有效背景电导率计算滤波器库对井眼校正后的所有测量信号进行背景电导率的计算，完成给定深度的所有信号背景电导率的计算，并对给定深度的所有背景电导率进行加权平均,得到有效背景电导率O aevb ；步骤三根据步骤二中所得到的有效背景电导率O aevb和步骤一中所构建的真分辨率合成滤波器库计算生成新的合成滤波器，并将新的合成滤波器与井眼环境校正后一定范围内的测量信号褶积，得到所有探测深度的真分辨率合成曲线；步骤四根据步骤二中所得到的有效背景电导率O aevb和步骤一中所构建的分辨率匹配滤波器库计算生成新的分辨率匹配滤波器，将新的分辨率匹配滤波器与步骤三中得到的不同探测深度的合成曲线进行褶积，计算相邻探测深度曲线之间的分辨率差值信息，根据所确定的匹配目标曲线分辨率对所测探测深度曲线进行信息补偿处理，从而完成所测探测深度曲线的分辨率合成处理。所述步骤三中新的合成滤波器的计算生成和步骤四中新的分辨率匹配滤波器的计算生成均采用插值法进行计算。所述步骤一中的有效背景电导率计算滤波器库的构建是通过下述公式实现的
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tvGF (Z) = J^=eWz^l7l式中参数wz为目标高斯函数纵向响应90%主瓣信号对应的宽度；其中Wz确定步骤如下①计算选定子阵列在背景电导率分段处的纵向微分几何因子，并归一化处理，用纵向微分几何因子主瓣90%贡献对应的宽度作为高斯函数的初始参数；
②将所选定的高斯函数与地层的测量信号褶积，即得视背景电导率；③根据均匀介质中计算的测井响应库，通过线性插值，反推视背景电导率对应的真背景电导率；④将反推的真背景电导率与给定背景电导率比较，若两者一致，则所选定的高斯函数即为选定背景电导率的滤波器，否则调整1°，从第①步开始重新计算高斯函数，直至得到选定背景电导率的滤波器。⑤重复上述步骤，完成所有背景电导率及所有子阵列的有效背景电导率滤波器库的设计。所述步骤一中真分辨率合成滤波器库构建时首先确定真分辨率合成目标曲线探测深度及背景电导率分段，然后通过下述公式实现真分辨率合成滤波器的构建，
权利要求
1.一种阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，通过阵列感应测井仪器进行测井资料的获取，得到仪器测量信号，然后对所测阵列感应测量信号进行井眼环境校正处理，并将井眼环境校正后的信号传输至信号合成单元进行信号的合成处理， 其特征在于所述信号合成处理方法包括下述步骤 步骤一基于若干背景电导率分别构建有效背景电导率计算滤波器库(7)、真分辨率合成滤波器库(8)和分辨率匹配滤波器库(9)； 步骤二 根据所构建的有效背景电导率计算滤波器库(7)对井眼校正后的所有测量信号进行背景电导率的计算，完成给定深度的所有信号背景电导率的计算，并对给定深度的所有背景电导率进行加权平均，得到有效背景电导率0 aevb ; 步骤三根据步骤二中所得到的有效背景电导率0 _b和步骤一中所构建的真分辨率合成滤波器库(8)计算生成新的合成滤波器，并将新的合成滤波器与井眼环境校正后一定深度范围内的测量信号褶积，得到所有探测深度的真分辨率合成曲线； 步骤四根据步骤二中所得到的有效背景电导率O _,和步骤一中所构建的分辨率匹配滤波器库(9)计算生成新的分辨率匹配滤波器，将新的分辨率匹配滤波器与步骤三中得到的不同探测深度的合成曲线进行褶积，计算相邻探测深度曲线之间的分辨率差值信息，根据所确定的匹配目标曲线分辨率对所测探测深度曲线进行信息补偿处理，完成所测探测深度曲线的分辨率合成处理。
2.根据权利要求I所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，其特征在于 所述步骤三中新的合成滤波器的计算生成和步骤四中新的分辨率匹配滤波器的计算生成均采用插值法进行计算。
3.根据权利要求I所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，其特征在于 所述步骤一中的有效背景电导率计算滤波器库(7)的构建是通过下述公式实现的 式中参数wz为目标高斯函数纵向响应90%主瓣信号对应的宽度； 其中Wz确定步骤如下 ①计算选定子阵列在背景电导率分段处的纵向微分几何因子，并归一化处理，用纵向微分几何因子主瓣90%贡献对应的宽度作为高斯函数的初始参数； ②将所选定的高斯函数与地层的测量信号褶积，即得视背景电导率； ③根据均匀介质中计算的测井响应库，通过线性插值，反推视背景电导率对应的真背旦由Si争牙、电导率； ④将反推的真背景电导率与给定背景电导率比较，若两者一致，则所选定的高斯函数即为选定背景电导率的滤波器，否则调整1°，从第①步开始重新计算高斯函数，直至得到选定背景电导率的滤波器。
⑤重复上述步骤，完成所有背景电导率及所有子阵列的有效背景电导率滤波器库的设计。
4.根据权利要求I所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，其特征在于 所述步骤一中真分辨率合成滤波器库(8)构建时首先确定真分辨率合成目标曲线探测深度及背景电导率分段，然后通过下述公式实现真分辨率合成滤波器的构建，
5.根据权利要求4所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，其特征在于 所述误差传播控制参数的调整用于使滤波器两侧的系数衰减为零，其通过下述表达式实现的，并将此项添加到二维目的函数中，
6.根据权利要求I所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，其特征在于 所述步骤一中分辨率匹配滤波器库(9)构建时首先确定背景电导率分段，然后通过下述公式实现分辨率匹配滤波器库(9)的构建，gpvgf(i+D (Z) = hpvgfi (z) *gpvgfi (z) 式中gpvgf(i+1) (Z)为聚焦合成低分辨率曲线的纵向Born几何因子，hpvgfi为匹配滤波器，gpvgfi(z)为聚焦合成高分辨率曲线的纵向Born几何因子，i = 1,2,.. .，n_l，n为真分辨率合成曲线条数； 将上式离散化，然后利用最小二乘最优化方法实现分辨率匹配滤波器库的设计。
7.根据权利要求I所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理方法，其特征在于 所述步骤四中的信息补偿处理是将新的匹配滤波器与高分辨率曲线褶积，形成相邻的低分辨率曲线，然后用高分辨率曲线减去生成的低分辨率曲线，得到相邻分辨率曲线的差值信息，其变换方式包括 低分辨率曲线变换为高分辨率曲线，即将差值信息加到低分辨率曲线上所得到的曲线. 高分辨率曲线变换为低分辨率曲线，即将差值信息加到高分辨率曲线上所得到的曲线。
8.—种阵列感应测井仪器的测井信号合成处理系统，包括 仪器测量装置(I)，包括阵列感应仪器(11)和仪器车(12)，用于提供仪器测量信号；井眼校正模块(2)，用于对阵列感应仪器的测量信号进行井眼环境校正，消除井眼环境的影响； 信号合成处理模块(3)，经所述井眼校正模块处理后的测量信号传输至所述信号合成处理模块(3)进行信号的合成处理，其特征在于 所述信号合成处理模块(3)包括真分辨率合成单元(4)及分辨率匹配单元(5);所述真分辨率合成单元(4)设有真分辨率合成滤波器库(8);所述分辨率匹配单元(5)设有分辨率匹配滤波器库(9);真分辨率合成单元(4)和分辨率匹配单元(5)共同设有有效背景电导率计算单元￠)，其中，所述有效背景电导率计算单元(6)包括有效背景电导率计算滤波器库(7)； 所述井眼校正模块(2)分别将校正的测量信号传输至真分辨率合成单元(4)和有效背景电导率计算单元￠)，所述真分辨率合成单元(4)将井眼校正模块(2)校正的测量信号与所述有效背景电导率计算单元(6)计算后的背景电导率数值及真分辨率合成滤波器库(8)的构建值进行真分辨率合成，经合成后的信号传输至所述分辨率匹配单元(5)，分辨率匹配单元(5)将有效背景电导率计算单元(6)计算后的背景电导率数值及分辨率匹配滤波器库(9)的构建值进行分辨率匹配，从而完成阵列感应测井仪器的测井信号合成处理。
9.根据权利要求8所述的一种阵列感应测井仪器的测井信号合成处理系统，其特征在于所述有效背景电导率计算单元(6)与所述真分辨率合成滤波器库(8)构建新的合成滤波器，新的合成滤波器与经所述井眼校正模块(2)校正后的测量信号进行真分辨率合成处理。
10.根据权利要求8所述的一种阵列感应测井仪器的测井信号合成处理系统，其特征在于所述有效背景电导率计算单元(6)与所述分辨率匹配滤波器库(9)构建新的匹配滤波器，新的匹配滤波器对所述真分辨率合成单元(4)处理后的合成信号进行分辨率的匹配。
11.根据权利要求8所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理系统，其特征在于 所述阵列感应仪器(11)测量信号的真分辨率合成按照下述公式实现
12.根据权利要求8-11任一所述的阵列感应测井仪器的测井信号合成处理系统，其特征在于 所述阵列感应仪器(11)中的线圈由多个子阵列组成，每个所述子阵列包括一个发射线圈、一个主接收线圈和1-2个屏蔽线圈，其中的子阵列采用单侧布置和/或两侧布置方式，且每个子阵列所接收的频率信号的数量小于所述发射线圈所发射的频率信号的数量。
全文摘要
本发明公开了一种阵列感应测井仪器的测井信号合成方法，通过获取测井仪器信号资料并对阵列感应测量信号进行井眼环境校正，并将该校正后的信号传输至信号合成处理模块中的真分辨率合成单元和有效背景电导率计算单元；所述系统包括阵列感应仪器、井眼校正模块和信号合成处理模块，其中信号合成处理模块包括真分辨率合成单元和分辨率匹配单元，并分别设有真分辨率合成滤波器库和分辨率匹配滤波器库，真分辨率合成单元和分辨率匹配单元共同设有有效背景电导率计算单元，有效背景电导率计算单元包括有效背景电导率计算滤波器库；通过构建各滤波器库，克服了现有技术中滤波器设计困难、处理结果容易放大测量噪声的缺陷，且无需预先进行趋肤效应校正。
文档编号G01V3/38GK102798896SQ201110140359
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者贺秋利, 仵杰, 周军, 陈涛, 剡惠君, 冯琳伟, 孙玲 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团测井有限公司