[發明專利]脈沖中子雙譜飽和度測井方法

有效

• 申請號: 200710018164.7
• 申請日: 2007-06-29
• 公開（公告）號: CN101078775A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 黃隆基;張鋒;房文靜;汪永安;楊聯會;張德民;楊連會;董謙;石麗云
• 申請（專利權）人: 西安奧華電子儀器有限責任公司
• 主分類號: G01V5/14
• 分類號: G01V5/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種脈沖中子壽命測井方法。

背景技術

中子壽命測井，是在井眼中用脈沖中子發生器按設定的時序發射能量為14MeV的中子束，能量高的快中子先經非彈性散射失去部分能量而轉化為中等能量的中子并伴隨非彈伽馬輻射，再經彈性散射進一步慢化轉變為熱中子，熱中子逐漸被俘獲并產生俘獲伽馬輻射。熱中子在地層里的平均壽命τ與地層巖性、地層水礦化度、孔隙度及含水飽和度相關。當地層巖性、地層水礦化度和孔隙度已知或可測時，測定中子壽命即可求出儲集層的油、氣、水飽和度。

當前測量地層中子壽命的主要方法是在離中子源適當距離處安裝一個或兩個伽馬探測器，記錄俘獲伽馬射線在各時間道的計數，即伽馬時間譜。由時間道計數隨時間變化的斜率求出地層的中子壽命τ或與其成反比的宏觀俘獲截面∑。測量地層中子壽命的另一種方法是用中子探測器測量熱中子計數時間譜，由時間道計數衰減率求地層的熱中子壽命或宏觀俘獲截面。

發明內容

本發明提出一種脈沖中子雙譜飽和度測井方法，用一套裝有熱中子探測器、俘獲伽馬探測器和自然伽馬探測器的下井儀器，同步或選擇測量熱中子時間譜、俘獲伽馬時間譜、俘獲伽馬能譜和自然伽馬能譜。其中雙譜是指熱中子時間譜和俘獲伽馬時間譜，構成本方法的核心信息，其它為輔助信息。

熱中子時間譜只反映快中子慢化和熱中子被俘獲的過程，不包含與自然伽馬、中子活化和俘獲伽馬的產額及伽馬射線與周圍介質相互作用過程的信息，而俘獲伽馬時間譜卻包含中子和伽馬與周圍介質相互作用全過程的所有信息。用多尺度分析和數據融合方法使兩類數據攜帶的信息在優選的尺度上優勢互補，對地層做全面描述，能更全面地反映地層的特性，更準確地識別油、氣、水層。

一種脈沖中子雙譜飽和度測井方法，其特殊之處在于，其包括以下步驟：

1]采集測井數據：

在套管井中用脈沖中子雙譜飽和度測井儀連續采集測井數據；所述的測井數據包括熱中子時間譜、俘獲伽馬時間譜、熱中子總計數率、俘獲伽馬總計數率、自然伽馬總計數率。

2]對熱中子時間譜、俘獲伽馬時間譜進行深度-時間二維濾波，對俘獲伽馬能譜和自然伽馬能譜做深度-能量二維濾波：

所述深度-時間二維濾波包括深度域的縱向濾波和在時間域的橫向濾波；所述深度-能量二維濾波包括深度域的縱向濾波和在能量域的橫向濾波；所述縱向濾波和橫向濾波的方法包括Kalman濾波、多點平滑濾波或多尺度濾波；濾波后在每個深度點獲得一對光滑的隨時間衰減的多指數曲線，在深度-時間域中獲得兩個二維數組，構成反映地層性質隨深度變化的兩幀數字圖像；而在深度-能量域中獲得兩個二維數組，構成反映地層性質隨深度變化的兩幀數字圖像；

3]對濾波后的數據進行歸一化處理：

所述歸一化處理的步驟包括計算每個采樣點的歸一化測井值：

f′=f-fminfmax-fmin×100]]>

式中f_min為測井曲線的最小值，f_max為測井曲線的最大值，f為測井曲線的采樣點數據；

4]對歸一化處理后的數據進行多尺度分解：

所述橫向時間軸時間譜多尺度分解的方法包括多指數擬合法和小波分解法，所述縱向深度軸多尺度分解的方法主要指小波分解法；

5]對分解后的數據進行重構和融合：

所述對測井數據進行重構和融合包括在原始數據、參數、決策三個層次上分別進行時間譜、壽命譜、∑譜、能譜和同類及非同類測井曲線的重構和融合，具體步驟包括：

5.1]以小波模極大重構算法為基礎，選用低頻系數加權、高頻系數取絕對值較大的融合規則，對同類或多類測井數據進行小波重構得到融合小波金字塔；

5.2]對融合后的小波金字塔進行小波逆變換實現各個層次的數據重構；

5.3]采用熵、均值和方差作為評判標準，對融合數據進行定量評價：均值、方差數據反映峰值信息；信息熵數據反映空間細節信息；峰值信噪比、相關系數反映頻譜信息；