[發明專利]提高伽馬能譜數據品質的測量方法

有效

• 申請號: 201710906160.6
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107657119B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 牛法富;劉志毅
• 申請（專利權）人: 遼寧弗雷澤智能數字科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06K9/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發明公開一種利用反演算法改善核測井儀器中伽馬能譜品質的數據處理方法，該方法可以有效降低康普頓平臺的計數，最大限度地還原伽馬射線在入射到探測器位置處的能量。該方法的數據處理流程為：（1）采用蒙特卡洛模擬方法，建立核測井儀器的響應關系矩陣。（2）將含有伽馬探測器的測井儀器測量到的伽馬能譜數據保存為矩陣形式，每個采樣點的能譜數據為矩陣中的一列，不同采樣點在不同的列。（３）對各個采樣點的能譜進行預處理，例如能量修正、死時間修正、異常點剔除等，確保能譜品質達到后續處理要求；（４）利用（１）中的探測器響應矩陣對每一個采樣點的能譜數據進行反演計算（５）得到反演之后的伽馬能譜，對該能譜進行相應的后續譜處理。

技術領域：本發明屬于石油測井領域，涉及一種基于數據反演方法改善核測井儀器中伽馬能譜品質的數據處理方法，從而增加測井曲線變量的靈敏度和測量精度。

背景技術：

在石油核測井領域，無論是自然伽馬測井、密度測井、巖性測井還是使用中子源的測井儀器，這些測井儀器中都會采用伽馬探測器對伽馬的能量和計數進行測量。其中一些測井儀器對伽馬探測器的能量分辨要求比較高，例如中子－伽馬測井儀器中的全能譜測井，它需要通過測量得到的伽馬能譜計算分析出地層中不同元素的含量或者比值，探測器能譜分辨率的高低將直接影響測量結果的精度。

在常規的核測井儀器中，由于井眼直徑普遍較小，儀器中伽馬探測器的靈敏體積(如晶體探測器的晶體大小)通常情況下都會受儀器內部空間的限制，這就導致了伽馬射線不能將所有的能量沉積在靈敏區域內，進而導致伽馬射線能譜中全能峰位置的計數較少，康普頓平臺上的計數較多。然而全能峰的能量一般是地層元素的特征能量，如何提高全能峰的計數對提高儀器的測量準確性有重要的意義。

發明內容：

發明目的：本發明公開了一種利用反演算法改善核測井儀器中伽馬能譜品質的數據處理方法，該方法可以有效降低康普頓平臺的計數，最大限度地還原伽馬射線在入射到探測器位置處的能量。

技術方案：

一種提高伽馬能譜數據品質的測量方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)利用粒子輸運蒙特卡洛模擬工具，建立相應測井儀器中伽馬探測器的幾何和物理模型；

(2)模擬探測器輸入能量與輸出能譜之間的響應關系矩陣：將探測器因伽馬能量沉積測量到的能譜看做是入射伽馬射線能量和響應關系函數的積分，如下式：

其中：

D(E)是探測器測量到的能譜，即輸出能譜；

I(E₀)是伽馬射線入射至探測器位置前的能譜；

R(E,E₀)是探測器的響應方程；

采用離散的矩陣表達形式如下：

其中：

R_ij是能量在第i個能道內的入射射線被探測器測量時在第j個能道中的概率；

D_n是探測器測量的能譜第n個能道上的計數；

I_n是入射到探測器表面的能譜第n個能道上的計數；

(3)將測井儀器每個采樣點，即時間點或深度點的伽馬能譜數據保存為矩陣形式；

(4)將步驟(3)中測井儀器每個采樣點的能譜進行預處理；

(5)結合步驟(2)中的響應關系矩陣，對步驟(4)中的采樣點進行數據反演，迭代反演公式如下：

其中：