[發(fā)明專利]一種用于地層元素測井的元素產(chǎn)額計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811093260.2
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109241644B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉軍濤;張鋒;劉樹才;苗彬
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F17/16
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 趙以芳

本發(fā)明公開了一種應用于地層元素測井的元素產(chǎn)額計算方法，發(fā)明的元素產(chǎn)額計算方法主要包括以下幾個步驟：(1)首先自動選定一種元素種類組合。(2)然后利用奇異值分解方法計算對應元素產(chǎn)額初值y(0)，當計算得到的某種元素產(chǎn)額為負值時，賦值為0.001。(3)令k＝0，利用極大似然的約束迭代方法計算得到元素產(chǎn)額y(k+1)，令k＝k+1。(4)如果滿足迭代截止條件，終止循環(huán)，然后計算AIC與BIC，及兩者比值AIC/BIC。(5)重復步驟1?3，直到所有元素種類組合計算完畢。(6)選擇對應AIC/BIC最小值的元素產(chǎn)額為最終元素產(chǎn)額。該發(fā)明方法與常用的加權(quán)最小二乘元素產(chǎn)額計算方法相比較，降低了噪音干擾及和測量自身統(tǒng)計波動對元素產(chǎn)額計算準確度的影響，提高了元素產(chǎn)額計算精度；并且能夠?qū)崿F(xiàn)元素種類的自動確定。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及石油天然氣開發(fā)領域，具體涉及一種針對地層元素測井的元素產(chǎn)額計算的方法。

背景技術(shù)

地層元素測井是指通過利用同位素中子源或是可控脈沖中子源，利用中子源發(fā)射的中子與測井儀器周圍物質(zhì)作用產(chǎn)生伽馬射線；處理伽馬探測器測量得到的伽馬能譜數(shù)據(jù)，評價地層骨架元素組成的測井方法。元素測井儀器通常采用一個伽馬晶體探測器，在井眼內(nèi)進行測量，基于建立的獲取的元素標準能譜數(shù)據(jù)，通過伽馬能譜解譜，獲取元素產(chǎn)額，進而利用氧化物閉合模型將元素產(chǎn)額轉(zhuǎn)換為元素的干重含量。目前針對地層元素測井的元素產(chǎn)額計算方法主要是加權(quán)最小二乘方法。

放射性衰變是一個隨機過程，因此針對放射性衰變的伽馬射線的測量會在一定程度上受到統(tǒng)計波動性的影響。這些內(nèi)在的波動不可避免地對測量伽馬能譜產(chǎn)生影響，造成相同測量條件及測量時間的情況下，測量得到的伽馬能譜的能道計數(shù)不完全相同。地層元素測井測量伽馬能譜的這種自身統(tǒng)計特性，會對元素產(chǎn)額的計算產(chǎn)生影響。另外由于電路信號、自然伽馬本底等因素產(chǎn)生的能譜噪音也會影響元素產(chǎn)額的計算準確度。除此之外，目前常用的加權(quán)最小二乘元素產(chǎn)額計算方法，需要人為確定元素的種類組合，且受測量能譜統(tǒng)計波動及噪音干擾影響較大。

基于上述地層元素測井元素產(chǎn)額計算中存在的問題，本發(fā)明提出一種應用于地層元素測井的元素產(chǎn)額計算，降低能譜噪音及自身統(tǒng)計波動性對元素產(chǎn)額計算的影響，提高元素產(chǎn)額計算的準確度。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述元素測井元素產(chǎn)額計算存在的問題，本發(fā)明提出了一種元素產(chǎn)額計算方法，降低噪音干擾與自身統(tǒng)計性對元素產(chǎn)額計算的影響，實現(xiàn)元素種類與產(chǎn)額的自動識別與準確計算。

其技術(shù)解決方案包括：

一種地層元素測井元素產(chǎn)額的計算方法，依次包括以下步驟：

(a)選取第一種元素種類組合。例如若地層最多含有9種元素，且最少含有7中元素，則元素種類的可能組合數(shù)一共有C(9,9)+C(9,8)+C(9,7)＝46種；若已知地層必定含有某一種或幾種元素，則相應的元素種類組合數(shù)會相對減少。

(b)確定元素種類組合之后，利用奇異值分解方法確定元素產(chǎn)額初值y⁽⁰⁾＝VS^-1UC，令k＝0，若某種元素的產(chǎn)額為負值，將其賦值為0.001。

式中：A＝U·S·V^T，A為所選元素種類標準譜組成的m×n系數(shù)矩陣，其中m為選取的組合中的元素種類數(shù)，n為測量伽馬能譜的能道數(shù)，U，S，V為矩陣A的奇異值分解矩陣，C為測量得到的n×1伽馬能譜矩陣。

(c)令k＝k+1，然后計算：

式中：a(i,j)為矩陣A中的矩陣元素，λ為約束項系數(shù)。

(d)如果|y^(k+1)-y^(k)|＜T或k＞k_T，終止迭代；否則，重復步驟(c)。