[發(fā)明專利]一種用于隨鉆元素測井的能譜智能處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211185890.9
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115267928B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 吳柏志;張鋒;范繼林;宿振國;郭同政;席習力
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化經(jīng)緯有限公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V5/06
• 分類號: G01V5/06;G01T1/36;E21B49/00
• 代理公司: 青島智地領創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種用于隨鉆元素測井的能譜智能處理方法，采用包括殼體、一個D-T中子源和一個LaBr₃伽馬射線探測器的隨鉆地層元素測量系統(tǒng)，隨鉆地層元素測量系統(tǒng)置于鉆鋌內(nèi)，與鉆鋌內(nèi)壁相緊貼，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1，選取隨鉆地層元素測井儀器，根據(jù)所選隨鉆地層元素測井儀器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用蒙特卡羅模擬方法建立隨鉆地層元素測井數(shù)值模擬計算模型，隨鉆地層元素測井數(shù)值模擬計算模型中地層介質(zhì)由多種礦物混合而成，所述礦物包括石英、方解石、白云石、長石、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁和黃鐵礦，依次改變隨鉆地層元素測井數(shù)值模擬計算模型中LaBr₃伽馬射線探測器的能量分辨率、計數(shù)統(tǒng)計漲落、能譜漂移和隨鉆地層元素測量系統(tǒng)的偏心距離，利用隨鉆地層元素測井數(shù)值模擬計算模型模擬得到不同條件下的凈非彈伽馬能譜和俘獲伽馬能譜，得到多組伽馬能譜樣本；

步驟2，將步驟1中選取的隨鉆地層元素測井儀器置于標準刻度井中，實際測量獲取隨鉆地層元素測井儀器的凈非彈伽馬能譜和俘獲伽馬能譜，得到多組伽馬能譜樣本；

步驟3，利用步驟1和步驟2中獲取的伽馬能譜樣本構(gòu)建伽馬能譜數(shù)據(jù)庫，在伽馬能譜數(shù)據(jù)庫中隨機抽取伽馬能譜組成訓練集和驗證集，基于最小化誤差函數(shù)構(gòu)建ANN神經(jīng)網(wǎng)絡，ANN神經(jīng)網(wǎng)絡內(nèi)設置有輸入層、輸出層、第一隱含層和第二隱含層，輸入層、第一隱含層、第二隱含層和輸出層依次通過神經(jīng)元相連接；

所述步驟3中，輸入層內(nèi)設置有382個神經(jīng)元，第一隱含層內(nèi)設置有23個神經(jīng)元，第二隱含層內(nèi)設置有11個神經(jīng)元，輸出層內(nèi)設置有10個神經(jīng)元，輸入層內(nèi)的382個神經(jīng)元依次與伽馬能譜樣品中凈非彈伽馬能譜的第30~220道和俘獲伽馬能譜的第30~220道相對應，用于獲取凈非彈伽馬能譜第30~220道中各道的伽馬計數(shù)以及俘獲伽馬能譜第30~220道中各道的伽馬計數(shù)，輸出層內(nèi)的10個神經(jīng)元依次對應輸出地層中硅元素、鈣元素、鐵元素、鎂元素、硫元素、鈦元素、鉀元素、鋁元素、碳元素和氧元素的元素含量；

步驟4，在訓練集中任選伽馬能譜樣本輸入ANN神經(jīng)網(wǎng)絡中，ANN神經(jīng)網(wǎng)絡獲取伽馬能譜樣本中指定道的伽馬計數(shù)，并根據(jù)元素伽馬能譜特征峰判斷輸入伽馬能譜樣本中的地層元素種類，確定伽馬能譜樣本中各地層元素的含量，通過與伽馬能譜樣本所對應隨鉆地層元素測井數(shù)值模擬計算模型中的地層元素含量或伽馬能譜樣本所對應標準刻度井中的地層元素含量相對比，計算ANN神經(jīng)網(wǎng)絡的地層元素含量誤差值；

步驟5，判斷ANN神經(jīng)網(wǎng)絡的地層元素含量計算誤差值是否大于預設的地層元素含量計算精度值，若ANN神經(jīng)網(wǎng)絡的地層元素含量計算誤差值大于設置的地層元素含量計算精度值，則基于梯度下降法調(diào)整ANN神經(jīng)網(wǎng)絡中各神經(jīng)元的權(quán)重和偏置，返回步驟4，繼續(xù)訓練ANN神經(jīng)網(wǎng)絡；若ANN神經(jīng)網(wǎng)絡的地層元素含量計算誤差值不大于設置的地層元素含量計算精度值，停止對ANN神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練，進入步驟6；

步驟6，從驗證集中任選伽馬能譜樣本輸入訓練后的ANN神經(jīng)網(wǎng)絡中，驗證訓練后ANN神經(jīng)網(wǎng)絡用于計算地層元素含量的準確性；

步驟7，利用隨鉆地層元素測量系統(tǒng)在指定地層測量得到實測伽馬能譜，將實測伽馬能譜輸入訓練后的ANN神經(jīng)網(wǎng)絡中，利用ANN神經(jīng)網(wǎng)絡中確定實測伽馬能譜中的地層元素種類以及各地層元素的含量，并獲取指定地層的巖心資料，確定指定地層的元素-礦物轉(zhuǎn)化系數(shù)，基于地層元素含量與地層礦物含量之間的轉(zhuǎn)化關系，結(jié)合ANN神經(jīng)網(wǎng)絡確定的層元素種類以及各地層元素的含量，計算指定地層的礦物含量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隨鉆元素測井的能譜智能處理方法，其特征在于，所述步驟1中，隨鉆地層元素測井數(shù)值模擬計算模型內(nèi)設置有鉆鋌、隨鉆地層元素測量系統(tǒng)和地層介質(zhì)，地層介質(zhì)通過網(wǎng)格化被劃分為多個環(huán)形網(wǎng)格柵元，網(wǎng)格柵元的徑向?qū)挾仍O置為0.5cm、軸向?qū)挾仍O置為0.5cm，鉆鋌直徑設置為6.75in，鉆鋌中心設置有泥漿導流通道，鉆鋌一側(cè)內(nèi)壁上設置有槽體，隨鉆元素測量系統(tǒng)置于槽體內(nèi)，與鉆鋌內(nèi)壁相緊貼，隨鉆地層元素測量系統(tǒng)的殼體內(nèi)部設置有一個D-T中子源和一個LaBr₃伽馬射線探測器，殼體外徑設置為7cm，LaBr₃伽馬射線探測器的源距設置為54cm。