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        薄互層自然伽馬曲線反褶積校正

        2015-01-14 07:29:42胡志敏陳潔瑩
        科技視界 2015年11期
        關(guān)鍵詞:響應(yīng)函數(shù)反褶積伽馬

        胡志敏 陳潔瑩

        (長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢430100)

        1 反褶積法原理

        根據(jù)測(cè)井理論分析,測(cè)井值與所測(cè)的巖石上下圍巖、鉆井條件以及測(cè)井儀性能有關(guān)。從信號(hào)原理的角度分析,可將測(cè)井曲線看作是儀器探測(cè)范圍地層綜合響應(yīng)信號(hào)的疊加。自然伽馬測(cè)井信號(hào)可以看成是地層真值與自然伽馬測(cè)井系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù)的褶積濾波輸入。即:某一個(gè)深度點(diǎn)測(cè)井曲線數(shù)值并不是該點(diǎn)處真實(shí)物理量的反映,而是該點(diǎn)及其附近的地層的該物理量的加權(quán)平均值[1],在不考慮噪聲情況下,測(cè)井響應(yīng)信號(hào)可以表示為:

        式中:H(z)為地層z處的真信號(hào),K(z)為測(cè)井儀器響應(yīng)函數(shù),S(z)為實(shí)際測(cè)井值。

        經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn),自然伽馬測(cè)井儀的系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù),一般可用一個(gè)指數(shù)衰減函數(shù)表示:

        其中,α為地質(zhì)特征參數(shù),也稱為地質(zhì)脈沖參數(shù),它決定指數(shù)函數(shù)的衰減速度,并取決礦物放射性元素的含量??芍苯油ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定或?qū)崪y(cè)曲線確定[2]。

        如果能夠直接計(jì)算出反褶積因子,則可以在深度域上直接褶積,而不必做傅立葉變換到頻率域。對(duì)于自然伽馬測(cè)井曲線的反褶積因子進(jìn)行推導(dǎo)可得:

        其中,GR3為某點(diǎn)處自然伽馬測(cè)井校正值;α為地質(zhì)特征參數(shù);Δz為測(cè)井采樣間距;GR( zi-1) 、GR( zi)、GR( zi+1) 分別為相鄰三個(gè)采樣點(diǎn)處的自然伽馬測(cè)井值。

        同理,可推導(dǎo)出自然伽馬測(cè)井五點(diǎn)反褶積校正公式:

        其中,M,N,GR(zi)意義同上,GR( zi+2),2GR( zi+1),GR( zi),GR( zi-1),GR( zi-2) 分別為 處 相鄰五點(diǎn)的自然伽馬測(cè)井值。

        2 薄互層處反褶積校正前后曲線分別計(jì)算泥質(zhì)含量的對(duì)比分析

        圖1為XX-1井3005—3015.5m井段分別應(yīng)用自然伽馬測(cè)井曲線GR、三點(diǎn)反褶自然伽馬測(cè)井曲線GR3以及五點(diǎn)反褶積自然伽馬測(cè)井曲線GR5及分別用三條曲線計(jì)算泥質(zhì)含量和分層情況的橫向?qū)Ρ葓D。GR曲線中3007—3007.9m井段對(duì)應(yīng)著一個(gè)0.9m厚的薄砂層,經(jīng)過(guò)反褶積處理后,該薄層的層界面在GR3和GR5曲線中反映的更加清晰,其中GR3、GR5曲線還劃分出0.4m和0.6m的薄層,并且由反褶積處理后的自然伽馬值計(jì)算出的泥質(zhì)含量在薄砂層處更小,相鄰圍巖處泥質(zhì)含量大幅度增加,薄層厚度劃分更加準(zhǔn)確,更加符合砂泥巖薄互層的實(shí)際情況。此外,通過(guò)觀察XX-1井3005—3015.5m井段錄井資料對(duì)應(yīng)深度有三段砂巖層。由此可見(jiàn),經(jīng)過(guò)反褶積校正,根據(jù)自然伽馬曲線劃分薄層更加精細(xì),細(xì)微變化得以“放大”,計(jì)算的泥質(zhì)含量更加符合砂泥巖薄互層沉積實(shí)際情況。

        圖1 XX-1井3005—3015.5m井段反褶積處理前后泥質(zhì)分析對(duì)比圖

        3 結(jié)論

        利用反褶積法對(duì)自然伽馬曲線進(jìn)行處理,能夠消除圍巖、測(cè)井速度及采樣間隔等因素的影響,對(duì)測(cè)井曲線中低幅度的變化產(chǎn)生特征“放大”作用,這種作用在薄層、薄互層處表現(xiàn)的尤其明顯。對(duì)比處理前后自然伽馬曲線的頻譜曲線說(shuō)明這種方法對(duì)高頻段進(jìn)行了能量補(bǔ)償,使得高頻段對(duì)應(yīng)的薄層能量增強(qiáng),提高了薄層識(shí)別能力。通過(guò)巖心錄井資料的檢驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證了自然伽馬曲線的反褶積處理結(jié)果的合理性。

        [1]牛超群,安豐全,牛華,等.測(cè)井曲線高分辨率處理[M].北京:地質(zhì)出版社,1999.

        [2]黃作華,楊方偉,李恩鐸.自然伽馬測(cè)井曲線的反褶積[J].測(cè)井技術(shù),1982(1):38-47.

        [3]張憲國(guó),林承焰,張濤.測(cè)井盲反褶積及在儲(chǔ)層構(gòu)型界面識(shí)別中的應(yīng)用[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,32(2):63-67.

        [4]朱振宇,劉洪.稀疏反褶積方法及其應(yīng)用[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,29(6):20-22.

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