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【发明授权】一种脉冲氧活化测井自相关解释方法和装置_中国石油天然气股份有限公司;大庆油田有限责任公司_201711450296.7 

申请/专利权人:中国石油天然气股份有限公司;大庆油田有限责任公司

申请日:2017-12-27

公开(公告)日:2021-04-27

公开(公告)号:CN108086970B

主分类号:E21B47/00(20120101)

分类号:E21B47/00(20120101);G06T11/20(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.04.27#授权;2018.08.24#实质审查的生效;2018.05.29#公开

摘要:本发明公开了一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,涉及油井、气井、聚合物井测井的注产出剖面测井资料解释领域,包括:根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;根据所述渡越时间和和源距计算所述介质的流速;根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量。以及装置。以解决现有的双向脉冲中子氧活化测井解释方法加权平均法在聚合物及三元复合驱介质下误差较大,不能适用精细解释的问题。

主权项:1.一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,包括:根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;根据所述渡越时间和和源距计算介质的流速;根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量;所述时间谱数据包括在不同流量下标定的氧活化测井时间谱数据,所述在不同流量下标定的氧活化测井时间谱数据至少有2套,所述在不同流量下标定的氧活化测井时间谱数据分别绘制所述氧活化时间谱曲线,选择所述氧活化时间谱曲线中第二次峰值最大或者第一次峰值加上第二次峰值总和最大的所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;其中,所述至少2套所述在不同流量下标定的氧活化测井时间谱数据为通过氧活化测井仪上布置的至少2个伽马探测器探测的时间谱数据,每个所述伽马探测器探测获得其中一套时间谱数据。

全文数据:一种脉冲氧活化测井自相关解释方法和装置技术领域[0001]本发明涉及油井、气井、聚合物井测井的注产出剖面测井资料解释领域,具体说是一种脉冲氧活化测井自相关解释方法和装置。背景技术[0002]现有的双向脉冲中子氧活化测井解释方法加权平均法在聚合物及三元复合驱介质下误差较大,不能适用精细解释。[0003]目前使用的装置由上护帽、上密封头、防磁短节、中子发生器短节和探测器Ι、Π短节、尾帽组成,其中上护帽、上密封头,通过磁接头与防磁短节相连,防磁短节通过充气接头短节依次与探测器Π短节、中子发生器短节、探测器I短节连接,并通过螺纹套与尾帽相连接。发明内容[0004]有鉴于此,本发明提供一种脉冲氧活化测井自相关解释方法和装置,以解决现有的双向脉冲中子氧活化测井解释方法加权平均法在聚合物及三元复合驱介质下误差较大,不能适用精细解释的问题。[0005]第一方面,本发明提供一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,包括:[0006]根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;[0007]对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;[0008]计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;[0009]根据所述渡越时间和和源距计算所述介质的流速;[0010]根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量。[0011]优选地,所述在不同流量下标定的氧活化测井时间谱数据至少有2套所述间谱数据,所述间谱数据分别绘制所述氧活化时间谱曲线,选择所述氧活化时间谱曲线中第二次峰值最大或者第一次峰值加上第二次峰值总和最大的所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线。[0012]优选地,进行氧活化测井实验,得到介质在不同流量下标定的所述氧活化测井时间谱数据。[0013]优选地,所述氧活化测井实验,利用脉冲氧活化测井仪分别测量模拟套管、模拟油管以及环套空间的介质在不同流量下标定的所述氧活化测井时间谱数据;[0014]其中,所述环套空间为所述模拟套管内侧与所述模拟油管外侧所形成的空间。[0015]第二方面,本发明提供一种脉冲氧活化测井自相关解释装置,包括:[0016]存储器和处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序为如上述一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:[0017]根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;[0018]对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;[0019]计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;[0020]根据所述渡越时间和和源距计算所述介质的流速;[0021]根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量。[0022]本发明至少具有如下有益效果:[0023]本发明为一种双向脉冲氧活化解释新方法,发明的目的消除在聚合物或三元复合驱下氧活化解释误差影响因素,为氧活化解释提供新方法。本发明不受流体粘度的影响,不受管柱结构的影响、不受岩性、孔隙结构和大小的影响,能够有针对性的改善注聚井、注水井驱油的效果。不仅可以测量油管内流量还可以测量分层注水井油套环形空间的流量。附图说明[0024]通过以下参考附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚,在附图中:[0025]图1是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的流图示意图。[0026]图2是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的双向脉冲中子氧活化仪器原理示意图;[0027]图3是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的实验方法示意图;[0028]图4是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的氧活化测井仪测量数据;[0029]图5是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的氧活化时间谱曲线;[0030]图6是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的氧活化时间谱自相关曲线;[0031]图7是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的自相关解释方法拟合曲线;[0032]图8是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的不同流量下的渡越时间变化曲线;[0033]图9是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释装置的示意图。具体实施方式[0034]以下基于实施例对本发明进行描述,但是值得说明的是,本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。然而,对于没有详尽描述的部分,本领域技术人员也可以完全理解本发明。[0035]此外,本领域普通技术人员应当理解,所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点,附图并不是实际按照比例绘制的。[0036]同时,除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包含但不限于”的含义。[0037]图1是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的流图示意图。如图1所示,一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,包括:步骤101根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;步骤102对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;步骤103计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;步骤104根据所述渡越时间和和源距计算所述介质的流速;步骤105根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量。[0038]进一步地,在图1中,所述在不同流量下标定的氧活化测井时间谱数据至少有2套所述间谱数据,所述间谱数据分别绘制所述氧活化时间谱曲线,选择所述氧活化时间谱曲线中第二次峰值最大或者第一次峰值加上第二次峰值总和最大的所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线。[0039]进一步地,在图1中,进行氧活化测井实验,得到介质在不同流量下标定的所述氧活化测井时间谱数据。[0040]进一步地,在图1中,所述氧活化测井实验,利用脉冲氧活化测井仪分别测量模拟套管、模拟油管以及环套空间的介质在不同流量下标定的所述氧活化测井时间谱数据;其中,所述环套空间为所述模拟套管内侧与所述模拟油管外侧所形成的空间,具体的测量方法详见图2和图3中的描述。[0041]图2是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的双向脉冲中子氧活化仪器原理示意图。如图2所示,脉冲氧活化测井仪的直径有41mm和38mm两种,氧活化测井实验使用的脉冲氧活化测井仪,包括:靶极1、靶级2,靶极1或靶级2发射中子,使靶极1或靶级2周围的水被活化,第一伽马探测器D1、第二伽马探测器D2、第三伽马探测器D3和第四伽马探测器D4能够探测到伽马计数率,CCL为磁定位仪器,用于测量井下管柱工具的有效性,TEMP为温度接收仪器,接收或测量井下温度,PRESS为压力接收仪器,接收或测量井下压力。将脉冲氧活化测井仪放入垂直模拟井中进行实验室标定(即,氧活化测井时间谱数据的标定。[0042]图3是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的实验方法示意图。如图3所示,氧活化测井实验的实验装置包括聚合物配置系统和远程控制流量采集系统4,聚合物配置系统,包括:模拟套管1、模拟油管2和氧活化测井仪3,远程控制流量采集系统2,用于调整流量和采集数据,模拟油管2在模拟套管1的内部,氧活化测井仪3在模拟油管2的内部,通过调整进液口1-1注入介质如,水或者聚合物),介质由出液口1-2流出的流量实现对脉冲氧活化测井仪在不同流量下的标定。[0043]具体地说,在图3中,测量模拟套管1时,不让模拟油管2进入测量模拟套管1中,氧活化测井仪3在测量模拟套管1中,调节进液口1-1注入介质的流量,介质由出液口1-2流出,实现测量模拟套管1在不同流量下氧活化测井时间谱数据的标定;测量模拟油管2时,让介质通过进液口1-1直接进入模拟油管2中,氧活化测井仪3在测量模拟油管2中,调节进液口1-1注入介质的流量,介质由出液口1-2流出,实现测量模拟油管2在不同流量下氧活化测井时间谱数据的标定;测量环套空间(即,模拟套管1内侧,模拟油管2外侧时,模拟油管2在模拟套管1的内部,氧活化测井仪3在模拟油管2的内部,调节进液口1-1注入介质的流量,介质由出液口1-2流出,实现测量环套空间在不同流量下氧活化测井时间谱数据的标定。远程控制流量采集系统4,用于控制调节进液口1-1注入介质的流,以及采集模拟套管1在不同流量下氧活化测井时间谱数据的标定、模拟油管2在不同流量下氧活化测井时间谱数据的标定和环套空间在不同流量下氧活化测井时间谱数据的标定。[0044]图4是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的氧活化测井仪测量数据。如图4所示,结合图2进行说明,使用氧活化测井仪测量得到的后缀为.wfl格式的氧活化测井时间谱数据文件,每个数据文件内容如图4,Channel列为录取数据的序号为,第一伽马探测器D1、第二伽马探测器D2、第三伽马探测器D3和第四伽马探测器D4能够探测到第一伽马计数率Ul、第二伽马计数率U2、第三伽马计数率U3和第四伽马计数率U4列为不同伽马探测器探测到的伽马计数率。由氧活化仪器测量原理可知,靶极1或靶级2连续发射中子,使靶极1或靶级2周围的介质被活化,活化后的介质依次到达第一伽马探测器D1、第二伽马探测器D2、第三伽马探测器D3和第四伽马探测器D4,根据时间谱曲线可知水流到达各探测器的时间T,由于水在这段时间(中子爆发到探测器探测到活化水流的时间)走的路程就是各探测器的源距L,则水的速度V=LT。由于井内套管和油管直径D已知,可以算出水的截面积S,则流量Q=VS。[0045]图5是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的氧活化时间谱曲线。如图5所示,氧活化时间谱数据可以导入到matlab中,绘制氧活化时间谱曲线,图中出现的4条曲线代表了四个伽马探测器探测到的氧活化时间谱曲线。[0046]图6是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的氧活化时间谱自相关曲线。如图6所示,选取图5中4条氧活化时间谱曲线总时间谱曲线形态较好的曲线,对曲线进行自相关运算,得到自相关曲线。其中,所用的自相关函数是信号间隔的函数,间隔有正负间隔,所以η个长度的信号,有2n-l个自相关函数值,分别描述的是不同信号间隔的相似程度,并且该2n-l个自相关函数值关于η对称,可以使用MATLAB软件进行解释分析,并选取η-1个数据。[0047]在图6中,对自相关曲线选取最大峰值对应的时间为渡越时间,渡越时间指介质流到达探测器的时间,即Τ。每个探测器探测到的氧活化测井数据具有周期性,那么它的自相关函数也具有周期性,而且周期与氧活化测井数据的周期性相同。自相关函数提供了一种获取周期信号周期的方法。在周期信号周期的整数倍上,它的自相关函数可以达到最大值,因此可以不考虑起始时间,而从自相关函数的第一个最大值的位置算出氧活化测井信号的周期。[0048]进一步地说,在图5的4条氧活化时间谱曲线中,第一个峰为中子爆发时间谱曲线,第二峰为探测器探测到的时间谱曲线,选择氧活化时间谱曲线中第二次峰值最大或者第一次峰值加上第二次峰值总和最大的氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线,即完成选取图5中4条氧活化时间谱曲线总时间谱曲线形态较好的曲线。[0049]在图5中,与加权平均法相比,选取测量峰值片段进行自相关运算,而加权平均法需要选取较完整的峰值进行计算,在现场测井中,因其现场复杂的情况,测量到完成峰的难度较大。自相关法可以通过峰值部分片段进行自相关,对注入介质的种类、浓度都没有影响,测量的准确性及重复性高。[0050]其中,自相关函数认为时间序列中任意两个值之间的相关性是如何随着时间间隔而改变的.自相关函数刻画了时间序列相邻变量之间的相关性。同一时间函数在瞬时t和t+a的两个值相乘积的平均值作为延迟时间t的函数,它是信号与延迟后信号之间相似性的度量。延迟时间为零时,则成为信号的均方值,此时它的值最大,自相关函数是描述随机信号Xt在任意两个不同时刻七42的取值之间的相关程度,相关系数的最大值代表了这组信号的周期。[0052]图7是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的自相关解释方法拟合曲线。如图7所示,利用公式Q=VS计算出流量。由氧活化测井原理可知水的速度V=LT,而探测器的间距L已知。由图7计算流量与标定流量的关系图可以看出氧活化测井采用自相关方法计算结果较准确。[0053]表1利用上述方法,本发明的自相关方法计算流量与加权平均法计算流量的对比实验表[0055]图8是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释方法的不同流量下的渡越时间变化曲线。如图8所示,利用上述方法对同一流量不同浓度的聚合物(S卩,介质进行计算。如图3中在测试技术服务分公司检测中心13m垂直模拟井中注入聚合物,进行室内刻度实验,通过对设计流量点的标定,对该方法予以验证。用自相关解释方法解释时,室内刻度聚合物浓度选择在500ppm、lOOOppm、1500卩卩111、2000卩卩111、2500卩卩111,经验证用自相关方法不受聚合物粘度的影响,同一流量下的不同介质对应的渡越时间基本相同(图8中),因此自相关方法可以很好的对聚驱井进行氧活化测井解释。[0056]图9是本发明实施例的一种脉冲氧活化测井自相关解释装置的示意图。如图9所示,一种脉冲氧活化测井自相关解释装置A,包括:存储器Al和处理器A2及存储在存储器Al上并可在处理器A2上运行的计算机程序,计算机程序为上述一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,处理器A2执行程序时实现以下步骤:[0057]步骤101根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;步骤102对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;步骤103计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;步骤104根据所述渡越时间和和源距计算所述介质的流速;步骤105根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量。[0058]本发明通过大庆油田责任有限公司测试技术服务分公司检测实验中心聚合物13m垂直模拟井室内刻度曲线验证解释,该实验装置通过国家权威部分检定,其精度符合国家检定标准,该室内刻度实验完全符合校正新解释方法的要求。用本发明解释时,室内刻度聚合物浓度选择在0ppm、500ppm、IOOOppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm。本发明已对现场测井资料进行了50口的与其他方法的解释对比。本发明分别采用了三支脉冲氧活化仪器进行实验刻度验证,其方法重复性一致性都符合解释需求。[0059]显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路单元,或者将它们中的多个单元或步骤制作成单个集成电路单元来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。[0060]以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、同等替换、改进等,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求:1.一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,包括:根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;根据所述渡越时间和和源距计算所述介质的流速;根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量。2.根据权利要求1所述一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,其特征在于:所述在不同流量下标定的氧活化测井时间谱数据至少有2套所述间谱数据,所述间谱数据分别绘制所述氧活化时间谱曲线,选择所述氧活化时间谱曲线中第二次峰值最大或者第一次峰值加上第二次峰值总和最大的所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线。3.根据权利要求1所述一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,其特征在于:进行氧活化测井实验,得到介质在不同流量下标定的所述氧活化测井时间谱数据。4.根据权利要求3所述一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,其特征在于:所述氧活化测井实验,利用脉冲氧活化测井仪分别测量模拟套管、模拟油管以及环套空间的介质在不同流量下标定的所述氧活化测井时间谱数据;其中,所述环套空间为所述模拟套管内侧与所述模拟油管外侧所形成的空间。5.—种脉冲氧活化测井自相关解释装置,其特征在于,包括:存储器和处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序为如权利要求1〜4任一项所述一种脉冲氧活化测井自相关解释方法,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:根据氧活化测井时间谱数据绘制氧活化时间谱曲线;对所述氧活化时间谱曲线进行自相关运算得到自相关曲线;计算所述自相关曲线的最大峰值点,记录所述最大峰值点对应的时间为渡越时间;根据所述渡越时间和和源距计算所述介质的流速;根据所述流速和实验管柱的横截面积得到所述介质的流量。

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