申请/专利权人：西南石油大学

申请日：2023-01-09

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN116044385B

主分类号：E21B47/11

分类号：E21B47/11;E21B47/00;E21B49/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2023.05.19#实质审查的生效;2023.05.02#公开

摘要：本发明涉及一种同位素示踪流量测井吸水剖面解释方法，主要用于对同位素示踪流量测井采集的示踪伽马谱进行解析，获得井下各处的水流速度从而计算出各吸水层的吸水量。示踪伽马谱中会包含一个或多个示踪峰，示踪峰的峰位对应的深度和时间即为探测器经过示踪剂的深度和时间，利用两个示踪峰的峰位可计算出该处水流速度。本发明采用高斯分布对示踪峰进行表征，首先使用蚁群优化获得示踪峰峰位与峰高的大致估计，之后以该值为初始解，采用单纯形算法对示踪峰参数进行深度优化，获得示踪峰的精确特征参数。通过不同时刻示踪峰参数的相关性结合管柱结构可以判断示踪剂所处的流动空间，再根据时深关系可以判断水流方向，最终实现吸水剖面的解释。

主权项：1.一种同位素示踪流量测井吸水剖面解释方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：Step1：采用线性函数估计示踪伽马谱的本底，实现对示踪伽马谱的本底校正，通过选取谱中前后各N道计数计算得到的本底函数解析式为： 式中y是本底计数率，x是示踪伽马谱道址，Y1是前N道伽马计数率的平均值，X1是前N道道址的平均值；Y2是后N道伽马计数率的平均值，X2是后N道道址的平均值，将原始示踪伽马谱减去拟合得到本底基线得到纯净的示踪峰用于后续处理；Step2：使用蚁群优化算法先确定示踪伽马谱中峰位的所处范围，首先将整条谱线分割为多个子段，若伽马谱线的左右端点道址所代表的深度或时间分别为a和b，且整条谱线被分为n个子段，那么第i个子段表示为：Ii＝[a+i-1m,a+im]2式中m是子段的长度，表示为b-a，之后第i个子段的左右端点表示为a+i-1m和a+im，在初始状态每一个子段中都视为放置一只蚂蚁，并且每一个子段中的信息素是相等的，每一个子段的信息素增量均初始化为0，每一只蚂蚁的适应性等于所在子段内的平均计数率，在优化过程中，每一只蚂蚁只允许向其相邻的子段内移动，NeighborIi表示为子段Ii中的蚂蚁所能移动到的其他子段： 如果当前子段的适应性小于相邻子段，那么则允许当前子段中的蚂蚁向相邻子段移动，反之则不允许，允许第i个子段中的蚂蚁移动的子段集合定义为AllowedIi，它是NeighborIi的子集，在第k次迭代中，子段内的第i只蚂蚁向第j个子段内移动的概率表示为： 式中，τj是第j个子段中的信息素；α是信息启发式因素，β是期望启发式因素，η是两个子段适应性的差异，如果一只蚂蚁从当前子段移动到相邻的一个子段中，那么这只蚂蚁会在相邻子段中留下信息素，子段中的所有信息素的变化表示为： 式中Δτjt是第j个子段在第t次迭代中的总信息素变化量；是由第p只蚂蚁的移动所导致的第j个子段中的信息素变化，q是移动到第j个子段内的蚂蚁的数量，由于自然界中的信息素会随着时间挥发，因此在优化过程中，随着迭代次数的增加信息素也同样会逐渐衰减，所以在第t+1次迭代中子段内的信息素表示为：τjt+1＝1-ρτjt+Δτjt6式中，ρ是信息素挥发因子；Step3：以蚁群优化算法获得的示踪峰位所处范围作为单纯形算法的初始解，使用单纯形算法进行深度优化，提取示踪峰的特征参数，对于由n个高斯分布表征的示踪伽马谱，只有其中的峰高是线性参数，而峰位和峰宽均为非线性参数，因此示踪伽马谱表示为：S＝HTX7式中S是表示示踪伽马谱的向量，H是由峰高组成的向量，即H＝[h1,h2,...,hn]T；X是由高斯分布非线性参数组成的向量，即X＝[X1,X2,...,Xn]T，其中 当采用单纯形算法进行深度优化时，线性参数通过线性回归直接计算，单纯形算法主要用于求解非线性参数，通过蚁群优化算法获得的初始解来提高单纯形算法的稳定性；Step4：根据不同示踪峰特征参数间的相关性结合管柱结构判断示踪峰的流动空间，对于同一示踪峰在流动过程中，不同时刻下特征峰的主要参数间具有较强的相关性，据此对示踪峰进行追踪，根据管柱结构中的配水器、封隔器位置对示踪剂段塞的流动空间进行判断，综合以上分析获得井下示踪峰的主要流动信息；Step5：根据示踪峰的时深关系计算各处水流速度，示踪伽马谱的每一道均对应着一个深度和一个时间，而其中的示踪峰峰位表示仪器的探测器经过示踪剂段塞时的测量深度和时间，通过连续的追踪示踪峰，根据时深关系计算出井下的水流速度，其中水流的方向判断依据以下四个准则：1如果T2T1并且D2D1，则水流为下水流；2如果T2T1并且D2D1，则水流为上水流；3如果T2T1并且D2D1，则水流为下水流；4如果T2T1并且D2D1，则水流为上水流，其中D1、T1和D2、T2是有同一个示踪剂段塞产生的示踪峰峰位所对应的深度和时间，根据示踪剂段塞移动的深度差与时间差计算出水流速度为： 式中va为视流体速度，ΔH为两次测量中示踪剂移动的距离，Δt为示踪剂移动该距离所花费的时间：Step6：根据井口计量流量对井下水流速度进行校正，计算吸水剖面，实际计算得到的视流体速度与实际平均速度间存在一定的差异，这主要是由于流体流动速度不均匀导致的，根据井口计量流量与测量流量计算速度剖面校正系数，如式10： 式中va为视流体速度，vm为流体的平均速度，Ca为速度剖面校正系数。

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百度查询： 西南石油大学 一种同位素示踪流量测井吸水剖面解释方法

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