阵列感应测井中信号聚焦的分析及应用

论文摘要

阵列感应测井作为重要的电阻率测井方法,测量的数据含有丰富的地层信息。利用这些信息合成纵向分辨率比较高的电阻率曲线,可以比较有效地探测薄油层。阵列感应测井仪器共有7个子阵列,测量到的数据信息量大,本文研究如何利用这些数据合成高分辨率电阻率曲线的方法。本文首先论述了阵列感应测井基本理论,分析了国内外阵列感应测井的发展现状。在综合前人研究的基础上,应用电磁场理论分析了Doll、Gianzero、Moran、Born等几何因子理论。选用Gianzero几何因子设计出了最佳聚焦滤波器。重点研究了阵列感应测量信号的聚焦问题。在此过程中,待处理数据的计算速度慢和病态问题比较突出。本文利用相关函数法得到了各个探测子阵列的互相关函数和自相关函数,然后反复利用计算所得的互相关函数和自相关函数得到不同的病态方程组,设计出了不同探测深度的真聚焦滤波器,大大减少了数据处理的容量。原来每次计算需要处理400兆左右的浮点型数据,利用相关函数法后只需处理10兆左右的数据,极大的提高了运算效率。利用Tikhonov正则化方法求解病态的线性方程组,得到了病态方程组的最优解,即初步的真聚焦滤波器。通过硬约束等条件对初步的真聚焦滤波器进行处理,得到了最后的真聚焦滤波器。利用所得到的滤波器即可合成不同探测深度、不同纵向分辨率的测井曲线。也称信号的真聚焦处理。为了对滤波器效果进行验证,本文还进行了数据的模拟仿真。选用Oklahoma模型作为仿真的地层模型。信号的真聚焦处理完成后,再利用分辨率匹配滤波器合成不同探测深度、相同纵向分辨率的电阻率测井曲线。仿真结果证明真聚焦的滤波器可以达到较好的效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 感应测井理论发展及现状
• 1.3 本文的研究内容及方法
• 1.3.1 感应测井的基本理论知识
• 1.3.2 仪器响应特性分析
• 1.3.3 信号聚焦的处理
• 1.3.4 病态线性方程组的处理
• 1.3.5 数据的模拟仿真
• 第二章 感应测井基本理论
• 2.1 双感应测井基本原理
• 2.1.1 双感应测井仪器基本结构
• 2.1.2 感应测井基本原理
• 2.2 阵列感应测井基本理论
• 2.3 感应测井的一些基本概念
• 2.3.1 井眼的径向分层
• 2.3.2 几何因子
• 2.3.3 探测深度和纵向分辨率
• 2.3.4 视电导率
• 2.3.5 趋肤效应
• 2.4 本章小结
• 第三章 几何因子理论分析
• 3.1 几何因子基本理论分析
• 3.1.1 Doll 几何因子
• 3.1.2 Gianzero 几何因子
• 3.1.3 Born 几何因子
• 3.1.4 Moran 几何因子
• 3.2 纵向微分和径向微分几何因子
• 3.2.1 径向微分几何因子
• 3.2.2 纵向微分几何因子
• 3.3 阵列感应测井几何因子响应特性分析
• 3.3.1 基本概念
• 3.3.2 阵列测井仪器几何因子响应特性
• 3.4 本章小结
• 第四章 阵列感应测井中信号聚焦的分析
• 4.1 阵列感应测井信号聚焦基本原理
• 4.1.1 信号聚焦原理
• 4.1.2 目标函数的选择
• 4.1.3 信号聚焦约束条件
• 4.1.4 信号聚焦的步骤
• 4.2 信号聚焦的离散化处理
• 4.2.1 离散化处理
• 4.2.2 相关函数的应用
• 4.2.3 信号聚焦处理需要注意的一些问题
• 4.3 病态线性方程组的处理
• 4.4 信号聚焦结果分析
• 4.4.1 一些滤波器结果
• 4.4.2 几何因子的对比
• 4.5 本章小结
• 第五章 数据的模拟仿真
• 5.1 选择合适的地层模型
• 5.2 各子阵列数据的模拟产生
• 5.3 趋肤效应校正
• 5.4 背景电导率的计算
• 5.5 信号的真分辨率合成
• 5.6 分辨率匹配
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢