阵列感应环境校正与侵入判别方法、系统、终端及介质与流程

本发明涉及地球物理测井领域，具体为一种阵列感应环境校正与侵入判别方法、系统、终端及介质。

背景技术：

1、地球物理测井是在钻开地层的井筒中，利用电磁波、声波、放射性、核磁共振、光纤等物理手段，以辨别地层岩石和岩石孔隙内流体介质电磁参数、弹性力学参数、元素性质等方法来勘探和开发油气，金属等矿产资源的重要手段。

2、在石油测井油气评价中，地层电阻率是估算油气储量的重要参数。基于电磁感应原理的阵列感应测井是目前最有效的测井方法之一。该方法测量井下丰富的地层电阻率信息，利用井眼校正等处理消除井眼等环境影响，用软件聚焦等处理消除围岩等环境影响，用径向反演等处理求出侵入参数以及原状地层电阻率等，具有分辨率高、探测深度深、侵入指示明显等优点。

3、传统的感应处理中，往往是把井眼环境校正与侵入分别处理，做完井眼校正以后再做侵入分析，而实际上，在渗透层，井眼影响与侵入影响同时存在，而且很难区分开来。

4、对于软聚焦型的阵列感应仪器来说，其短子阵列的测量信号受井眼介质的影响特别大。如果这部分信号不能在井眼环境校正处理中被精确地校正，测量误差会被后续的软聚焦与分辨率匹配处理传播、放大，最终导致以此为基础的反演处理出来的曲线和参数可靠性大大降低。

5、对于较厚地层，不考虑围岩影响情况下，井眼环境与侵入带以及原状地层共同决定着感应仪器的测井响应。虽然在阵列感应资料处理中，井眼环境的影响是要通过井眼校正消除掉的，而侵入影响是有效的地层特征需要保留，但是，井眼影响与侵入影响无论在本质上还是实际资料处理中很难割裂与完全分开。只是，传统的井眼校正为了简化问题的求解而在井眼校正模型建立时选择了无侵入的泥浆电阻率、井径、地层电阻率，三参数模型。或者加偏心度的四参数模型。传统的无侵入井眼环境校正模型在无侵入或侵入程度较小的泥岩段校正结果比较合理，但在有明显侵入的砂岩等渗透性，特别是泥浆电导率与地层电导率对比度较高情况以及井眼较大时，往往会出现把侵入影响当成井眼影响校正或部分消除的结果。过校正或欠校正都会导致后续聚焦匹配出来的侵入剖面错误，以及后续一维(还有二维)电阻率反演的错误，这样得到的冲洗带电阻率、地层真电阻率等曲线就不太可靠。

6、同时多频、多子阵列的阵列感应环境校正图版是一个6维甚至8维的数据表，影响因素多，维数高、数据量大，不方便手动查找与展示，所以没有成图成册，而是以数据库形式封装在处理模块中。而图版的使用上普遍采用自适应的井眼环境校正方法，处理软件通过自动查表实现了环境校正，然后直接输出环境校正后的视电导率曲线，不给用户参与交互与干预的机会。在自适应环境校正过程中的井眼环境变量优化以及后续的侵入反演等处理都涉及一个反演过程，而反演又是根据算法研究者或者程序设计者自定义的目标函数，通过优化的方法实现，所以，所谓优化只是方法开发者所“定义”、“固化”的“最优”。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种阵列感应环境校正与侵入判别方法、系统、终端及介质，以解决现有技术中无法同时对阵列感应环境校正与侵入进行分析以及曲线和参数可靠性大大降低的技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种阵列感应环境校正与侵入判别方法，确定环境校正模型，选择无侵入环境校正模型、只包含冲洗带侵入的环境校正模型、包含冲洗带以及线性过渡带侵入的环境校正模型、包含冲洗带以及蝴蝶函数型过渡带侵入的环境校正模型以及任意自定义类型的侵入的环境校正模型；

4、通过自适应优化反演或者初值选取获取环境校正模型相关的环境校正参数，确定自定义环境校正参数扫描列表；

5、基于几何因子、环境校正模型选择以及环境校正模型相关的环境校正参数，计算考虑井眼以及侵入的地层模型的阵列感应测量响应，并得到阵列感应各子阵列的环境校正前视电导率以及环境校正后视电导率；

6、结合钻井液泥浆类型、地层水矿化度，环境校正前后各子阵列视电导率曲线关系进行定性的侵入判别分析，其中定性的侵入判别主要包括高侵与低侵；浅探测电阻率高于深探测电阻率的判定为高侵，浅探测电阻率低于深探测电阻率判定为低侵；对环境校正及聚焦匹配处理后侵入关系不能定性判断的情况，通过定量模拟计算分析，实现阵列感应环境校正与侵入判别。

7、优选的，把井眼与侵入对阵列感应测量响应的影响当作一个整体来考虑以及处理，在环境校正中充分考虑侵入的影响，同时在侵入分析过程中充分考虑环境校正的影响，从简单到复杂，提供了包括无侵入的环境校正模型、只包含冲洗带侵入的环境校正模型、包含冲洗带以及线性过渡带侵入的环境校正模型、包含冲洗带以及蝴蝶函数型过渡带侵入的环境校正模型以及任意自定义类型的侵入的环境校正模型。

8、优选的，对于具有m个子阵列n个测量频率的阵列感应仪器来说，根据几何因子理论，在井眼和侵入存在情况下，其各子阵列各频率的测量视电导率可以表示为：

9、

10、其中，表示第j子阵列第f频率测量的视电导率值，与分别为预先计算好的6变量井眼几何因子库与侵入几何因子库，为原状地层几何因子系数，σm、σxo、σt分别为泥浆电导率、冲洗带电导率、原状地层电导率，cal、ecc、lxo分别为井眼直径、仪器偏心率、冲洗带半径。

11、进一步的，对各子阵列各频率的测量视电导率进行非线性方程组展开，并由分辨率匹配后的m个子阵列n个测量频率的视电导率与预先计算好的井眼几何因子库与侵入几何因子库以及原状地层几何因子系数反演出6个井眼校正参数，得到全部的6参数优化值，其中非线性方程组展开式如下：

12、

13、其中，表示第j子阵列第f频率测量的视电导率值，与分别为预先计算好的6变量井眼几何因子库与侵入几何因子库，为原状地层几何因子系数，σm、σxo、σt分别为泥浆电导率、冲洗带电导率、原状地层电导率，cal、ecc、lxo分别为井眼直径、仪器偏心率、冲洗带半径。

14、进一步的，根据6参数优化值计算得到消除井眼影响的环境校正视电导率，其中可采用三种计算公式如下：

15、第一种计算公式：

16、

17、其中，表示第j个子阵列，第f个频率的环境校正后视电导率；

18、选择第一种计算公式用冲洗带电导率σxo替换井眼中原来的泥浆电导率σm，设定井眼介质与冲洗带介质相同，对于不同的子阵列，井眼置换介质是一致的，由于设定井眼范围内介质与冲洗带介质相同，则冲洗带影响会稍微放大，处理出来的侵入会相对明显；

19、第二种计算公式：

20、其中，表示第j个子阵列，第f个频率的环境校正后视电导率；选择第二种计算公式用原状地层电导率σt替换井眼中原来的泥浆电导率σm，设定井眼介质与原状地层介质相同；对于不同的子阵列，井眼置换介质也是一致的，由于设定井眼范围内介质与原状地层一样，则冲洗带影响会稍微弱化；

21、第三中计算公式：

22、

23、其中，表示第j个子阵列，第f个频率的环境校正后视电导率；选择第三中计算公式用冲洗带与原状地层的加权电导率替换井眼中原来的泥浆电导率σm，设定井眼介质与冲洗带与原状地层的“加权”介质相同，冲洗带影响会最大程度保留，但对于不同的子阵列，井眼置换介质是不一致的，对于长子阵列由于相应冲洗带几何因子较小，电导率加权的结果更倾向于用原状地层介质置换井眼介质，而对于较短子阵，电导率加权的结果更倾向于用冲洗带介质置换井眼介质。

24、优选的，定量模拟计算分析中分别采用无侵入模型、三参数台阶侵入模型、四参数线性过渡带侵入模型以及四参数蝴蝶函数过渡带侵入模型进行计算分析；对给定的环境校正与侵入分析模型，可以通过扫描相应的环境校正变量，计算出各种参数组合对应的阵列感应模拟响应，通过模拟测量响应结果与实际测井曲线对比分析，可以到的更精确的环境校正与更合理的侵入分析结果。

25、优选的，通过参数扫描的方法，定量分析环境校正误差对侵入判别以及分析的影响，当井眼泥浆电导率较高，而咸水泥浆以及泥浆电阻率较低时，或者井眼较大、井眼不规则以及仪器位置不确定时，通过参数扫描，快速计算阵列感应的测量响应，可以量化分析环境校正误差，从而进行侵入分析。

26、一种阵列感应环境校正与侵入判别系统，用于实现上述所述的阵列感应环境校正与侵入判别方法，包括

27、第一数据处理模块，用于确定环境校正模型，选择无侵入环境校正模型、只包含冲洗带侵入的环境校正模型、包含冲洗带以及线性过渡带侵入的环境校正模型、包含冲洗带以及蝴蝶函数型过渡带侵入的环境校正模型以及任意自定义类型的侵入的环境校正模型；

28、第二数据处理模块，用于通过自适应优化反演或者初值选取获取环境校正模型相关的环境校正参数，确定自定义环境校正参数扫描列表；

29、第三数据处理模块，用于基于几何因子、环境校正模型选择以及环境校正模型相关的环境校正参数，计算考虑井眼以及侵入的地层模型的阵列感应测量响应，并得到阵列感应各子阵列的环境校正前视电导率以及环境校正后视电导率；

30、第四数据处理模块，用于结合钻井液泥浆类型、地层水矿化度，环境校正前后各子阵列视电导率曲线关系进行定性的侵入判别分析，其中定性的侵入判别主要包括高侵与低侵；浅探测电阻率高于深探测电阻率的判定为高侵，浅探测电阻率低于深探测电阻率判定为低侵；对环境校正及聚焦匹配处理后侵入关系不能定性判断的情况，通过定量模拟计算分析，实现阵列感应环境校正与侵入判别。

31、一种移动终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述一种阵列感应环境校正与侵入判别方法的步骤。

32、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述一种阵列感应环境校正与侵入判别方法的步骤。

33、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

34、本发明提供了一种阵列感应环境校正与侵入判别方法，通过井眼校正前后感应视电导率对比进行侵入判别及分析的方法原理清晰、方法直观、操作简单有效。基于测量模型响应快速计算的参数扫描，进行井眼环境校正与定量侵入分析方法开发的层段分析与井段分析工具从“量”上以非常直观的形式展示了井眼环境以及侵入等因素对测量视电阻率的影响，以及对最终匹配聚焦得到的电阻率侵入剖面的影响。本发明把井眼环境与侵入做了统一考虑，所以从根本上弥补了传统井眼校正方法与侵入反演的不足。通过使用更复杂，与实际地层更接近的模型与开放环境校正图版，提供了基于几何因子的快速正演，呈现不同模型条件下的测井响应，提供一种让用户来选择什么是“最优”的可能性及相应工具。并开发出相应的方法与软件工具，提供一种井眼环境与侵入关系的整体分析途径。