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用C开发阵列感应测井数据处理软件李元宝【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2013(000)002【摘要】在石油天然气勘探开发中，地层电阻率测量是测井解释是评价油气储藏的主要依据。
感应测井是获得地层电导率值、进行储层评价的重要手段，由于受到井眼、侵入和威严的影响，阵列感应测井的电导率读数常常与地层真实的电导率相差很大。
基于windows的阵列感应测井2为反演软件，是专门为测井工程师设计，在windows环境下运行，能够对测井二维反演解释，进而准确确定原状地层电导率和钻井液侵入程度，为油、水层识别奠定基础的软件工具。
阵列感应测井，由于分辨率高，探测深度深，侵入指示明显，正在逐渐成为电阻率测井的主要手段。
本文的主要研究内容阵列感应测井响应数值计算的可视化研究，实现地层-电阻率计算结果的可视化，不但方便研究人员的进行阵列感应测井仪器的设计，而且有利于测井分析人员解释异常测井数据。
【总页数】2页(P141-142)【作者】李元宝【作者单位】西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室，陕西西安710065【正文语种】中文【相关文献】1.使用Visual Basic开发数据处理软件 [J], 孟令军;李永红2.稳定高分辨率感应测井的浅探测拟合曲线和对阵列感应测井质量的评价 [J], 董红;赵小利;杨健3.提高高分辨率阵列感应浅探测（10in）曲线的稳定性，控制阵列感应测井曲线的质量 [J], ZhiqiangZhou;金英花;张铁轩4.基于VC开发的酶标微孔板阵列图像采集系统 [J], 顾文华;马军山5.PRISMA-Lhasa热中子探测器阵列数据处理软件设计 [J], 姚佳东;陶明锐;周荣;杨朝文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
井周介质电阻率三维阵列成像测量方法井周介质电阻率三维阵列成像测量方法引言井周介质电阻率三维阵列成像测量是一种广泛应用于地质勘探和工程探测中的方法。
本文将介绍几种常见的井周介质电阻率三维阵列成像测量方法。
电极排列方法距离排列电极该方法是将电极沿着井壁均匀排列，距离相等。
这种排列方式适用于井壁周围电阻率的辐射测量，可以得到较高的分辨率。
极轴排列电极该方法是将电极按照相同的径向距离，沿着极坐标的角度均匀排列。
这种排列方式适用于对井壁周围介质电阻率的偏离测量。
井周电极该方法是将电极布置在井壁上，并利用井周介质的电极间的电阻率测量值进行成像。
这种排列方式提供了更接近地质结构的图像，但是需要考虑电极排列的密度和井壁的几何形状。
数据采集方法直流电阻率法直流电阻率法是最常用的井周介质电阻率测量方法。
通过在井周电极上施加直流电流，并测量电极间的电压差，可以计算出介质的电阻率。
这种方法简单易行，适用于各种场景。
交流电阻率法交流电阻率法是通过在井周电极上施加交流电流，测量电极间的电压差来计算介质的电阻率。
相比直流电阻率法，交流电阻率法可以得到更高的分辨率，但是需要更复杂的实验设备和数据处理方法。
频率电阻率法频率电阻率法是利用不同频率的交流电流来测量介质的电阻率。
通过对比不同频率下的电压差，可以得到地下介质的频率依赖性。
这种方法可以提供更多的信息，用于研究介质的动态变化和孔隙结构。
数据处理方法反演算法反演算法是将测得的电阻率数据转化为图像的方法。
常用的反演算法有平滑反演、模型约束反演和梯度反演等。
这些算法根据不同的需求和假设，可以得到不同精度和分辨率的图像。
网格化方法网格化方法是将测得的电阻率数据进行网格化，然后利用差分法或者有限元法对数据进行插值和计算，得到地下介质的电阻率分布。
这种方法适用于数据量较大且采样点规整的情况。
反演矩阵方法反演矩阵方法是将测得的电阻率数据与已知的候选模型之间建立一个反演矩阵，然后通过迭代计算，找到使测量数据与模型之间的残差最小的介质电阻率分布。
一种阵列侧向测井仪设计摘要本文介绍了一种利用多频信号的高分辨阵列侧向测井仪的实现方法，重点介绍了测量原理、仪器的电路实现和电极系结构，总结了阵列侧向测井仪的优点。
关键词阵列侧向；电极系；高分辨率电法测井是发展最早的地球物理测井方法，它主要用于测量井眼周围岩石电性参数，而其中电阻率资料是地层流体饱和度定量评价的主要依据。
双侧向测井是常规电阻率测井的主要方法之一，在油田勘探开发中扮演者重要角色，但随着油气勘探开发难度的不断提高，原有双侧向测井仪已经越来越不能满足测井分析要求。
20世纪90年代以来，为满足油气勘探的新需求，高分辨率侧向、阵列侧向和高分辨率方位侧向测井等能提供大量地层信息的新技术相继问世。
1阵列侧向的工作原理假设仪器半径为rt，在仪器表面形成一个半径为rt的圆柱形等位面，其电位为V A，等位圆柱面的长度相对于rt而言为无穷大，电流从等位柱面径向发射入地层，然后在电位为零、半径为L的同心电极上回流，模型图如图1所示。
设长度为l的一段园柱发出电流I0，并流向零电位的同心电极，设两同心园柱之间为均匀介质，其电阻率为ρ，电场强度E和电流密度j有如下关系：图1模型图，由图1知，故有：若VL为零，则可得地层电阻率RT为：阵列侧向就是以此模型基础发展演化而来，阵列侧向测井仪共有六种探测模式，第一种为泥浆测量模式AL1，另外5种模式具有不同的径向探测深度，分别为AL2-AL6，分别对应六种不同的电场分布，正因为电场分布的改变，仪器才能获取不同径向深度地层信息。
2阵列侧向测井仪设计2.1电路设计根据阵列侧向测井的原理，本测井仪选用六个不同频率的信号，其频率分别为35Hz、70Hz、105Hz、140Hz、175Hz和210Hz，发送信号均采用标准的正弦波信号。
信号源模块由单片机通过程序控制产生六个不同频率的数字信号，再通过信号锁存和D/A转换，产生六个频率、相位严格一致的标准正弦信号。
由D/A 转换器输出的正弦信号经过通带为0-350Hz的低通滤波器后，转换为非线性失真很小的正弦波信号，再经过信号调理放大模块，最后通过变压器把发射信号送入地层。
方位侧向电阻率成像随钻测井仪软聚焦仿真分析
唐章宏;阳质量;陈刚;张国艳;翟星雨;宋森
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】2024(48)2
【摘要】随钻方位侧向仪器工作时,由于钻铤长度较长,使表面电位衰减严重,钻铤流出的电流会产生轴向分量,不能严格垂直于钻铤表面流出,导致测量结果不准确。
针对该问题,根据方位侧向电阻率成像随钻测井仪(RIT)的电极结构,设计5种软聚焦工作模式,并给出不同工作模式下的方位侧向电极电流和视电阻率的计算表达式;软聚焦工作模式可模拟不同源距的对称天线同时工作,以保持钻铤表面等电位,并通过线性叠加差值近似的方法获得更精确的轴向电流。
通过三维有限元方法计算不同软聚焦工作模式在渐变薄互层的响应,并与原始测井响应进行对比,结果表明软聚焦方法能平滑单个发射天线界面处存在的尖峰现象及台阶现象,对薄层的识别及视电阻率计算更加准确,对仪器实际测井数据资料解释有一定的指导意义。
【总页数】7页(P135-141)
【作者】唐章宏;阳质量;陈刚;张国艳;翟星雨;宋森
【作者单位】北京工业大学材料科学与工程学院;中国石油集团测井有限公司测井技术研究院;中国石油天然气集团有限公司测井技术试验基地
【正文语种】中文
【中图分类】P631.84
【相关文献】
1.方位侧向电阻率成像随钻测井仪探测特性数值模拟分析
2.新型方位侧向电阻率成像随钻测井仪探测特性分析
3.方位侧向电阻率成像随钻测井仪地层环境电阻网络模拟研究
4.用于横波各向异性测量和井眼成像的方位聚焦随钻声波测井仪
5.小井眼随钻方位侧向电阻率成像测井仪
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356当前油气储层的复杂度越来越高，尤其是非常规油气藏的开发，对地层的高分辨率、阵列化测量成为提高油气产量的必要手段。
侧向测井作为电法测井的一种，先后出现了三侧向、七侧向及双侧向等仪器[1]，但是这些仪器普遍存在分辨率低、探测深度浅、信息少等缺点。
贝克休斯公司推出的高分辨阵列侧向测井仪RTeX，克服了常规侧向的缺点，纵向分辨率为1英尺，可以提供4种径向深度的地层电阻率（18in、26in、38in和74in），可以实时的反演得到原状地层电阻率Rt，侵入深度Lxo和冲刷带电阻率Rxo [2]。
1 机械结构如图1，RTeX仪器的电极系与电子线路采用融合设计，将电子线路置于电极系内部，而常规的侧向仪器采用的是电极系与电子电路分离的方式。
其优势在于因增大探测深度而加长电极系尺寸的同时，缩短了仪器的总长。
该公司的双侧向DLL总长5.73米（电极系4.03米，电子线路2.54米），最大探测深度为55in，本仪器长度为4.27米，最大探测深度为74in。
这在仪器的机械制造上要做到以下要求：（1）电极系同时作为电子线路外壳，要单向承受最大140MPa的压力。
（2）安装的22个图2所示信号馈入插针，将各个电极环在保持与外壳绝缘的条件下与电路连接，此处的耐压设计要求很高。
（3）为了做到各电极环之间相互绝缘，该电极系采用三层结构：金属材质的承压内层、玻璃钢材质的绝缘中层、电极环与绝缘环交互的外层。
图2 电极系结构示意图图3 电路功能框图2 电路研究如图3，仪器由主控板、A/D驱动板、监督板、前置放大板和驱动板组成。
各个电路板的功能如下：（1）主控板以FPGA+DSP芯片为核心，以程控增益的方式采用DDS技术产生4种频率（105Hz、195Hz、165Hz和135Hz）的正弦波信号，对关键信号进行DTFT 处理和数字信号滤波等处理，并与地面系统进行通讯。
（2）A/D驱动板以FPGA芯片为核心，采集4种发射波形的电压、电流信息，并进行堆栈滤波处理，提高测量精度。
电阻率测井成像图井壁裂缝智能识别与分割方法引言：电阻率测井成像图是油气勘探领域中常用的地质图像，它能够提供有关地下岩石含油气性质和裂缝情况的重要信息。
在成像图中，井壁裂缝的准确识别和分割对于油气资源的评估具有重要意义。
本文将介绍一种基于智能算法的电阻率测井成像图井壁裂缝识别与分割方法。
一、背景与意义电阻率测井成像图是广泛应用于油气地质勘探中的一种测井技术。
其通过测量地下岩石的电阻率分布情况，从而获取有关岩石性质和裂缝分布的信息。
然而，由于成像图的复杂性和岩石的多样性，裂缝的识别和分割一直是一个挑战性的问题。
井壁裂缝的准确识别和分割对于油气资源的勘探和开发具有重要意义。
它可以帮助地质学家和工程师更好地理解井壁结构和石油储集层的特性，从而优化钻井和油气开采的方案。
二、相关技术和方法传统的井壁裂缝识别和分割方法主要基于人工分析和人工特征提取。
这种方法需要专业人员花费大量时间和精力进行数据分析和判断，存在主观性和耗时性的问题。
近年来，随着机器学习和计算机视觉技术的快速发展，基于智能算法的井壁裂缝识别与分割方法受到了广泛关注。
智能算法中，卷积神经网络（CNN）是一种常用的图像处理技术。
它通过学习图像的特征和模式，实现自动化的识别和分割。
在电阻率测井成像图中，CNN可以提取出裂缝的特征，并将其与背景区域进行分割。
三、1.数据预处理首先，对电阻率测井成像图进行预处理，去除噪声和异常值，并对图像进行归一化处理，以提高后续处理的准确性和稳定性。
2.特征提取与选择使用卷积神经网络（CNN），对预处理后的图像进行特征提取。
可以采用预训练的模型，如VGGNet或ResNet，也可以根据实际情况设计和训练自己的CNN模型。
通过多层卷积和池化操作，提取图像中的裂缝特征。
3.裂缝识别与分类将提取的特征输入到分类器中，进行裂缝的识别和分类。
可以使用支持向量机（SVM）、随机森林或神经网络等分类器。
根据裂缝的特点和需求，选择合适的分类器进行训练和测试。
EALT阵列侧向电阻率测井井场处理软件算法肖东;毛保华;马欢波;张全文;张中庆【摘要】研发了一套适用于EALT阵列侧向电阻率测井仪的井场资料处理软件,可快速消除井眼环境对仪器测量响应的影响,还可实时反演获得测量点的偏心距、侵入深度、侵入带电阻率和地层电阻率.引入的侵入深度与曲线分离程度的定量关系式提供了更加准确的模型初始值选择方案,避免了迭代过程陷入局部最优解的困扰.Okahola-ma模型验证结果表明,采用数据库拟合技术可有效解决反演结果在层界面处的跳变现象,且单点处理时间仅需0.2s.南海某井的应用结果显示,泥岩段不同探测深度的视电阻率曲线校正后基本重合,渗透层恢复了浅探测模式的薄层分辨能力,表明自适应井眼校正可有效消除井眼环境对仪器测量响应的影响;一维反演的侵入特性与GR曲线具有很好的一致性,反演的地层电阻率较视电阻率曲线有20％的提升,为计算地层含水饱和度提供了更加准确的电阻率信息.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2016(040)004【总页数】7页(P432-438)【关键词】阵列侧向测井;模型初始值;数据库拟合;自适应井眼校正;一维反演;地层电阻率【作者】肖东;毛保华;马欢波;张全文;张中庆【作者单位】中海石油深圳分公司勘探部,广东深圳518067;杭州迅美科技有限公司,浙江杭州310012;中海油服油田技术研究院,河北燕郊065201;中海油服油田技术研究院,河北燕郊065201;杭州迅美科技有限公司,浙江杭州310012;浙江大学,浙江杭州310012【正文语种】中文【中图分类】P631.830 引言阵列侧向电阻率测井仪(EALT)适用于地层与钻井液电阻率对比度较大的井眼,且具备更适合复杂井况、更高纵向分辨率和更丰富的径向电阻率信息等优势。
在实际测井过程中由于受到井眼大小、仪器偏心和泥浆侵入等的影响,视电阻率读数常常与地层真实电阻率有一定偏离,有时二者会相差很大,尤其是在海上咸水泥浆侵入和薄互地层,给作业和解释带来很大的困惑。
井场资料实时处理已成为国际油田服务公司的标配。
为提高中国仪器的国际竞争力,及时为用户提供更高质量的测井数据,配套的井场实时资料校正及反演方法研究迫在眉睫[1-3]。
研发了一套适用于EALT阵列侧向电阻率测井仪的井场资料处理软件,包括自适应井眼校正和一维反演,其中一维反演内嵌在自适应井眼校正算法中。
将初始模型预估法、数据库拟合等技术引入到一维反演算法中。
Okaholama模型处理结果表明,好的初始模型预估值和曲面拟合技术不仅使得反演结果更加合理,提高了计算的精度,同时大大降低查库计算时的资源消耗,提高了计算效率。
在南海某井的应用结果显示,该软件单点处理时间小于0.2 s;自适应井眼校正可有效消除井眼环境对仪器测量响应的影响,泥岩段校正后不同探测深度的视电阻率曲线重合,渗透层恢复了浅探测模式的薄层分辨率且不同探测深度视电阻率曲线分布合理,一维反演的侵入特性与GR曲线具有很好的一致性。
由于咸水泥浆侵入的影响,渗透层测量的视电阻率无法真实反演原状地层电阻率信息,经一维反演的地层电阻率较视电阻率曲线有20%的提升,为储层饱和度计算提供了更加精确的电阻率信息。
1 EALT仪器概述图1是EALT仪器电极系结构示意图。
该电极系由主电极A0、5对屏蔽电极A1～A5(～)和7对监督电极M1～M7(～)组成。
工作时,通过改变A1～A5(～)这5对电极收发电流的不同组合,可以给出4种不同探测深度的工作模式。
此外,该仪器A4～、～M7以及A1～A5这3个电极部分同一芯轴的独特紧凑结构,减少了仪器的长度,并能保证足够的探测深度。
为了实现钻井液与地层的串联关系,电流聚焦是关键,因而仪器的屏蔽电极和监督电极关于主电极A0呈对称分布(结构对称)。
图2为井眼8 in*非法定计量单位,1ft=12 in=0.304 8 m,下同、泥浆电阻率0.05 Ω·m无限厚无侵地层模型下探测模式1和模式4的电流线图。
从仿真效果看,A0附近电流线向地层方向聚集特性越强(即在地层更深处才开始明显发散),其探测深度越大。
图1 EALT仪器电极系结构示意图图2 EALT测量模式1和模式4电流线图EALT采用阵列电极屏蔽电流和控制回流,自动控制空间中的电流聚焦,从而能够测量不同径向深度的地层电阻率数值。
在钻井液滤液侵入地层的情况下,该仪器能够提供4种不同探测深度的视电阻率曲线,通过硬件聚焦的方式使4条电阻率曲线纵向分辨率一致(1 ft)。
图3为无限厚地层模型下随着侵入深度不断加深时EALT不同探测模式的测井响应变化规律,泥浆低侵会使得仪器的测量响应值严重偏离地层真值。
图4为无侵地层模型不同层厚下EALT不同探测模式的连续测井响应图,随着层厚的减小,仪器的测井响应值逐渐偏离地层真值,当层厚达到1 ft时,仪器的测量响应值为地层真值的50%。
图5为EALT井眼校正图版,表明井眼环境对仪器浅探测模式的测量响应值具有较大的影响,尤其是大井眼、泥浆和地层高对比度环境下。
图3 侵入对EALT测井响应的影响图图4 EALT连续测井响应图图5 EALT井眼校正图版(MLR1)EALT阵列侧向电阻率测井测井仪适用于充满低电阻率钻井液的井眼中探测较高的地层电阻率,测井响应纵向分辨率高,可以清晰地反映地层的侵入特性,便于识别油气层。
在实际测井过程中由于受到井眼大小、仪器偏心和泥浆侵入等的影响,其测量值往往与地层真实的电阻率相差很大,对海上咸水泥浆侵入和薄互层尤为严重,给作业和解释带来很大疑惑。
2 井场处理软件算法研究针对EALT阵列侧向测井仪开发的井场资料处理软件将一维反演算法内嵌在自适应井眼校正处理流程之中,综合考察地层径向各环境因素对仪器测量响应的影响,与常规一维反演相比[4-6],不仅可以反演获得测量点对应的侵入深度、侵入带电阻率和地层电阻率信息,同时还可反演获得对应的仪器偏心距。
自适应井眼校正算法[7-8]是对EALT阵列侧向电阻率测井仪测量的4种不同探测深度的视电阻率曲线进行校正,以消除仪器偏心、井眼直径和泥浆电阻率对仪器测井响应的影响。
校正之前先进行一维反演,而一维反演是建立在一维模型的基础上,即只考虑地层径向因素的影响,包括井径(D)、泥浆电阻率(Rm)、偏心距(Ecc)、侵入深度(Lxo)、侵入带电阻率(Rxo)、地层电阻率(Rt)等6个参数。
实际测井中前2个参数可通过泥浆电阻率曲线和井径曲线作为已知值输入,其余4个参数通过一维反演获得。
根据式(1)可获得校正后的4条视电阻率曲线MLRxcor=MLRxmeas[MLRx(Rm=Rxo,D,Ecc,Rxo,Lxo,Rt)]/[(MLRx(Rm,D,Ecc,R xo,Lxo,Rt)](1)式中,MLRxcor为经自适应井眼校正后的视电阻率值曲线名称;MLRxmeas为原始测量的视电阻率值曲线名称;MLRx(Rm=Rxo,D,Ecc,Rxo,Lxo,Rt)为用侵入带电阻率代替泥浆电阻率的仿真模拟值曲线名称;MLRx(Rm,D,Ecc,Rxo,Lxo,Rt)为真实泥浆电阻率对应的仿真模拟值曲线名称。
2.1 初始模型预估法EALT井场资料处理软件中内嵌的一维反演采用单纯形调优算法[9]设计。
该算法的优点是不需要计算雅克比矩阵,可快速收敛到最优解,适合于井场实时资料处理。
单纯形调优算法是利用多面体来逐步逼近最佳点x*,设函数变量为n维,则在n维空间里多面体有(n+1)个顶点。
设x1,x2,…,xn+1为多面体的顶点,且满足f(x1)≤f(x2)≤…≤f(xn+1)(2)单纯形调优算法将多面体中最差的顶点xn+1(残差函数f的最大点)以新的最佳点替代,逐次更新多面体,使之逼近最佳解。
多面体存在反射、扩展、外收缩、内收缩4种更新方式。
如果这4种方法都不适用,则进行变小步骤求无约束最优化解。
在大量正演仿真考察和统计分析的基础上,引入曲线分离程度定义[见式(3)],再根据不同探测模式组合的6条曲线估算泥浆的侵入深度(见图5);通过最浅探测模式的响应值估算侵入带电阻率或直接用微侧向测量结果作为侵入带电阻率的约束;通过最深探测模式的响应值估算地层电阻率。
另外,根据一些经验值和施加约束加快反演速度。
图6展示EALT阵列侧向电阻率测井仪器泥浆侵入深度与曲线分离程度的关系,曲线分离程度的定义为分离程度=(Ra1-Ra2)/[(Ra1+Ra2)×0.5](3)式中,曲线SD1、SD2…SD6分别表示探测模式4与模式1、模式4与模式2、模式4与模式3、模式3与模式3、模式3与模式2、模式2与模式1的分离程度。
Ra1为视电阻率1;Ra2为视电阻率2…Ra6为视电阻率6。
图6 侵入深度与曲线分离程度关系图式(4)给出了图6中侵入深度Lxo与曲线分离程度SD1的定量关系式,其中令y=eSD1,x=0.05Lxo。
算法实现根据式(4)再结合其余5条曲线的定量关系式即可估算出仪器的侵入深度初始值。
y=0.00066x10-0.017x9+0.2x8-1.3x7+5x6-13x5+20x4-19x3+7.5x2+1.4x+1.1 (4)2.2 数据库拟合技术为满足井场实时处理的需求,需要提前将不同地层模型的仿真结果保存为数据库,再通过查库算法(LUT)[7]获得对应模型的仿真结果。
根据井场资料处理算法可知,软件的实现需要建立4种不同类型的数据库:有侵校正前模型数据库、无侵校正前模型数据库、有侵校正后模型数据库、无侵校正后模型数据库。
数据库的稀疏程度直接影响一维反演及自适应井眼校正结果的精度,数据库建立越细致,其占用的物理空间越大,反演计算效率越低,其结果无法满足井场实时数据处理的要求。
曲线及曲面拟合技术[9]将可原本离散的数据库变成连续变化的曲线或曲面拟合系数库,减少了前期计算模型的数量,节约了计算资源成本和软件的开发周期,同时也缩小了数据库文件本身的大小,提高了处理测井资料的速度和精度。
曲面拟合的自变量为侵入带电阻率Rxo和地层电阻率Rt。
对于库中不存在的径向影响因素值采用B样条插值的方式获得模型的测井响应值。
曲面拟合采用为矩形域的最小二乘曲面拟合,已知矩形域的n×m个数据点{(xxi,yyj),i=1,2,…,n;j=1,2,…,m}及其所对应的模拟响应值zij,最小二乘拟合后的多项式为(5)式中,p<n且q<m,p、q为拟合多项式的最高次数。
为防止运算溢出,对自变量(xi,yj)和模拟响应值zij均作了对数变换,且令xi=xxi-x′及yyj-y′,其中x′表示n个数据点的均值,y′表示m个数据点的均值。
以侵入带电阻率和地层电阻率作为自变量,视电阻率作为应变量时绘制的真实曲面,拟合时用Ra代表视电阻率,通过拟合出的曲面多项式绘制出的拟合曲面(见图7)。
