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过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法技术

技术编号:17539026 阅读:69 留言:0更新日期:2018-03-24 13:35
本发明专利技术公开了一种过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法:原始测量波形做FFT获得原始波形的频谱,相邻深度点的响应差波形做FFT获得响应差波形的频谱;用原始波形的频谱确定响应波形主频位置和幅度,用响应差波形的频谱确定地层电导率差主频位置和幅度;同一地层电导率条件下响应差波形做FFT获得随机干扰的频谱;根据随机干扰的频谱设计频率域滤波器;用滤波器对响应差波形滤波,响应差波形的频谱极大值转换为电导率差曲线;电导率差曲线积分,获得地层电导率曲线;地层电导率曲线获得地层电导率曲线、电阻率曲线。本发明专利技术将套管井内测量的瞬变电磁测井响应波形中整体的有效信息提取出,处理成地层电导率连续曲线供地层评价使用。

Frequency domain signal processing method for casing differential resistivity logging

The invention discloses a through casing resistivity logging differential frequency domain signal processing methods: the original waveform measurement of FFT spectrum obtained from the original waveform, the depth responses of two adjacent points of the differential waveform FFT spectrum response waveform; determine the location and amplitude of waveform with frequency response spectrum of the original waveform, spectrum waveform difference with the response to determine the location and amplitude of frequency difference conductivity spectrum; the same conductivity under the condition of poor response waveform FFT random interference; frequency filter design based on spectrum random interference; filter response to differential waveform filtering, waveform response spectrum difference maximum conversion for conductivity difference curve; conductivity curve integral, formation conductivity curve; conductivity curve formation conductivity curve, resistivity curve obtained. The invention extracts the effective information of the transient electromagnetic logging response waveform in the cased hole, and processes it into the continuous conductivity curve of stratum, which is used for the evaluation of formation.

【技术实现步骤摘要】
过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法
本专利技术属于石油工程测井施工中套管井地层物理参数测量和岩性评价的专用仪器
,更具体的说,是涉及一种过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法。
技术介绍
在石油开发过程中,套管井条件下的地层电阻率测量是非常重要的,可以用不同时期所测量的地层电阻率或者不同深度的电阻率分布信息评价开发过程中地层内剩余油的分布,为调整开发方案提供具体依据。现有的过套管地层电阻率测井采用直流电方法,将电极推靠到套管内壁,通过电极给套管和地层供电,测量流过地层的电流和电压获得地层的电阻率。由于套管的电导率很高,所提供的直流电流大部分沿套管流动,进入地层的电流通常很少,所形成的原始测量电压很低,一般为纳伏级。测量还受电极与套管之间的接触影响,为此测井前需要去掉套管内臂的油污,并需要比较大的推力将电极推到套管内壁以保证电极与套管之间的良好接触。这使得所使用仪器的机械结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足,提供了一种过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法,将套管井内测量的瞬变电磁测井响应波形中整体的有效信息提取出,处理成地层电导率连续曲线供地层评价使用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法,包括以下步骤:步骤一,频率域波形的处理:直接将原始测量的瞬态波形做FFT获得其频谱,即原始波形的频谱;将相邻两个深度点的响应波形相减以后的响应差波形做FFT获得响应差波形的频谱;步骤二,用原始波形的频谱确定响应波形的主频位置和幅度,用响应差波形的频谱确定地层电导率差的主频位置和幅度;步骤三,用同一地层电导率条件下测量的响应差波形做FFT获得测量系统随机干扰的频谱;步骤四,根据测量系统随机干扰的频谱设计频率域滤波器;步骤五,用设计好的频率域滤波器对相邻深度点的响应差波形进行滤波去掉随机干扰,之后用响应差波形的频谱的极大值计算地层的电导率差,即用刻度系数将极大值转换为电导率差曲线,即电导率随深度的微分;步骤六,在地层比较厚(大于1米)的位置给定一个地层电导率的初始值,用数字积分的方法分别对电导率差曲线进行积分,即将电导率差曲线乘以深度间隔,再进行累加获得所测量井段的地层电导率曲线;将同样的方法应用于响应差波形的频谱中其它极大值的电导率差曲线,生成相应井段的地层电导率曲线;步骤七,将得到的所有条地层电导率曲线加权以后相加获得最终的地层电导率曲线,取倒数以后获得地层的电阻率曲线。与现有技术相比,本专利技术的技术方案所带来的有益效果是:(1)本专利技术中用频率域方法处理各个深度点的测量波形可以得到每个相邻深度点的地层电导率差,形成连续的电导率差曲线,反应相邻深度地层的电导率差随深度的变化;(2)本专利技术中对电导率差进一步积分可以得到各个深度点的地层电阻率值,形成连续的地层电阻率曲线,实现套管井地层电阻率的连续测量。这是一种非接触式的测量方法,施工安全,相比于现有的直流电定点测量方法来讲测井时效高,电阻率曲线连续能够有效反应地层中间电阻率的变化趋势;(3)本专利技术中频率域处理的地层电阻率信息包含在整个测量波形中,是测量波形整体所携带的地层电阻率信息。即波形的频率域处理将波形中各个时刻所携带的地层电阻率信息均有效地提取出来,用于地层电阻率的计算,因此所使用的波形信息量大。附图说明图1是本专利技术的处理流程框图;图2是原始测量波形与响应差波形及其滤波结果示意图;图3是原始波形的频谱示意图;图4是响应差波形的频谱示意图;图5是原始波形中干扰的频谱(相同条件下两次测量的原始波形差的频谱)示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。本专利技术对过套管地层电阻率测井波形进行处理,其物理基础是电磁感应原理。即相邻深度点的直接耦合信号因为井眼条件基本一致,两者相等。用相邻两点测量波形的差即可去掉这些直接耦合信号,仅仅剩下地层电阻率变化导致的波形变化,获得地层电阻率差的信息的直接指示。套管井数值计算研究以后发现:不同地层电导率的响应差波形中每一时刻的值均与地层电导率差成正比。这样,瞬态响应波形的每一点均携带地层电导率信息,频率域处理方法将这些波形中所有点所携带的地层电导率信息提取出,经过刻度转换为地层的电导率差,完成了测量波形整体所包含的地层电导率信息的提取。同样获得地层的电导率曲线。取倒数以后获得地层的电阻率曲线。并且该曲线是连续的,从而实现了过套管地层电阻率的连续测量。本专利技术的基于电磁感应原理,在套管井内用线圈激发瞬变电磁场,通过电磁感应方法测量地层的瞬态涡流场激发的电磁感应信号,该信号携带地层的电导率信息。用线圈在井内接收,不需要与套管接触,可以连续测量相邻两个深度点的地层电导率差,提供套管井不同深度的地层电导率微分曲线和电阻率微分成像。为剩余油的评价提供了新的资料和信息。由于瞬变电磁场的频率低,地层产生的涡流电磁感应信号小,原始信号中与地层电阻率有关信息很小。本专利技术用频率域方法处理瞬变电磁感应波形,求取地层的电导率。本专利技术的过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法,用于过套管地层电阻率测井采集的原始波形数据进的处理,获得地层的电阻率,如图1所示,具体过程如下:一、频率域波形的处理。瞬变电磁测井采用正向导通、正向关断、反向导通和反向关断的激发方式,通过调整每个状态的时间可以调整激发的主频和频谱分布。频率域处理分两步:直接将原始测量的瞬态波形做FFT获得其频谱,即原始波形的频谱;将相邻两个深度点的响应波形相减以后的响应差波形做FFT获得响应差波形的频谱,突出地层电导率差的瞬变电磁测井波形。二、用原始波形的频谱确定响应波形的主频位置和幅度,用响应差波形的频谱确定地层电导率差的主频位置和幅度。三、用同一地层电导率条件下测量的响应差波形做FFT获得测量系统随机干扰的频谱。四、根据测量系统随机干扰的频谱设计频率域滤波器,用于去掉随机干扰,保留响应差原始信号。五、用设计好的频率域滤波器对相邻深度点的响应差波形进行滤波去掉随机干扰,用滤波以后的波形做FFT获得响应差波形的频谱,之后用响应差波形的频谱的极大值计算地层的电导率差,即用刻度系数将极大值转换为电导率差曲线,即电导率随深度的微分。六、在地层比较厚(大于1米)的位置给定一个地层电导率的初始值,用数字积分的方法分别对电导率差曲线进行积分,即将电导率差曲线乘以深度间隔,再进行累加获得所测量井段的地层电导率曲线。将同样的方法应用于响应差波形的频谱中其它极大值的电导率差曲线,生成相应井段的地层电导率曲线。七、将得到的所有条地层电导率曲线加权以后相加获得最终的地层电导率曲线,取倒数以后获得地层的电阻率曲线。然后再经过刻度得到地层电导率或者电阻率。实施例:本专利技术过套管井微分电阻率原始测量波形的频率域处理方法,包括如下步骤:一、频率域波形的处理。瞬变电磁测井采用正向导通、正向关断、反向导通和反向关断的激发方式,通过调整每个状态的时间可以调整激发的主频和频谱分布。图2中原始波形描述了正向导通以后的响应波形,每个状态是60ms。频率域处理分两步:直接将原始测量的瞬态波形做FFT获得其频谱,如图3所示,频谱的包络线是频率的倒数(阶跃函数的频谱),在这个总的变化趋势内,在低于50Hz的范围内有6个峰。将相邻两个深度点的响应波形相减以本文档来自技高网...
过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法

【技术保护点】
一种过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,频率域波形的处理:直接将原始测量的瞬态波形做FFT获得其频谱,即原始波形的频谱;将相邻两个深度点的响应波形相减以后的响应差波形做FFT获得响应差波形的频谱;步骤二,用原始波形的频谱确定响应波形的主频位置和幅度,用响应差波形的频谱确定地层电导率差的主频位置和幅度;步骤三,用同一地层电导率条件下测量的响应差波形做FFT获得测量系统随机干扰的频谱;步骤四,根据测量系统随机干扰的频谱设计频率域滤波器;步骤五,用设计好的频率域滤波器对相邻深度点的响应差波形进行滤波去掉随机干扰,用滤波以后的波形做FFT获得响应差波形的频谱,之后用响应差波形的频谱的极大值计算地层的电导率差,即用刻度系数将极大值转换为电导率差曲线,即电导率随深度的微分;步骤六,在地层比较厚(大于1米)的位置给定一个地层电导率的初始值,用数字积分的方法分别对电导率差曲线进行积分,即将电导率差曲线乘以深度间隔,再进行累加获得所测量井段的地层电导率曲线;将同样的方法应用于响应差波形的频谱中其它极大值的电导率差曲线,生成相应井段的地层电导率曲线;步骤七,将得到的所有条地层电导率曲线加权以后相加获得最终的地层电导率曲线,取倒数以后获得地层的电阻率曲线。...

【技术特征摘要】
1.一种过套管微分电阻率测井的频率域信号处理方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,频率域波形的处理:直接将原始测量的瞬态波形做FFT获得其频谱,即原始波形的频谱;将相邻两个深度点的响应波形相减以后的响应差波形做FFT获得响应差波形的频谱;步骤二,用原始波形的频谱确定响应波形的主频位置和幅度,用响应差波形的频谱确定地层电导率差的主频位置和幅度;步骤三,用同一地层电导率条件下测量的响应差波形做FFT获得测量系统随机干扰的频谱;步骤四,根据测量系统随机干扰的频谱设计频率域滤波器;步骤五,用设计好的频率域滤波器对相邻深度点的响应差波形进行滤波去掉...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈建国舒敦利沈永进
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津,12

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