提高自然伽馬測井質量的技術研究

摘要：自然伽馬測井技術在礦產的開采、開發，古地理和氣候環境的研究中已經得到了廣泛的應用。在油氣田企業中，自然伽馬測井技術主要用于對井與井之間的地質結果進行對比分析，對井下油氣的存儲量進行估算，確定巖土和沉積物的屬性，對火成巖石的縫隙等進行分析。在實際的測井過程中容易受到多種因素的影響，只有從各個環節的多個方面采取性質有效的方法，才能保證測井的質量。

關鍵詞：自然伽馬；測井質量；技術方法；油氣田企業；礦產開發

中圖分類號：P631 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）36-0045-02

自然伽馬測井技術于20世紀70年代在油氣生產企業中得到了廣泛的推廣和應用。在油氣田企業中這種技術主要用于對井與井之間的地質結果進行對比分析，對井下油氣的存儲量進行估算，確定巖土和沉積物的屬性，對火成巖石的縫隙等進行分析。自然伽馬的測井質量主要受到兩個方面的因素影響，分別是下井儀器的基本性能以及地面系統所采用的信號數據資料處理方式和方法。其中前者是決定測井質量的基本因素。要想提高自然伽馬井的整體運作質量，就應該把握這設計的核心，確保新的產品具有優良的品質和性能。為了提高測井質量，應該從下井的儀器的性能、地面數據處理的方法以及數據后處理的方法等方面入手，采取相應的技術和措施。但是，只是單方面的改變井下檢測技術根本無法從根本上解決這些問題，只有同時采用恰當的地面數據處理方法和措施，才能夠從根本上提高自然伽馬測井的質量。最近幾年隨著技術的不斷發展，自然伽馬測井的后處理方法取得了很大的發展和進步。后處理方法主要是對測井的曲線采用進一步的處理方法和措施，來達到提高曲線分辨率，解決測井在實際工作過程中遇到的困難問題。因此，從總體上而言要想提高自然伽馬測井的質量，就應該從下井儀器的性能、地面數據的處理方式和方法以及后處理等方面入手，之后三者之間相互協作，共同改進才能夠不斷提高測井的質量。

1 下井儀器的性能

1.1 下井儀器的設計

下井儀器的設計主要包括探測器設計、抗干擾設計以及三次設計技術應用三個方面：（1）探測器設計，自然伽馬測井過程中對于統計特性的要求，迫使操作人員對探測器的探頭尺寸不斷的增大，以提高計數率降低統計數據的起伏波動。探頭尺度的增大經常會受到儀器外部輪廓的限制，使其能夠發揮的潛力十分有限。如果增大探頭的長度就會帶來薄層分辨能力下降的問題。于是，在對探測器進行設計過程中應該對各方面的因素綜合考慮，合理的價格范圍內，最大可能地滿足探測器的基本性能、薄層的分辨率以及產品固有的測量屬性，實現最大的性價比。（2）抗干擾設計，抗干擾設計是保證測量的信號數據能夠完整、準確地傳達地面數據分析系統的關鍵。抗干擾設計過程中采取的措施主要有屏蔽、濾除以及抑制。其中屏蔽又主要包括電屏蔽以及磁屏蔽兩種形式；濾除主要是通過具有鑒別功能的電路，去除干擾的信號，提取出有用的信號；抑制的主要功能是通過元器件結構布局以及信號電路的合理設計，來確定信號的走向，以獲取有用的信號數據。（3）三次設計技術的應用，其主要目的就是在保證電路基本性能以及穩定性的基礎上，不斷降低成本，并且采用設計技術實現三類元件制造的有機組合。

1.2 下井儀器刻度

（1）確定恰當的采樣時間。同樣的井下地質特征，如果采用不同類型的儀器開展測量工作，那么就會獲得不同類型數據資料。給數據資料之間的對比分析帶來了極大的難度，為了能夠有效地解決這一問題，應該采取的措施和方法是進行儀器的標準化處理。同時，為了能夠確保采樣數據之間的可比性，應該采取的另一方法措施是確定恰當的采樣時間，其中本底的采用時間以及加源刻度的采樣時間應該根據統計數率相對誤差的影響合理的設計。（2）儀器的工作狀態應該一致化。儀器工作狀態對于采樣信號數據的可比性具有較大的影響。因此為了保證測井的質量，在對儀器時刻進行設計的過程中，應該保證工作狀態與測井的時刻工作狀態保持一致。

2 地面數據處理方法

如果數據處理方法選用得不夠恰當，即便是再好的下井儀器性能，也不能夠得出質量較高的測井曲線。在對伽馬信號數據進行實時的篩選、分析和測量的過程中，伽馬放射性的強度、儀器的靈敏度以及過濾的方式等都會給地面數據的分析帶來極大的影響。因此，根據測井地面的環境特征以及地質條件，伽馬測井儀器的固有特征屬性等，選取適合不同數字濾波的分析方法，建立一種比較完善的數據分析體系，對于提高測井的質量具有重要的價值和意義。

目前可以選取的數據處理方法主要有自適應濾波方法、加權平均濾波權值確定方法以及建立靈活可選的數字濾波等。其中自適應濾波方法是數據處理過程中研究最為集中的一種方法，這種方法的主要目的是在滿足數據分析基本性能的基礎上，不斷提高數據處理的速度，降低數據處理的成本。這種方法可以根據測井工程的具體特征，靈活地進行細節的設計和具體方法的選用，具有很好的適用性。

3 后處理方法

采用后處理方法的主要目的是，進一步提高測井曲線的質量，以最終保證測井的整體質量。最具有代表性的后處理方法主要有正則反化褶積方法、小波變換方法、區域分形投影方法以及對曲線進行分段處理等。其中：（1）正則反化褶積處理方法中含有一種信噪比測井數據分析功能，其能夠根據信號數據中噪聲的大小選擇正則化的因子對問題進行處理，這種方法是提高測井質量的有效的后處理方法。（2）小頻率變換分析方法，這種方法認為測井曲線上不同的頻率信號對應不同來源的信息，例如曲線上高頻成分通常被認為是對應地下薄層信息，這些信息由于受到信號周圍的地層影響較大，使得反應薄層的信息被削弱。在對小波進行變換處理的過程中，常采用“分頻加權重構”作為主要的指導思想，對于測井曲線上的高頻率信號進行能力補償處理，從而通過提高測井曲線垂直分辨率的形式，提高測井曲線的質量。（3）頻域分形投影方法能夠綜合地利用多種應用數學理論知識，諸如頻譜分析、分形幾何位勢論、小波變換以及射影定理等，實現不同測井數據資料之間的分辨率的轉變，提高測井曲線的質量。（4）對曲線進行分段處理，測井曲線呈現的形式是多種多樣的，如果對于整條曲線都采用一種方法進行處理，會存在較大的誤差，面對這種情況分段處理就是一種很好的方法。例如，一條測井曲線可能是不平穩的，但是在測井曲線的某些部分卻又是平穩的，這就為有效地采用分段處理方法提供了重要的依據和條件。采用分段處理的方法能夠使波動情況不同的各段獲得相同的誤差標準，進而提高測井的質量。因此，對于測井曲線采用分段后處理方法進行分析，也是提高測井質量的一種重要的

方法。

4 結語

伽馬測井質量的影響因素是多方面的，提高測井質量也是最近幾年研究的重點工作，研究的領域主要集中在增大探測器的尺寸以提高計數的效率、提高傳感速率以及集成化設計和制造等方面。這些方法能夠在一定程度上改善測井的質量，但是現有的測量技術和方法可以用于挖掘的潛力已經十分有限。隨著技術的不斷發展，對于數據信號精確度要求的不斷提高，研究提高自然伽馬測井質量的方法和措施成為了一項重要的科研工作。本文的研究提出了提高自然伽馬測井質量的技術方法，并且具有良好的效果，具有一定的參考價值和借鑒

意義。

參考文獻

[1] 彭商平，蒲小林，雷剛，等.用模糊綜合評判法評價井壁的穩定性[J].斷塊油氣田，2004，11（4）.

[2] 王冠貴.聲波測井理論基礎及應用[M].北京：石油工業出版社，1988.

[3] 任曉榮.自然伽馬測井的數字濾波方法[J].石油儀器，2001，15（6）.

[4] 蘇克曉.數字濾波在測井曲線中的應用[J].國外測井技術，1988，13（5）.

作者簡介：何漢國（1967-），男，甘肅會寧人，甘肅煤田地質局一三三隊測井公司經理，工程師，研究方向：測井。