提高自然伽馬測(cè)井質(zhì)量的技術(shù)研究

摘要：自然伽馬測(cè)井技術(shù)在礦產(chǎn)的開采、開發(fā)，古地理和氣候環(huán)境的研究中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在油氣田企業(yè)中，自然伽馬測(cè)井技術(shù)主要用于對(duì)井與井之間的地質(zhì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)井下油氣的存儲(chǔ)量進(jìn)行估算，確定巖土和沉積物的屬性，對(duì)火成巖石的縫隙等進(jìn)行分析。在實(shí)際的測(cè)井過(guò)程中容易受到多種因素的影響，只有從各個(gè)環(huán)節(jié)的多個(gè)方面采取性質(zhì)有效的方法，才能保證測(cè)井的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自然伽馬；測(cè)井質(zhì)量；技術(shù)方法；油氣田企業(yè)；礦產(chǎn)開發(fā)

中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0045-02

自然伽馬測(cè)井技術(shù)于20世紀(jì)70年代在油氣生產(chǎn)企業(yè)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。在油氣田企業(yè)中這種技術(shù)主要用于對(duì)井與井之間的地質(zhì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)井下油氣的存儲(chǔ)量進(jìn)行估算，確定巖土和沉積物的屬性，對(duì)火成巖石的縫隙等進(jìn)行分析。自然伽馬的測(cè)井質(zhì)量主要受到兩個(gè)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(tǒng)所采用的信號(hào)數(shù)據(jù)資料處理方式和方法。其中前者是決定測(cè)井質(zhì)量的基本因素。要想提高自然伽馬井的整體運(yùn)作質(zhì)量，就應(yīng)該把握這設(shè)計(jì)的核心，確保新的產(chǎn)品具有優(yōu)良的品質(zhì)和性能。為了提高測(cè)井質(zhì)量，應(yīng)該從下井的儀器的性能、地面數(shù)據(jù)處理的方法以及數(shù)據(jù)后處理的方法等方面入手，采取相應(yīng)的技術(shù)和措施。但是，只是單方面的改變井下檢測(cè)技術(shù)根本無(wú)法從根本上解決這些問(wèn)題，只有同時(shí)采用恰當(dāng)?shù)牡孛鏀?shù)據(jù)處理方法和措施，才能夠從根本上提高自然伽馬測(cè)井的質(zhì)量。最近幾年隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，自然伽馬測(cè)井的后處理方法取得了很大的發(fā)展和進(jìn)步。后處理方法主要是對(duì)測(cè)井的曲線采用進(jìn)一步的處理方法和措施，來(lái)達(dá)到提高曲線分辨率，解決測(cè)井在實(shí)際工作過(guò)程中遇到的困難問(wèn)題。因此，從總體上而言要想提高自然伽馬測(cè)井的質(zhì)量，就應(yīng)該從下井儀器的性能、地面數(shù)據(jù)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(xié)作，共同改進(jìn)才能夠不斷提高測(cè)井的質(zhì)量。

1 下井儀器的性能

1.1 下井儀器的設(shè)計(jì)

下井儀器的設(shè)計(jì)主要包括探測(cè)器設(shè)計(jì)、抗干擾設(shè)計(jì)以及三次設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用三個(gè)方面：（1）探測(cè)器設(shè)計(jì)，自然伽馬測(cè)井過(guò)程中對(duì)于統(tǒng)計(jì)特性的要求，迫使操作人員對(duì)探測(cè)器的探頭尺寸不斷的增大，以提高計(jì)數(shù)率降低統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的起伏波動(dòng)。探頭尺度的增大經(jīng)常會(huì)受到儀器外部輪廓的限制，使其能夠發(fā)揮的潛力十分有限。如果增大探頭的長(zhǎng)度就會(huì)帶來(lái)薄層分辨能力下降的問(wèn)題。于是，在對(duì)探測(cè)器進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該對(duì)各方面的因素綜合考慮，合理的價(jià)格范圍內(nèi)，最大可能地滿足探測(cè)器的基本性能、薄層的分辨率以及產(chǎn)品固有的測(cè)量屬性，實(shí)現(xiàn)最大的性價(jià)比。（2）抗干擾設(shè)計(jì)，抗干擾設(shè)計(jì)是保證測(cè)量的信號(hào)數(shù)據(jù)能夠完整、準(zhǔn)確地傳達(dá)地面數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的關(guān)鍵。抗干擾設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)具有鑒別功能的電路，去除干擾的信號(hào)，提取出有用的信號(hào)；抑制的主要功能是通過(guò)元器件結(jié)構(gòu)布局以及信號(hào)電路的合理設(shè)計(jì)，來(lái)確定信號(hào)的走向，以獲取有用的信號(hào)數(shù)據(jù)。（3）三次設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，其主要目的就是在保證電路基本性能以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，不斷降低成本，并且采用設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)三類元件制造的有機(jī)組合。

1.2 下井儀器刻度

（1）確定恰當(dāng)?shù)牟蓸訒r(shí)間。同樣的井下地質(zhì)特征，如果采用不同類型的儀器開展測(cè)量工作，那么就會(huì)獲得不同類型數(shù)據(jù)資料。給數(shù)據(jù)資料之間的對(duì)比分析帶來(lái)了極大的難度，為了能夠有效地解決這一問(wèn)題，應(yīng)該采取的措施和方法是進(jìn)行儀器的標(biāo)準(zhǔn)化處理。同時(shí)，為了能夠確保采樣數(shù)據(jù)之間的可比性，應(yīng)該采取的另一方法措施是確定恰當(dāng)?shù)牟蓸訒r(shí)間，其中本底的采用時(shí)間以及加源刻度的采樣時(shí)間應(yīng)該根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)率相對(duì)誤差的影響合理的設(shè)計(jì)。（2）儀器的工作狀態(tài)應(yīng)該一致化。儀器工作狀態(tài)對(duì)于采樣信號(hào)數(shù)據(jù)的可比性具有較大的影響。因此為了保證測(cè)井的質(zhì)量，在對(duì)儀器時(shí)刻進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該保證工作狀態(tài)與測(cè)井的時(shí)刻工作狀態(tài)保持一致。

2 地面數(shù)據(jù)處理方法

如果數(shù)據(jù)處理方法選用得不夠恰當(dāng)，即便是再好的下井儀器性能，也不能夠得出質(zhì)量較高的測(cè)井曲線。在對(duì)伽馬信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的篩選、分析和測(cè)量的過(guò)程中，伽馬放射性的強(qiáng)度、儀器的靈敏度以及過(guò)濾的方式等都會(huì)給地面數(shù)據(jù)的分析帶來(lái)極大的影響。因此，根據(jù)測(cè)井地面的環(huán)境特征以及地質(zhì)條件，伽馬測(cè)井儀器的固有特征屬性等，選取適合不同數(shù)字濾波的分析方法，建立一種比較完善的數(shù)據(jù)分析體系，對(duì)于提高測(cè)井的質(zhì)量具有重要的價(jià)值和意義。

目前可以選取的數(shù)據(jù)處理方法主要有自適應(yīng)濾波方法、加權(quán)平均濾波權(quán)值確定方法以及建立靈活可選的數(shù)字濾波等。其中自適應(yīng)濾波方法是數(shù)據(jù)處理過(guò)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(shù)據(jù)分析基本性能的基礎(chǔ)上，不斷提高數(shù)據(jù)處理的速度，降低數(shù)據(jù)處理的成本。這種方法可以根據(jù)測(cè)井工程的具體特征，靈活地進(jìn)行細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)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(jìn)一步提高測(cè)井曲線的質(zhì)量，以最終保證測(cè)井的整體質(zhì)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(qū)域分形投影方法以及對(duì)曲線進(jìn)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(cè)井?dāng)?shù)據(jù)分析功能，其能夠根據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)中噪聲的大小選擇正則化的因子對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，這種方法是提高測(cè)井質(zhì)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(rèn)為測(cè)井曲線上不同的頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)不同來(lái)源的信息，例如曲線上高頻成分通常被認(rèn)為是對(duì)應(yīng)地下薄層信息，這些信息由于受到信號(hào)周圍的地層影響較大，使得反應(yīng)薄層的信息被削弱。在對(duì)小波進(jìn)行變換處理的過(guò)程中，常采用“分頻加權(quán)重構(gòu)”作為主要的指導(dǎo)思想，對(duì)于測(cè)井曲線上的高頻率信號(hào)進(jìn)行能力補(bǔ)償處理，從而通過(guò)提高測(cè)井曲線垂直分辨率的形式，提高測(cè)井曲線的質(zhì)量。（3）頻域分形投影方法能夠綜合地利用多種應(yīng)用數(shù)學(xué)理論知識(shí)，諸如頻譜分析、分形幾何位勢(shì)論、小波變換以及射影定理等，實(shí)現(xiàn)不同測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)資料之間的分辨率的轉(zhuǎn)變，提高測(cè)井曲線的質(zhì)量。（4）對(duì)曲線進(jìn)行分段處理，測(cè)井曲線呈現(xiàn)的形式是多種多樣的，如果對(duì)于整條曲線都采用一種方法進(jìn)行處理，會(huì)存在較大的誤差，面對(duì)這種情況分段處理就是一種很好的方法。例如，一條測(cè)井曲線可能是不平穩(wěn)的，但是在測(cè)井曲線的某些部分卻又是平穩(wěn)的，這就為有效地采用分段處理方法提供了重要的依據(jù)和條件。采用分段處理的方法能夠使波動(dòng)情況不同的各段獲得相同的誤差標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而提高測(cè)井的質(zhì)量。因此，對(duì)于測(cè)井曲線采用分段后處理方法進(jìn)行分析，也是提高測(cè)井質(zhì)量的一種重要的

方法。

4 結(jié)語(yǔ)

伽馬測(cè)井質(zhì)量的影響因素是多方面的，提高測(cè)井質(zhì)量也是最近幾年研究的重點(diǎn)工作，研究的領(lǐng)域主要集中在增大探測(cè)器的尺寸以提高計(jì)數(shù)的效率、提高傳感速率以及集成化設(shè)計(jì)和制造等方面。這些方法能夠在一定程度上改善測(cè)井的質(zhì)量，但是現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)和方法可以用于挖掘的潛力已經(jīng)十分有限。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)精確度要求的不斷提高，研究提高自然伽馬測(cè)井質(zhì)量的方法和措施成為了一項(xiàng)重要的科研工作。本文的研究提出了提高自然伽馬測(cè)井質(zhì)量的技術(shù)方法，并且具有良好的效果，具有一定的參考價(jià)值和借鑒

意義。

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作者簡(jiǎn)介：何漢國(guó)（1967-），男，甘肅會(huì)寧人，甘肅煤田地質(zhì)局一三三隊(duì)測(cè)井公司經(jīng)理，工程師，研究方向：測(cè)井。