[发明专利]用于钻孔测井的方法和装置

说明书

本申请是申请号为200980111977.8(国际申请号为PCT/AU2009/000394P)，国际申请日为2009年3月31日的名称为“用于钻孔测井的方法和装置”的专利申请的分案申请。 

相关申请 

本申请基于并且主张2008年3月31日提交的美国申请号61/041，141和2008年12月18日提交的美国申请号61/138，879的权益，通过引用将上述申请按照提交的内容完整结合在此。 

技术领域

本发明一般涉及用于钻孔测井(borehole logging)的方法和装置，并且具体但绝不排他地，涉及对油井测井的应用。 

背景技术

在矿物和石油勘探中，钻孔测井用于确定岩石和矿物沉积物的地下内容。 

核测井工具为石油工业提供了有价值的数据，并且核测井工具已经在油井测井中使用了超过30年。关于岩层的孔隙度和密度的数据形成了在油井测井中使用的测井系列之一，该关于岩层的孔隙度和密度的数据用于帮助检测地质储藏的存在和它们的内容(例如，油、气和水)。 

在钻孔测井中采用的现有的数字脉冲处理技术依赖于线性滤波方法。然而，随着增加的计数率，被要求来缩短脉冲长度并且增加吞吐量的高通滤波器也劣化了信噪比(SNR)，并且最终劣化了能量分辨率。这限制了可以采用的计数率、源的强度、源和检测器的邻近、或者这些参数的组合。例如，在钻孔测井应用中，总的测量时间非常重要。由于堆积事件的丢弃的信息丢失延长了在元素浓度的估计中获得足够精度所需的收集时间，并且最终对可以以其来测井的速度设置了上限。例如，美国专利号4,883,956评价了新的辐射检测晶体(掺铈硅酸钆(GSO))的好处。GSO检测器的衰减时间对于任何特定计数率导致较少的堆积，或者对于特定可接受的堆积提供更高的计数率。 

发明内容

因此，根据本发明的第一方面，提供一种钻孔测井的方法，包括： 

收集来自钻孔测井工具的辐射检测器的检测器输出数据；以及 

通过(i)确定所述数据中存在的信号的信号形式(或脉冲响应)，(ii)进行所述信号的一个或多个参数的参数估计，其中所述一个或多个参数至少包括信号时间位置，以及(iii)至少从所述信号形式和所述参数估计确定所述信号中的每个信号的能量，分解检测器输出数据中的单个信号； 

从而测井工具更短，测井工具速度更快，停留时间(即照射和/或数据收集时间)更短和/或改进了分辨率。 

因此，本方法努力表征尽可能多的数据，但是将意识到可能不能充分地表征一些数据(该数据因此称为“破坏的数据”)，如下所述。将理解的是术语“信号”在该上下文中可与“脉冲”相互交换，因为其是指对应于单个检测事件的输出，而不是包括单个信号的总和的整体输出信号。还将意识到可以以各种方式测量或表示信号的时间位置(或时序)，诸如根据信号的最大值的时间(或时间轴上的位置)或信号的前沿。典型地，这描述为到达时间(“到达的时间”)或检测时间。 

还将理解的是，术语“检测器数据”指已经源自检测器的数据，不管随后由检测器内的还是检测器外部的相关或其它电子装置进行处理。 

该方法可以包括从参数估计构造数据的模型，并且基于检测器输出数据和模型之间的比较确定参数估计的精确度。 

信号形式(或脉冲响应)可以通过校准处理确定，所述校准处理包括测量对一个或多个单个事件检测的检测器的时间域响应，以便从该数据得到信号形式或脉冲响应。然后可以通过将该数据用合适的函数诸如多项式、指数或样条函数进行内插(或者拟合该数据)，获得该信号形式的函数形式。然后可以从该检测器信号形式构造滤波器(诸如逆滤波器)。可以通过以滤波器对来自检测器的输出数据卷积进行信号参数的初始估计。特别感兴趣的信号参数包括信号的数目和每个信号的时间位置(或到达的时间)。 

然后可以进一步改善感兴趣的特定信号参数。首先，应用峰检测和阈值来改善信号的数目和到达时间的估计。其次，与检测器脉冲响应(以及由此得到的信号形式)结合的对信号的数目和它们的到达时间的了解使得可能求解信号的能量参数。 

通过比较(从信号参数和对检测器脉冲响应的了解构造的)检测器数据流的模型(实际上，一种估计)与实际检测器输出，可以确定或“验证”参数估计的精确度。如果该验证过程确定一些参数不够精确，则丢弃这些参数。在使用该方法的光谱分析中，被视为足够精确的能量参数可以表示为直方图。