[发明专利]一种地层元素测井元素标准谱制作与应用方法

说明书

技术领域

本发明属于石油井下测井技术领域，特别涉及一种地层元素测井元素标准谱制作与应用方法。

背景技术

近几年，随着复杂岩性(火成岩、变质岩、碳酸盐岩、砾岩等)油气藏、页岩气、致密气等非常规油气藏勘探开发的深入，地层元素测井的作用得到越来越多重视，应用日益广泛，例如，在页岩气和致密气勘探中，地层元素测井已经成为必测项目。这是因为弄清岩性和骨架参数是测井解释的基础，对非常规油气藏而言，尤为重要。地层元素测井可以直接、准确的确定岩性，这是其它测井方法无法比拟的。

以往制作元素标准谱都是采用仪器实测的方法，这种方法需要建造一批由单一元素(或其简单化合物)构成的模型井，不仅投资巨大，而且难以保证模型井条件与实际地层一致，测量和数据处理过程也非常繁琐耗时，这成为地层元素测井发展的一个障碍。

另外，地层中所含元素种类多，例如，火成岩之类的复杂岩性地层，对测量次生伽马能谱有贡献的元素超过10个，在一个能谱中准确分析如此多的元素，对能谱解析方法提出的很高的要求，特别的，石油测井仪器所处的井眼高温环境，探测器尺寸的限制，以及测井实效的要求，导致地层元素测井仪器能够选用的探测器(如BGO探测器)能量分辨率较差，能谱计数也不高，能谱解析难度更大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于测井的地层元素标准谱的使用方法，解决了现有技术中测井地层元素不精确的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于测井的地层元素标准谱的使用方法，包括如下步骤：

通过蒙特卡洛数值模拟方法制作元素标准谱；

利用仪器实测能谱对所述元素标准谱进行实验验证,以使所述元素标准谱和所述仪器实测能谱的差异满足预设范围；

得到地层元素的俘获伽马能谱和/或非弹性散射伽马能谱；

基于所述元素标准谱，通过最小二乘法对所述俘获伽马能谱和/或所述非弹性散射伽马能谱进行解谱；所述解谱的方法包括如下步骤：计算得到谱仪卡段响应矩阵；计算待解谱在各所述段区总计算值；根据所述各段区总计算值，计算得到对角权矩阵；根据所述对角权矩阵，计算得到初始产额；根据所述初始产额，计算得到残差的均方数；将所述残差的均方数与设定精度值进行判断；根据判断结果对所述初始产额进行调整，计算得到最终产额；

基于所述最终产额，计算得到所述地层元素。

进一步地，所述利用仪器实测能谱对所述元素标准谱进行实验验证,包括如下步骤：

首先对所述元素标准谱进行归一化和能量刻度处理，然后将所述仪器实测能谱与所述元素标准谱进行比对，使所述元素标准谱和所述仪器实测能谱的差异满足最小差异范围。

进一步地，在所述计算得到谱仪卡段响应矩阵之前，所述方法还包括：

设定输入段区数和段区的左右边界；

根据所述段区数和所述段区的左右边界，分别计算各元素标准谱在各段区的总计数值。

进一步地，所述谱仪卡段响应矩阵如下所示：

i＝1，2,...n

其中,N_kj是所述元素标准谱归一化后第j种元素的的第k道计数，a^ij为响应矩阵的(i，j)元，即A的第i行第j列的元素。

进一步的,所述对角权矩阵如式下所示：