[发明专利]一种方向信号多层界面识别方法

摘要

本发明公开了一种使用方向信号识别多个地层层界面的方法，首先根据测井获得方位自然GR和方向信号并提取地层倾角和地层方位角；然后测井获得多个源距和不同频率下的仪器方向信号测井响应值，得到标准化的测井数据和真实层界面；构建地层模型；最后计算地层模型输出反演结果绘制井眼轨迹‑地层界面的关系图；该方法应用方向信号识别多个层界面能够获得井眼‑地层全面地层信息，完善了现有测井评价资料，在地质导向中，可提前获得未钻遇层电阻率剖面信息和储层位置关系，为实时钻进过程中钻头调整提供数据支撑；在后期评价中，通过层边界距和每层电阻率反演结果可精确计算储集层厚度、储层含油饱和度等，为储层评价提供可靠参数。

主权项

1.一种方向信号多层界面识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据测井获得方位自然GR和方向信号并提取地层倾角和地层方位角；步骤2，测井获得多个源距和不同频率下的仪器方向信号测井响应值，测井获得中子密度和孔隙度曲线，并利用地层倾角和地层方位角，对方向信号和方位电阻率测井数据进行方位校正得到标准化的测井数据；步骤3，将标准化的测井数据进行预处理，并进行相关对比和活度法进行地层自动分层得到地层界面；步骤4，筛选地层界面并剔除自动分层产生的假层得到真实层界面；步骤5，根据倾角和真实层界面构建地层模型，并初始化地层模型；步骤6，利用有限元方法计算地层初始模型的方向信号正演响应，对比实测数据与地层初始模型的正演响应，建立目标函数，用最小二乘方法进行多参数迭代反演求解目标函数最优解的模型改变量得到反演结果；具体包括：步骤61)求解给定边界条件下麦克斯韦Maxwell方程的问题，将Maxwell方程转化为波动方程：其中，E表示电场强度；μ表示振幅；ω表示角频率；ε表示介电常数；步骤62)结合边界条件波动方程归结为场能量泛函：其中，表示目标函数；μ₀表示初始振幅；V表示求解区域；ω表示角频率；ε表示介电常数；J表示电流密度；步骤63)应用有限单元剖分场域，并选取相应的插值基函数，对能量泛函进行空间离散，得到如下离散化泛函形式：其中，A^e表示函数离散形成系数矩阵；B^e表示等式右端项离散矩阵；C^e表示函数值离散矩阵；E^e表示自变量矩阵；M表示自变量个数；T表示矩阵的转置；步骤64)求解这个线性方程组得到所需的参数；步骤65)通过对比模型正演响应和实测数据，建立目标函数，通过最小二乘法求解实际测量值与模拟值的残差：其中m表示未知量个数；n表示正演响应曲线个数；步骤66)通过梯度方法求解目标函数雅可比矩阵，形成雅可比线性方程组，求解方程组计算目标函数最速下降方向；则目标函数的梯度为：其中，J(x)是r(x)的雅可比矩阵：求解目标函数最速下降方向；步骤67)利用黄金分割方法，在最速下降方向上确定步长；步骤68)根据求得模型改变方向和改变步长，确定模型改变量，改变模型，完成一次迭代反演；步骤69)设置迭代终止条件，循环调用迭代反演，直至满足迭代终止条件，输出结果；步骤7，格式化输出反演结果；步骤8，根据反演结果绘制井眼轨迹‑地层界面的关系图，并输出关系图。