基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法技术

一种基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，包括如下步骤：S1：使用微电阻率扫描成像测井仪器获取油基泥浆环境下的实际回路阻抗；S2：基于地层视电阻随测量频率线性变化的关系，建立等效电路模型，并使用其获取模拟回路阻抗；S3：根据实际回路阻抗的实部和虚部与模拟回路阻抗的实部和虚部对应相等，获取六个非线性方程；S4：联立六个非线性方程，获取非线性方程组并进行求解，获取等效电路模型的电路参数；S5：根据等效电路模型的电路参数，获取当前测量频率对应的地层视电阻；本发明专利技术解决了现有技术存在的未考虑趋肤效应导致的准确度受到影响的问题。

Multi-frequency Correction Method Based on Oil-based Mud Environment Micro-resistivity Scanning Imaging

A multi-frequency correction method based on oil-based mud environment micro-resistivity scanning imaging includes the following steps: S1: using micro-resistivity scanning imaging logging tool to obtain actual loop impedance in oil-based mud environment; S2: building equivalent circuit model based on the linear relationship between apparent resistivity of formation and measured frequency, and using it to obtain analog loop impedance; S3: according to actual situation. The real part and imaginary part of the loop impedance correspond to the real part and imaginary part of the analog loop impedance, and six non-linear equations are obtained; S4: Six non-linear equations are set up and solved to obtain the circuit parameters of the equivalent circuit model; S5: According to the circuit parameters of the equivalent circuit model, the stratum apparent resistance corresponding to the current measurement frequency is obtained; The invention solves the problem. The existing technology has the problem of not considering the accuracy of skin effect.

【技术实现步骤摘要】
基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法
本专利技术属于石油测井
，具体涉及一种基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法。
技术介绍
能源一直对人类社会中起着十分重要的作用，驱动着人类社会文明不断发展和前进。石油资源作为一种重要的液体化石燃料，与煤矿等资源相比，更便于存储、开采、加工。石油产品不仅可以通过燃烧产生大量的热能，还可以通过深加工得到各种化工产品。通过炼制石油得到的各种燃油和润滑剂以及通过石油化工工程得到的合成纤维、塑料、农药等，都已经成为现代生产生活中的必需品。石油因此被称为社会中的“黑色黄金”。石油开采和贸易已经影响当今世界政治经济格局，目前能源短缺已经成为制约各国发展的重大因素，而且由于石油储量有限，石油的开发具有重要的战略意义。石油测井，作为石油资源勘探开采中的重要环节，一直有着重要作用。微电阻率扫描测井方法和仪器的研发经历了四十多年的发展，已有了长足的进步。已成为地质学家解读地层结构不可或缺的手段。井眼数据可以为地质学家解读复杂油气田成因、复杂地质构造以及地层特性描述提供最直观有效的资料。在分析上述问题后，可以更加有效的评价油田整体潜在能力并为其开发利用做出合理指导。针对油田开发进入中后期面临薄层油及裂缝油的开发难题，微电阻率扫描成像井具有的裂缝评价能力也可以有效解决这个问题。随着微电阻率测井技术的不断发展以及现实工程应用的需求，以往所用的导电泥浆在某些领域被非导电泥浆所取代，这不仅可以提高测井效率，还能有效防止井眼坍塌，使井壁更加规则，节约勘探的人力物力，随着勘测地层结构的复杂与测井数据的定量解释要求的提出，我们必须认真分析复杂地层条件下的地层响应，并以此为基础，解读地层的有效信息。油基泥浆阻断直流通路，传统水基泥浆中的低频电流无法通过高电阻率的油基泥浆，为了解决这个问题，油基泥浆微电阻率扫描成像仪使用兆赫兹级别的高频电流，利用油膜电容耦合导通回路。尽管如此，油膜阻抗在仪器测量得到的回路总阻抗中仍占有很大比重，尤其在低电阻率地层，由于地层阻抗在总回路阻抗中占比太小，测量得到的回路阻抗随地层电阻率变化十分小，基本难以辨别地层，因此，需要对测量得到的回路阻抗数据进行处理，减小油膜对的影响。现有技术中未考虑地层的阻抗会随频率发生变化，而将地层视电阻作为一个恒定值求解，实际上，由于低阻地层电阻率较低，测井仪器发射的兆赫兹频率的电流在地层中的路径会受到趋肤效应的影响，这种趋肤效应会导致地层电阻本身随测量频率近似线性变化，准确度受到影响。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提出一种基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，用于解决现有技术存在的未考虑趋肤效应导致的准确度受到影响的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，包括如下步骤：S1：获取油基泥浆环境下的实际回路阻抗；S2：基于地层视电阻随测量频率线性变化的关系，建立等效电路模型，并使用其获取模拟回路阻抗；S3：根据实际回路阻抗的实部和虚部与模拟回路阻抗的实部和虚部对应相等，获取六个非线性方程；S4：联立六个非线性方程，获取非线性方程组并进行求解，获取等效电路模型的电路参数；S5：根据等效电路模型的电路参数，获取当前测量频率对应的地层视电阻。进一步地，步骤S1中，实际回路阻抗的公式为：Z10＝A10+j·B10Z20＝A20+j·B20Z30＝A30+j·B30式中，Z10、Z20、Z30分别为测量频率f1、f2、f3时的实际回路阻抗；A10、A20、A30分别为测量频率f1、f2、f3时实际回路阻抗的实部系数；B10、B20、B30分别为测量频率f1、f2、f3时实际回路阻抗的虚部系数。进一步地，步骤S2中，模拟回路阻抗公式为：式中，Z1、Z2、Z3分别为测量频率f1、f2、f3时的模拟回路阻抗；ω1、ω2、ω3分别为测量频率f1、f2、f3时等效电路模型的角频率；Rf1、Rf2、Rf3分别为测量频率f1、f2、f3时等效电路模型的地层视电阻；Cm为等效电路模型的阻容并联部分的电容；Rm为等效电路模型的阻容并联部分的电阻；L为等效电路模型的电感；K为校正系数；A1、A2、A3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的实部系数；B1、B2、B3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的虚部系数。进一步地，步骤S3中，六个非线性方程的公式为：式中，A1、A2、A3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的实部系数；B1、B2、B3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的虚部系数；A10、A20、A30分别为测量频率f1、f2、f3时实际回路阻抗的实部系数；B10、B20、B30分别为测量频率f1、f2、f3时实际回路阻抗的虚部系数；ω1、ω2、ω3分别为测量频率f1、f2、f3时等效电路模型的角频率；Cm为等效电路模型的阻容并联部分的电容；Rm为等效电路模型的阻容并联部分的电阻；L为等效电路模型的电感；K为校正系数。进一步地，步骤S4中，使用高斯-牛顿法求解方法，获取非线性方程组的解，即等效电路模型的电路参数，包括如下步骤：A1：定义目标函数，并进行二阶泰勒展开，获取展开后的目标函数；A2：根据展开后的目标函数和迭代步长，进行迭代，获取迭代的未知量值；A3：重复步骤A2，当目标函数或迭代步长的模值小于预期值时，输出当前迭代的未知量值，作为非线性方程组的解，即等效电路模型的电路参数。进一步地，步骤A1中，高斯-牛顿法求解方法的目标函数公式为：式中，Cx为目标函数；x为包括电路参数的未知量，即x＝[Rm,Cm,Rf0,K,L]T；xp为先验模型参数；λ为正则化参数，λ>0；e(x)为残差；Wd为对应各方程测量结果倒数组成的对角矩阵；Wx为对应各未知量上一步迭代得到结果的倒数组成的对角矩阵。进一步地，步骤A2中，展开后的目标函数的公式为：式中，C(xk+pk)为展开后的目标函数；C(xk)为第k次迭代的目标函数；g(xk)为目标函数的梯度矢量；pk为迭代步长；为迭代步长的转置；k为当前迭代次数。进一步地，步骤A2中，迭代步长的公式为：pk＝-g(xk)/G(xk)式中，pk为迭代步长；g(xk)为目标函数的梯度矢量；C(xk)为第k次迭代的目标函数。进一步地，步骤S5中，地层视电阻随测量频率线性变化，其公式为：式中，Rf为地层视电阻；为线性化后频率测量在测量频率f＝0时的地层视电阻；K为校正系数；fi为当前测量频率。本方案的有益效果：本专利技术建立的新的回路阻抗等效电路模型考虑了地层电阻随测量频率线性变化的关系，并使用三个不同频率下的仪器回路阻抗计算等效电路模型参数，得到的校正结果比现有技术的双频校正结果在低电阻率地层中随地层电阻率变化更明显，提高了准确度。附图说明图1为基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法流程图；图2为等效电路模型图；图3为测井模型图；图4为地层视电阻结果比较图；图5为不同泥浆厚度时的多频率校正后得到的地层视电阻结果图；图6为多频率校正结果与双频校正结果对比图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取油基泥浆环境下的实际回路阻抗；S2：基于地层视电阻随测量频率线性变化的关系，建立等效电路模型，并使用其获取模拟回路阻抗；S3：根据实际回路阻抗的实部和虚部与模拟回路阻抗的实部和虚部对应相等，获取六个非线性方程；S4：联立六个非线性方程，获取非线性方程组并进行求解，获取等效电路模型的电路参数；S5：根据等效电路模型的电路参数，获取当前测量频率对应的地层视电阻。

【技术特征摘要】
1.一种基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取油基泥浆环境下的实际回路阻抗；S2：基于地层视电阻随测量频率线性变化的关系，建立等效电路模型，并使用其获取模拟回路阻抗；S3：根据实际回路阻抗的实部和虚部与模拟回路阻抗的实部和虚部对应相等，获取六个非线性方程；S4：联立六个非线性方程，获取非线性方程组并进行求解，获取等效电路模型的电路参数；S5：根据等效电路模型的电路参数，获取当前测量频率对应的地层视电阻。2.根据权利要求1所述的基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，其特征在于，所述步骤S1中，实际回路阻抗的公式为：Z10＝A10+j·B10Z20＝A20+j·B20Z30＝A30+j·B30式中，Z10、Z20、Z30分别为测量频率f1、f2、f3时的实际回路阻抗；A10、A20、A30分别为测量频率f1、f2、f3时实际回路阻抗的实部系数；B10、B20、B30分别为测量频率f1、f2、f3时实际回路阻抗的虚部系数。3.根据权利要求2所述的基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，其特征在于，所述步骤S2中，模拟回路阻抗公式为：式中，Z1、Z2、Z3分别为测量频率f1、f2、f3时的模拟回路阻抗；ω1、ω2、ω3分别为测量频率f1、f2、f3时等效电路模型的角频率；Rf1、Rf2、Rf3分别为测量频率f1、f2、f3时等效电路模型的地层视电阻；Cm为等效电路模型的阻容并联部分的电容；Rm为等效电路模型的阻容并联部分的电阻；L为等效电路模型的电感；K为校正系数；A1、A2、A3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的实部系数；B1、B2、B3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的虚部系数。4.根据权利要求3所述的基于油基泥浆环境微电阻率扫描成像的多频率校正方法，其特征在于，所述步骤S3中，六个非线性方程的公式为：式中，A1、A2、A3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的实部系数；B1、B2、B3分别为测量频率f1、f2、f3时模拟回路阻抗的虚部系数；A10、A20、A30分别为测量频率f1、f2、f3时实际回路阻抗的实部系数；B10、B20、B30分别为测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙向阳，崔艳明，聂在平，管国云，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51