一种套后密度反演计算方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种套后密度反演计算方法、装置、设备和存储介质。根据本发明专利技术提供的技术方案，通过模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，构建探测器计数比值矩阵，并根据所述探测器计数比值矩阵，构建目标函数；利用探测器对套管井进行伽马射线探测，得到所述探测器的实际探测数据；将所述实际探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第一计数比函数，将标准条件下的标准探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第二计数比函数；利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数，确定地层密度和水泥密度。通过本发明专利技术可以利用标准探测数据和实际探测数据基于目标函数进行反演，精准得出地层密度和水泥密度。水泥密度。水泥密度。

【技术实现步骤摘要】
一种套后密度反演计算方法、装置、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及海上油井勘测领域，具体涉及一种套后密度反演计算方法、装置、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]在石油钻探技术中，不同介质对伽马射线的吸收和散射能力的不同，且其中康普顿效应造成的衰减和地层体积密度有显著关系。因此，在裸眼井中，通过构建地层密度与伽马射线探测器计数率的关系来反演地层密度的变化。当深井越来越多，且井况相对来说更为复杂，因此需要进行套后测量。
[0003]而现有技术中，基于套后测量的套后密度计数还处于初步阶段。由于套后测量中，对射线的测量会受到套管水泥的影响，使套后测量的探测仪器获取的信息不足，在复杂环境下难以获得精确的密度值；而固井过程的不确定性，如水泥质量与分布的不均匀，会使探测仪器的探测与信号采集难以进行系统修正和量化评估。另外，现有技术的套后密度反演算法均假设处在水泥的组成与密度为确定的情况下，这与实际开采勘探情况不符，无法满足反演地层密度的需求。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种套后密度反演计算方法和相应的一种套后密度反演计算装置、设备和存储介质。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种套后密度反演计算方法，包括：
[0006]通过模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，构建探测器计数比值矩阵，并根据所述探测器计数比值矩阵，构建目标函数；
[0007]利用探测器对套管井进行伽马射线探测，得到所述探测器的实际探测数据；
[0008]将所述实际探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第一计数比函数，将标准条件下的标准探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第二计数比函数；
[0009]利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数，确定地层密度和水泥密度。
[0010]上述方案中，所述通过模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，构建探测器计数比值矩阵进一步包括：
[0011]通过蒙特卡罗方法模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，确定探测器接收到的总剂量；
[0012]依据探测器接收到的总剂量，确定套后模型；
[0013]利用所述套后模型，构建探测器计数比值矩阵。
[0014]上述方案中，所述通过蒙特卡罗方法模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，确定探测器接收到的总剂量进一步包括：
[0015]在无限大介质、点源且介质成分均匀的情况下，探测器在离源r距离处接收到的总剂量为：
[0016][0017]其中，D为探测器在离源r距离处接收到的总剂量；E为能量；S(r
s
,E)为空间r
s
处能量为E的射线源；V为探测器体积；μ为吸收系数；G(r
s
,r)为无限均匀介质中的无碰撞指数点核。
[0018]上述方案中，当所述探测器的数量为4个时，所述探测器计数比值矩阵表示为：
[0019][0020]其中，R为探测器计数比值矩阵；R
1ρ
～R
4ρ
为4个探测器的密度窗计数比；R
1c
～R
4c
为4个探测器的水泥窗计数比；R
st
为标准环境下的计数比值；ρ
c
为水泥密度；ρ
f
为地层密度；F为水泥、地层的近似质量衰减系数；k1～k5为环境参数；b为由最小二乘法获得的常系数。
[0021]上述方案中，所述目标函数表示为：
[0022][0023]受限制于
[0024]其中，(ρ
f*
,ρ
c*
)为最优解；W为各个探测器能窗的权重矩阵；R
′
为根据标准条件下的标准探测数据得到的第二计数比函数；R
″
为根据探测器的实际探测数据得到的第一计数比函数；ρ
min
为水泥完整填充时计算得出的地层密度，ρ
max
为水泥填充空间全部为气体时计算得出的地层密度。
[0025]上述方案中，所述利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数，确定地层密度和水泥密度进一步包括：
[0026]利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数的初解，而后在限制范围内进行迭代运算，确定地层密度和水泥密度。
[0027]根据本专利技术的另一方面，提供了一种套后密度反演计算装置，包括：构建模块、探测模块、代入模块以及计算模块；其中，
[0028]所述构建模块，用于通过模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，构建探测器计数比值矩阵，并根据所述探测器计数比值矩阵，构建目标函数；
[0029]所述探测模块，用于利用探测器对套管井进行伽马射线探测，得到所述探测器的实际探测数据；
[0030]所述代入模块，用于将所述实际探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第一计数比函数，将标准条件下的标准探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第二计数比函数；
[0031]所述计算模块，用于利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数，确定地层密度和水泥密度。
[0032]上述方案中，所述计算模块进一步包括：
[0033]利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数的初解，而后在限制范围内进行迭代运算，确定地层密度和水泥密度。
[0034]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
[0035]所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如上述的套后密度反演计算方法对应的操作。
[0036]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如上述的套后密度反演计算方法对应的操作。
[0037]根据本专利技术提供的技术方案，通过模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，构建探测器计数比值矩阵，并根据所述探测器计数比值矩阵，构建目标函数；利用探测器对套管井进行伽马射线探测，得到所述探测器的实际探测数据；将所述实际探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第一计数比函数，将标准条件下的标准探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第二计数比函数；利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数，确定地层密度和水泥密度。由此解决了现有技术中，套后测量时，探测仪器获取信息不足的问题，使其在复杂环境中能够更为精准地得到地层密度及水泥密度。
[0038]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套后密度反演计算方法，包括：通过模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，构建探测器计数比值矩阵，并根据所述探测器计数比值矩阵，构建目标函数；利用探测器对套管井进行伽马射线探测，得到所述探测器的实际探测数据；将所述实际探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第一计数比函数，将标准条件下的标准探测数据代入至所述探测器计数比值矩阵中，得到第二计数比函数；利用所述第一计数比函数和所述第二计数比函数，求解所述目标函数，确定地层密度和水泥密度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，构建探测器计数比值矩阵进一步包括：通过蒙特卡罗方法模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，确定探测器接收到的总剂量；依据探测器接收到的总剂量，确定套后模型；利用所述套后模型，构建探测器计数比值矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过蒙特卡罗方法模拟井下伽马射线的核辐射粒子输运过程，确定探测器接收到的总剂量进一步包括：在无限大介质、点源且介质成分均匀的情况下，探测器在离源r距离处接收到的总剂量为：其中，D为探测器在离源r距离处接收到的总剂量；E为能量；S(r
s
，E)为空间r
s
处能量为E的射线源；V为探测器体积；μ为吸收系数；G(r
s
，r)为无限均匀介质中的无碰撞指数点核。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述探测器的数量为4个时，所述探测器计数比值矩阵表示为：其中，R为探测器计数比值矩阵；R
1ρ
～R
4ρ
为4个探测器的密度窗计数比；R
1c
～R
4c
为4个探测器的水泥窗计数比；R
st
为标准环境下的计数比值；ρ
c
为水泥密度；ρ
f
为地层密度；F为水泥、地层的近似质量衰减系数；k1～k5为环境参数；b为由最小二乘法获得的常系数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数表示为：受限制于其中，(ρ
f*
，ρ
c*
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亚，刘峰，黄琳，牛德成，于增辉，孟悦新，李敏，兰洪霞，山维，彭硕，张璋，
申请(专利权)人：中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：