在矿物勘探期间用于伽马-伽马数据中的质量控制的方法及系统的制作方法
【专利说明】在矿物勘探期间用于伽马-伽马数据中的质量控制的方法 及系统
[0001] 相关申请案的夺叉参考
[0002] 本申请案基于且主张2014年5月5日申请的第61/988,810号美国临时申请案的 优先权权益。所述先前申请案的揭示内容特此以全文引用的方式并入。
技术领域
[0003] 本发明涉及伽马-伽马地球物理测井，且特定来说涉及对伽马-伽马地球物理测 井数据的质量控制。
【背景技术】
[0004] 矿物形成（例如铁矿石形成）通常呈现相对于宿主环境的高密度对比度值。在此 上下文中，岩石密度是有助于用于矿物勘探的目的的地质建模活动的资源及储量的估计的 关键参数。
[0005] 关于用于确定岩石密度的常规技术，伽马-伽马地球物理测井是提供用于在对芯 或样本进行钻孔时直接测量密度的方法的一种技术。在伽马-伽马地球物理测井中，在井 孔内部执行密度测量，此还称为原位。以厘米步距获取对这些密度测量值的记录，从而确保 不过度估计矿石体积。
[0006] 然而，适用于矿物勘探的伽马-伽马地球物理测井呈现一些特点。这些特点是由 于不同岩石类型（铁形成及周围岩石与火成侵入体两者）之间的密度读数的模糊性及通过 岩石块的特性调节的测量质量之间的直接关系造成的。具体来说，岩石块可为松散或致密 的大约均质的组合物，且包含由地质钻孔活动导致的井孔或机械诱发应力等各方面的结构 特征。
[0007] 因此，对于将系统性地使用的伽马-伽马测井数据，需要区分具有良好信号恢复 的段与其测量受操作及地质条件影响的那些段的能力。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种在计算装置处对用于矿物勘探的井孔内的伽马-伽马测井数据 进行质量控制的方法，所述方法包括：在所述计算装置处接收原始测井数据；对来自所述 原始测井数据的数据集进行识别及格式化；将至少一个质量控制过程应用于所述经格式化 的数据集，所述至少一个质量控制过程选自：线性验证过程，其将伽马-伽马测井探针中的 间距长的传感器与间距短的传感器之间的密度数据读数的线性度进行比较；密度范围验证 过程，其将所述伽马-伽马测井探针处的密度读数与井孔岩性的密度范围进行比较；直径 比较过程，其将所述井孔在一深度处的实际直径与所述深度处的密度读数进行比较；及残 差验证过程，其用于验证由所述间距长的传感器与间距短的传感器测量的密度之间的比例 性；对所述至少一个质量控制过程的结果进行编译；及提供所述经编译结果的输出。
[0009] 本发明还提供一种用于存储指令的非暂时性计算机可读媒体，所述指令在由计算 装置的处理器执行时经配置以执行上述方法。
【附图说明】
[0010] 参考图式将更佳地理解本发明，其中：
[0011] 图1是用于伽马-伽马测井的简化工具的示意图；
[0012] 图2是用于伽马-伽马测井的进一步简化工具的示意图；
[0013] 图3是利用自然发生的伽马计数的两个工具之间的不同深度数据一致性的曲线 图；
[0014] 图4是具有各种数据集的伽马-伽马测井图的曲线图；
[0015] 图5展示在从致密岩性到较不致密岩性、均质岩性的过渡及从较不致密岩性到较 致密岩性的过渡期间由长传感器及短传感器记录的一系列密度曲线图；
[0016] 图6是展示在过渡带中长传感器与短传感器之间的密度读数的曲线图；
[0017] 图7是展示长传感器及短传感器的密度读数的曲线图，其中短传感器展示传感器 之间的间距的量值的异常发生；
[0018] 图8是展示长传感器与短传感器的读数之间的线性关系的图形；
[0019] 图9是针对各种深度读取以确定准确密度范围的密度曲线图；
[0020] 图10是展示密度关于稳定自然伽马计数的改变的图形，但是在其所测量直径大 于标称直径的井孔中；
[0021] 图11是展示密度关于稳定自然伽马计数的改变的图形，但是在其所测量直径小 于标称直径的井孔中；
[0022] 图12是针对井孔的深度孔直径与标称直径相比的曲线图；
[0023] 图13是相对于经调整线DENBXDENL的分散的曲线图，指示其中密度测量值可变 化的自由度；
[0024] 图14是展示在单一岩性的情况及多种岩性的情况两者中残差分析的范围选择的 曲线图；
[0025] 图15是展示针对深度范围记录的残差的曲线图；
[0026] 图16是展示根据本发明的一个实施例的方法的流程图；
[0027] 图17是展示测井的数据输出的曲线图，包含线性度验证、密度范围读取验证、由 卡尺工具测量的直径之间的比较及残差分析；及
[0028] 图18是能够执行本发明的方法的简化计算装置的框图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明提供一种在计算装置处用于矿物勘探的对井孔内的伽马-伽马测井数据 进行质量控制的方法，所述方法包括：在所述计算装置处接收原始测井数据；对来自所述 原始测井数据的数据集进行识别及格式化；将至少一个质量控制过程应用于所述经格式化 数据集，所述至少一个质量控制过程选自：线性验证过程，其将伽马-伽马测井探针中的间 距长的传感器与间距短的传感器之间的密度数据读数的线性度进行比较；密度范围验证 过程，其将所述伽马-伽马测井探针处的密度读数与井孔岩性的密度范围进行比较；直径 比较过程，其将所述井孔在一深度处的实际直径与所述深度处的密度读数进行比较；及残 差验证过程，其用于验证由所述间距长的传感器与间距短的传感器测量的密度之间的比例 性；对所述至少一个质量控制过程的结果进行编译且提供所述经编译结果的输出。
[0030] 关于通常以相对于宿主环境的高密度对比度值存在的铁形成的发现描述本发明。 然而，本发明不限于铁矿石勘探，且本文中所描述的系统及方法可相等地用于其它类型的 勘探，包含其它矿物（例如铜及镍）以及其它材料（例如煤）。这些仅为实例，且本发明还 可与其它类型的勘探一起使用。
[0031] 关于测井数据，本发明提供一或多个质量控制技术的使用以便改进测井数据的质 量。此类质量控制技术包含不同间距的伽马-伽马传感器之间的线性度验证；所记录密度 范围验证；井孔壁的内部直径与标称钻孔直径之间的比较；及借助于残差分析对由探针中 的短间距与长间距传感器测量的密度之间的比例性的验证。下文描述其中的每一者。
[0032] 通过伽马-伽马测井的地球物理方法确定密度
[0033] 伽马-伽马测井基于伽马辐射与物体的相互作用。具体来说，伽马-伽马测井涉 及伽马射线束横越特定材料的方式。可在促进康普顿（Compton)散射或约600keV的能量 范围中提供伽马射线束。
[0034] 在此方面，可应用发出伽马辐射的已知活动的辐射源（例如铯-137)。定位于受控 几何结构下方的一组传感器可积累横越所研究材料的伽马粒子。
[0035] 现在参考图1。在图1的实例中，将测井工具100放置在接近于待研究的材料102 处。举例来说，材料102可为井孔内部的岩石形成。
[0036] 工具100包含伽马源110及已知距离（由参考122展示）间隔开的至少一个伽马 福射传感器120。
[0037] 伽马源110提供行进到材料102中的伽马射线束。所述伽马射线束中的一些射线 束将偏转且被传感器120检测到，如束130所展示。
[0038] 特定来说，由于伽马粒子与地质材料102之间的相互作用，由传感器120观测的计 数相对于直接从辐射源观测的计数衰减，且接着根据下文方程式1使所述计数与地质材料 的密度相关联。
[0039] N = N〇e μ ρχ (1)
[0040] 在上文方程式1中，Ν是在传感器上检测的计数，Ν。是从所述源发出的直接计数， μ是质量吸收系数，ρ是材料密度，且X是源-传感器距离。因此，依据方程式1，由于μ、 X及Ν。是已知的，因此可基于在传感器处接收的计数Ν计算密度。
[0041] 已知方程式1中所涉及的参数，因此可能使材料102中的密度值与传感器120处 的伽马粒子计数的值相关。
[0042] 测井操作
[0043] 在操作中，伽马-伽马测井包含将测井探针引入到井孔中。工具配备有辐射源及 (在实践中）用于读取入射伽马粒子的每秒计数（CPS)的至少两个接收器传感器。所述两 个传感器与所述源相距不同但已知的间距。所述两个传感器用于确定岩石触点，所述岩石 触点受此些触点与每一传感器的接近度影响。
[0044] 特定来说，现在参考图2,其展示可下降到井孔202中的探针200的实例。探针200 包含具有已知性质的伽马辐射源210。举例来说，在一个实施例中，所述源可为铯-137。
[0045] 在图2的实例中，探针200包含两个传感器，即短传感器212及长传感器214。源 210与短传感器212及长传感器214之间的间距为预定且已知的。然而，在其它实施例中， 两个以上传感器可用于探针200上。传感器212及214可为可检测来自源210的伽马射 线束且提供准确计数的任何适合传感器。
[0046] 源210发出伽马射线束，如（举例来说）伽马射线束230及232所展示。在于井 孔202周围的材料内散射之后，各种伽马射线束可由短传感器212或长传感器214检测。
[0047] 在一些实施例中，探针200可包含用以确定孔的直径的卡尺240。如所属领域的技 术人员将了解，孔直径可基于例如易碎材料变得松散等因素或由于压缩使孔的直径减小而 变化。此卡尺240可进一步迫使探针200与井孔202的壁接触。
[0048] 在一个实施例中，利用通信缆线252将来自探针200的数据提供到数据