一种随钻测井数据实时处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油钻井、随钻测井技术领域中的一种随钻测井数据实时处理方法。
【背景技术】
[0002] 在石油行业地质导向钻井和随钻测井中，通常是通过随钻测井实时曲线进行砂泥 岩剖面划分及油水层的定性分析等快速随钻测井解释。由于随钻测井数据是通过井下泥浆 脉冲信号上传到地面，信号在传输信道中往往会受到一些干扰造成地面接收到的实时随钻 测井数据振荡，产生"毛刺"现象。另外，由于地层的地质构造及软硬程度不同直接影响着 钻速，而钻速的不同又会影响着地面接收到的随钻测井实时数据的采样密度，采样密度不 同会造成两方面的影响；（1)在进行随钻测井实时数据绘制时，数据采样点多的地方会出 现"黑点"，数据采样点少的地方会出现"拉直线"现象，影响随钻测井实时解释；（2)由于采 样密度的不同，不同的随钻测井曲线之间、随钻测井曲线与内存随钻测井曲线之间W及实 时随钻测井曲线与电缆测井曲线之间不能很好地进行相关对比分析。因此随钻测井数据的 实时处理方法特别是曲线奇异值的检测与剔除、随钻测井网格化及采样间隔等间距化就显 得尤为重要。
[0003]通过地面采集到的随钻测井实时数据建立数据重采样模型需要满足W下条件： (1)重采样后曲线要过已知点，即已知数据要满足数据重采样模型；(2)重采样后的曲线要 保持原有曲线的变化趋势；（3)重采样后的曲线形态要光滑，即曲线具有连续的一阶导数 或二阶导数。
[0004]目前，公知的插值方法有牛顿、拉格朗日、埃尔米特等全局多项式插值和H次样条 插值，其中又次样条最为常用。由于该些方法容易出现形态摇摆现象或计算量较大，因 而在随钻测井数据重采样应用中不太令人满意。此外，克里金、分形等方法也可用于随钻测 井数据插值，但由于其自动化程度低或步骤繁琐也不便于推广使用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种包括随钻测井数据奇异点检 巧1|与剔除、随钻测井实时数据采样间隔等间距化重采样模型建立，满足随钻测井数据实时 快速解释需求的随钻测井数据实时处理方法。
[0006] 本发明的技术方案为：
[0007]-种随钻测井数据实时处理方法，首先利用薄层阔值法结合峰峰/谷谷比值法进 行随钻测井数据奇异点检测与剔除；然后对实时获取的随钻测井数据进行网格化分析，建 立数据重采样模型实现不等间距的随钻测井数据等间距化。
[0008]上述方案进一步包括：
[0009]针对利用薄层阔值法结合峰峰/谷谷比值法进行随钻测井数据奇异点检测与剔 除，首先，根据仪器的垂直分辨率确定地层的薄层阔值大小，然后，根据随钻测井数据地层 响应特征确定峰峰/谷谷比值范围，最后，综合分析薄层阔值与峰峰/谷谷比值进行随钻测 井数据奇异点检测与剔除。
[0010] 随钻测井实时数据奇异点检测与剔除具体包括如下步骤：
[0011] 1)根据仪器的垂直分辨率确定地层的薄层阔值大小0 ;
[0012] 2)根据所研究区块随钻测井数据地层响应特征确定峰峰/谷谷比值范围
[Pmin,Pmax];
[0013] 3)利用导数极值法对获取的随钻测井实时数据进行极大极小值求取，确定随钻测 井实时数据的波峰点和波谷点；
[0014] 4)逐次判断两个相邻波峰或波谷之间的距离As,将此距离与地层薄层阔值进行 比较，
[0015]如果AS< 0，且该点为波峰，则计算该波峰与相邻波峰对应的随钻测井数据的 比值，如果该比值在区间[Pmi。，PmJ内，则继续步骤W，否则该峰峰之间的数据点判为奇异 占- ；、、、?
[0016]如果As< 0，且该点为波谷，则计算该波谷与相邻波谷对应的随钻测井数据的 比值，如果该比值在区间[Pmi。，PmJ内，则继续步骤W，否则该谷谷之间的数据点判为奇异 占. ；、、、?
[0017]如果AS> 0，则继续步骤W;
[001引W重复步骤4)，直到所有的波峰/波谷点判断完毕；
[0019] 6)对上述步骤中判为奇异点的值进行剔除，该点的值采用5点汉明函数平滑法进 行求取。
[0020] 针对实时获取的随钻测井数据进行网格化分析，建立数据重采样模型实现不等间 距的随钻测井数据等间距化，设定时间间隔At,每间隔At时间对获取的随钻测井数据进 行等间距处理，其步骤如下：
[0021] 1)选取深度数据间隔S，邻域半径为5 /2 ;
[002引 2)对时间间隔At内的随钻测井数据进行网格化处理，分成n个均匀的网格区 间；
[002引 3)将深度值落在网格区域± 5/2(i= 1，2,3,…，n)的数据点作为第i 个网格的数据集合；
[0024] 4)判断第i个采样区间数据集合的大小，如果数据集合不为空则将该数据集合内 的所有数据点的深度值及随钻测井数据分别进行算术平均，将深度算术平均值作为该采样 区间的随钻测井数据采样点深度值depj(j= 1，2, 3,…，ni)，将随钻测井数据算术平均值作 为该采样区间的采样点值xj(j= 1，2, 3,…，ni)，其中ni为采样点个数；
[0025] 5)根据预设的等间距采样间隔0对时间间隔At内的随钻巧IJ井深度进行数据重 采样depthk化=1，2, 3,…叫），设各深度值对应的随钻测井数据为xxk化=1，2, 3,…，叫）， 其中n,为重采样后深度点总个数；
[0026] 6)利用重采样模型对每个重采样点进行随钻测井数据重构，首先利用对半插 入排序法确定重采样点的深度值depthk化=1，2, 3,…，rg落在采样区间哪两个采样 点深度depj(j= 1，2,3,…，叫）之间，然后根据建立的重采样模型结合采样点值xj(j= 1，2, 3,…，叫）求取每个重采样点对应的随钻测井数值xxk化=1，2, 3,…，ri2)。
[0027] 利用Akima插值算法实现重采样模型，具体运算过程如下：
[002引设给定的n个不等距样点为（Xk,yj化=0, 1，…，n-1)，x0 <Xi<w<Xn_i。若在子区间[Xk，xw]化=0，1，2,…，n-。上的2个端点处有W下4个条件
[0029]
【主权项】
1. 一种随钻测井数据实时处理方法，其特征是：利用薄层阈值法结合峰峰/谷谷比值 法进行随钻测井数据奇异点检测与剔除；对实时获取的随钻测井数据进行网格化分析，建 立数据重采样模型实现不等间距的随钻测井数据等间距化。
2. 根据权利要求1所述的随钻测井数据实时处理方法，其特征是所述利用薄层阈值法 结合峰峰/谷谷比值法进行随钻测井数据奇异点检测与剔除包括：首先，根据仪器的垂直 分辨率确定地层的薄层阈值大小，然后，根据随钻测井数据地层响应特征确定峰峰/谷谷 比值范围，最后，综合分析薄层阈值与峰峰/谷谷比值进行随钻测井数据奇异点检测与剔 除。
3. 根据权利要求2所述的随钻测井数据实时处理方法，其特征是随钻测井实时数据奇 异点检测与剔除具体包括如下步骤： 1) 根据仪器的垂直分辨率确定地层的薄层阈值大小σ ; 2) 根据所研究区块随钻测井数据地层响应特征确定峰峰/谷谷比值范围[pmin，Pmax]; 3) 利用导数极值法对获取的随钻测井实时数据进行极大极小值求取，确定随钻测井实 时数据的波峰点和波谷点； 4) 逐次判断两个相邻波峰或波谷之间的距离Λ s，将此距离与地层薄层阈值进行比较， 如果As < 〇，且该点为波峰，则计算该波峰与相邻波峰对应的随钻测井数据的比值， 如果该比值在区间[pmin，Pmax]内，则继续步骤5)，否则该峰峰之间的数据点判为奇异点； 如果As < 〇，且该点为波谷，则计算该波谷与相邻波谷对应的随钻测井数据的比值， 如果该比值在区间[pmin，Pmax]内，则继续步骤5)，否则该谷谷之间的数据点判为奇异点； 如果As > σ，则继续步骤5); 5) 重复步骤4)，直到所有的波峰/波谷点判断完毕； 6) 对上述步骤中判为奇异点的值进行剔除，该点的值采用5点汉明函数平滑法进行求 取。
4. 根据权利要求1或2、3所述的随钻测井数据实时处理方法，其特征是所述建立数据 重采样模型实现不等间距的随钻测井数据等间距化包括，设定时间间隔△〖，每间隔At时 间对获取的随钻测井数据进行等间距处理，其步骤如下： 1) 选取深度数据间隔S，邻域半径为δ /2 ; 2) 对时间间隔At内的随钻测井数据进行网格化处理，分成η个均匀的网格区间； 3) 将深度值落在网格区域（i-1) * δ 土 δ/2 (i = 1，2, 3,…，η)的数据点作为第i个网 格的数据集合； 4) 判断第i个采样区间数据集合的大小，如果数据集合不为空则将该数据集合内的所 有数据点的深度值及随钻测井数据分别进行算术平均，将深度算术平均值作为该采样区间 的随钻测井数据采样点深度值dep^j = 1，2, 3,…，Ii1)，将随钻测井数据算术平均值作为该 采样区间的采样点值\ (j = 1，2, 3,…，Ii1)，其中Ii1为采样点个数； 5) 根据预设的等间距采样间隔〇对时间间隔At内的随钻测井深度进行数据重采样 depthk(k = 1，2, 3,…n2)，设各深度值对应的随钻测井数据为xxk(k = 1，2, 3,…，n2)，其中 n2为重采样后深度点总个数； 6) 利用重采样模型对每个重采样点进行随钻测井数据重构，首先利用对半插入排序法 确定重采样点的深度值depthk(k = 1，2, 3,…，n2)落在采样区间哪两个采样点深度depj(j =1，2, 3,…，II1)之间，然后根据建立的重采样模型结合采样点值Xj (j = 1，2, 3,…，II1)求 取每个重采样点对应的随钻测井数值xxk (k = 1，2, 3,…，n2)。
5.根据权利要求4所述的随钻测井数据实时处理方法，其特征是利用重采样模型对每 个重采样点进行随钻测井数据重构的重采样模型可利用Akima插值算法实现，具体运算过 程如下： 设给定的η个不等距样点为（xk, yk) (k = 0, 1，…，n-1) ,Xci < X1 <~< Xlri。若在子区 间[xk，xk+1] (k = 0, 1，2,…，n-2)上的2个端点处有以下4个条件
则在此区间上可惟一确定1个三次多项式 S (X) = 0〇+〇! (x-xk) +C2 (x-xk) 2+c3 (x-xk) 3 由此式可以计算该子区间中的插值点x(x e [Xk，Xk+1])处的函数近似值； 根据Akima几何条件，中心点k处导数tk用下式计算
且在端点处需要满足条件
可得到区间[xk，xk+1] (k = 0, 1，"'11-2)上的三次多项式的系数为
【专利摘要】本发明公开了一种随钻测井数据实时处理方法，利用薄层阈值法结合峰峰/谷谷比值法进行实时数据奇异点检测与剔除，消除随钻测井高频的振荡干扰造成的“毛刺”现象，提高实时随钻测井曲线信噪比；对实时获取的随钻测井数据进行网格化分析，通过建立随钻测井实时数据重采样模型，实现随钻测井实时数据网格化及采样间隔等间距化处理，满足不同的随钻测井曲线之间、随钻测井曲线与内存随钻测井曲线之间、实时随钻测井曲线与电缆测井曲线之间相关对比需求。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104866636
【申请号】CN201410060947
【发明人】杨锦舟, 马海, 张海花, 张智勇, 杨全进, 唐海全, 丁景丽, 施斌全, 林楠, 陈沛沛, 李运升
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月24日