摘要：当前的测井资料质量验收完全靠人工完成，为了实现验收工作的自动化，开展了相关的研究工作：①利用相关分析法计算主曲线和重复曲线的深度差和相关系数，校深后逐点计算重复误差来判断曲线的重复性；②将曲线逐段拟合成直线，计算原曲线与拟合直线的相对均方差，从而判断曲线中是否存在平直现象；③将曲线的跳动异常看作一个剧烈的幅度变化与另一个、反向的剧烈幅度变化的组合，在曲线上逐点求差，通过判断是否存在两个相邻且反向的剧烈变化来判断曲线是否存在跳动异常；④利用活度法进行层段划分，挑选有代表的层段，计算层段上曲线之间的相关系数，判断曲线间的对应性。在自动验收方法研究的基础上，编制了相应的自动验收软件，在实际应用中，软件验收效率高，验收结果准确客观，有推广价值。
关键词：测井资料；质量；自动验收；曲线；异常；计算机软件；应用
0 引言
测井资料质量验收是石油天然气测井质量控制的关键环节[1]。原始资料的质量直接影响测井数据处理与解释的精度，进而关系到地区的勘探部署[2～3]。当前的测井资料质量验收工作主要由测井现场监督和室内资料验收员凭借个人经验进行，一方面对验收人员的业务能力要求较高，另一方面由于质量验收需要繁复的数值计算，即使是富有经验的验收员，也很难保证验收工作的准确和高效[1，4～5]。为了降低验收工作对验收员能力的要求，提高工作效率和准确性，对测井资料质量验收中最关键的重复性、曲线幅度异常、曲线对应性3个方面的自动验收方法进行了研究，并编制了相应的软件。
1 测井资料质量自动验收原理
1.1 重复性检查
重复性是指在相同的设备、相同的仪器操作人员、相同的环境下，同一井段两次测量的吻合程度，它反映测量工作的稳定性[1，4]。石油天然气行业标准SY/T 5132—2003《测井原始资料质量要求》中规定了各个测井项目的曲线重复性质量标准[6]。以行业标准为依据，对测井曲线重复性进行验收。
1.1.1曲线校深
计算主曲线和重复曲线的深度差，依据深度差进行深度匹配，使主曲线与重复曲线深度一致。
设重复曲线段上有N个采样点，表示为xn(n=1，2，…，N)，在主曲线上取同深度的N个采样点表示为yn(n=1，2，…，N)，则xn与yn相关系数计算公式如下：
由于主曲线与重复曲线测量的是同一井段，因此在深度对麻正确的情况下，两者之间府该有最好的相关性。为了得到正确的深度差，需将yn相对xn移动，寻找最大的相关系数。将yn相对xn移动M个采样点后，则xn与yn的相关系数为：
M是Yn相对于Xn的深度差(采样点数差)，式(2)在M＜＜N时适用。以M为变量，在适当的搜索窗长内变化，则当M正好为yn相对于xn的实际深度差时，计算得到的γxy应为最大。以此反推，在搜索窗长范围内，当计算的相关系数最大时，M即为yn相对于xn的实际深度差(采样点数差)。
1.1.2计算重复误差
根据质量标准，在各个幅度范围内逐点计算校深后的主曲线与重复曲线误差(绝对误差或相对误差)，与标准中允许的误差范围比较，判断是否合格。
2 曲线幅度异常检查
测井值是地层参数对测井仪器的物理响应，正常的测井过程测得的测井曲线应幅度变化适中，不存在与地层条件无关的平直或跳动等异常[1，7]。
为了对不同幅度范围的曲线建立统一的平直、跳动判断规则，在进行验收前先对测井曲线做归一化处理(电阻率曲线取对数后归一化)。
2.1 曲线拟合法检查曲线平直
2.1.1曲线拟合
测井曲线“平直”现象在曲线图上的形态如图1中RLLD曲线所示，为一段竖直线。因此可将曲线拟合为：
yn=a (n=1，2，…，N) (3)
式中：yn为归一化后的测井曲线值；a为常数。
根据最小二乘法原理，令实际曲线与拟合曲线误差平方和最小，解得：
2.1.2平直判别
由于拟合后的函数形态为竖直线段(自变量对应变量无影响力)，无法计算测定系数[4]，因此利用相对均方差来表示实际曲线相对于拟合曲线的分布情况。即
相对均方差越小，说明拟合的曲线越接近实际曲线的形态。因此可根据相对均方差的值来判断曲线是否接近平直。
2.2 逐差法检查曲线跳动
2.2.1求逐差曲线
测井曲线“跳动”现象在曲线图上的形态如图1中DT曲线所示，为一段正常幅度变化的曲线包含一个位于曲线中部的跳动尖峰。为了弱化曲线正常的幅度变化、强化相对剧烈的曲线跳动，对曲线相邻两点求差，并作以下处理得到逐差曲线。即
其中：△y=yn-yn-1(n=2，3，…，N)；ε为固定值(经验值)。
2.2.2跳动判别
测井曲线“跳动”现象可定义为：曲线在某点幅度值相对前一点发生较大变化，在一定的搜索范围内又发生较大的反向变化(相对前一变化)。因此检查曲线在某点是否存在“跳动”时，首先判断在该点附近(前后m各点)是否发生了较大变化，然后判断是否也存在较大的反向变化。
可用以下两个条件判断曲线是否在第九个点(前后各搜索点)发生了“跳动”。即
式(7)说明在第n个点附近存在较大变化，在满足式(7)的同时满足式(8)说明在该点附近也存在较大的反向变化，可判断为“跳动”。
2.3 曲线对应性检查
曲线对应性检查是在岩性特征明显层段检查各种测井响应是否具有正确的响应，通过计算特定层段曲线之间的相关系数来检查其对应性[1]。
2.3.1划分层段
活度能反应曲线的变化率，进而指示地层界面，因此采用活度法划分层段。
选择一条能较好反映岩性界面的曲线(通常为伽马曲线)，记为yn(n=1，2，…，N)，并用下式来计算其活度：
按照下式对活度曲线进行处理，得到活度曲线上各段的变化类型：
其中：△an=an+a-an
如果相邻两段的曲线变化类型相同，则将其合并为一段，变化类型依然用式(10)判断，直到任意相邻两段变化类型都不相同。根据各段曲线变化类型，可以找到活度曲线的峰值位置(曲线变化类型up-down或up-zero-down)，进而得到层段界面，相邻两个层段界面之间的深度段，即为划分得到的层段。
2.3.2选择层段
在划分得到的层段中，选择层段界面明显(表现为活度峰值大)、层段内曲线值变化较小(表现为层段内曲线均方差小)、厚度较大的层段。
2.3.3计算相关系数
在选择的层段内，利用式(2)计算曲线之间相关系数，与质量标准或用户设定范围比较，判断曲线质量。
3 软件应用
在对测井资料质量自动验收方法进行研究的基础上，编制了相应的软件，在油田的实际应用中，提高了验收工作的效率和准确性。以青海油田某井原始资料的实际验收情况为例说明软件的有效性。
图2为资料中深度校正后的总自然伽马(SGR)、钾含量(K)曲线的主曲线和重复曲线图，石油天然气行业标准SY/T 5132—2003《测井原始资料质量要求》中对自然伽马能谱测井重复性的要求为：重复曲线与主曲线形状基本相同，总自然伽马重复测量值相对误差应小于5%，钾的重复测量值相对误差应小于10%。结合企业生产实际，约定重复误差符合标准的井段总长度不得少于45m(常规测井重复曲线至少测50m，50m时90%要符合标准，即50×90%=45m)。软件经计算得：曲线SGR重复曲线与主曲线相关系数为0.983，曲线校深后，重复误差符合标准的井段总长度为53.5m；曲线K重复曲线与主曲线相关系数为0.765，校深后，重复误差符合标准的井段总长度为36.5m。因此，软件得到重复性检查结论：曲线SGR合格，曲线K不合格。
图3为资料中感应电阻率曲线(RILD)及同次测井带测的张力曲线(TEN)、速度曲线(SPD)。软件利用曲线拟合法检查出1888.11～1889.21m为平直段(幅度值均为0.2Ω·m，该段相对均方差为0)，同时张力曲线和速度曲线在相应的深度段没有明显异常，说明并不是因为仪器遇卡现象引起的平直段.因此软件判断1888.11～1889.21m为平直异常。
图4是资料中伽马曲线(GR)、密度曲线(DEN)、中子曲线(CN)。以GR曲线为基准曲线划分层段并挑选层段，1736.81～1750.61m和1768.01～1777.51m(图中红框标示)是软件挑选的两个层段，在两个层段DEN曲线和CN曲线的相关系数分别为-0.75和-0.74，与预先设置的规则(负相关、最小相关系数0.7，依据地区经验设置)相比，软件判断DEN曲线和CN曲线的对应性合格。
4 结论
1) 对测井资料质量自动验收方法进行深入研究，将相关分析方法应用到重复性检查，解决了计算主曲线与重复曲线深度差和相关系数的问题；利用曲线拟合法和逐差法分别实现了曲线平直和跳动异常的检查；将活度法用于曲线对应性检查，提出了对应性自动验收的有效流程。
2) 在方法研究的基础上，编制了相应的自动验收软件，在实际应用中，软件验收效率高，验收结果准确客观，有推广价值。
3) 目前自动验收软件作为验收工作的辅助工具，能够帮助验收人员进行部分项目的验收工作，但它在功能上有一定的局限性，比如质量控制中极为重要的刻度验收，由于各个测井仪器生产厂家对刻度文件格式严格保密，软件无法读取正确的刻度信息，因此对刻度验收无能为力。如何使验收工作最大限度的自动化，是今后的研究方向。
参考文献
[1] 沈琛.测井工程监督[M].北京：石油工业出版社，2005.
[2] 张荣义，唐楷，张培，等.川东石炭系流体性质的测井响应特征与判别方法[J].天然气工业，2008，28(1)：73-75.
[3] 程超，梁涛.基于老测井系列的数字处理方法[J].天然气工业，2008，28(1)：67-69.
[4] 黄坚，张红杰，赵卫平，等.测井资料质量控制与评价[J].工程地球物理学报，2005，2(2)：134-138.
[5] 陈建清.浅析测井一体化作业过程的质量控制[J].西部探矿工程，2003，15(1)：64-65.
[6] 胜利石油管理局测井公司.SY/T 5132—2003测井原始资料质量要求[S]∥国家发展和改革委员会.北京：石油工业出版社，2003.
[7] 冯庆付，王建强.火成岩天然气储层最优化测井数字处理方法[J].天然气工业，2007，27(8)：38-40.
(本文作者：张军 李洪奇 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室)
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