伽玛测井分层解释法的程序实现与应用

杨利容，黄元清，王 祺

(1．成都理工大学，四川 成都610059;2．四川省核工业地质局，四川 成都610021;3．四川省核工业地质调查院，四川 成都610061)

伽玛测井分层解释法的程序实现与应用

杨利容1、2，黄元清3，王 祺3

(1．成都理工大学，四川 成都610059;2．四川省核工业地质局，四川 成都610021;3．四川省核工业地质调查院，四川 成都610061)

在VC++平台下，通过对自然伽玛测井数据和分层解释法中反褶积计算方法的分析，编程实现了自然伽玛测井数据曲线的自动绘制。并且，通过图形化操作可以对地质特征参数实现自动计算，进一步对自然伽玛测井数据进行反褶积法计算，最终获得单元层的铀含量，实现自然伽玛测井分层解释。通过应用程序对测井模型数据的处理表明，采用图形化求取特征参数，可以极大地降低特征参数获取的难度。程序计算的单元层含量与实际含量进行对比，结果表明，只要采用合适的计算长度，其计算误差就可控制在2%以内，并且可以很好地区分测井模型中10 cm的夹层，同时说明通过该方法获得的特征参数是合适的。

伽玛测井;反褶积;VC++

0 前言

自然伽玛测井是放射性矿产勘查中的重要手段，放射性矿产的储量计算，往往是由测井提供重要的数据。然而在传统的面积法对测井数据处理的过程中，存在较大的缺点，它既不能提供矿层内铀、钍含量的变化形态，也不能把矿层群中的夹层区分出来。同时还需要制图和面积测量，人为的误差也较大［1]。自上世纪八十年代以来，国外就对测井数据的处理方法展开了各种研究。我国在九十年代，汤彬等人［1]对分层解释法进行了较深入的研究［2～6]。目前，比较通用的处理方法是反褶积分层解释法，该方法只需要采用一个地质特征参数(或视地质特征参数α)，而且其数值可以根据实际的放射性测井曲线来确定，从而在很大程度上消除了钻孔条件和地质环境诸多参数的影响［7]。因此可以消除或者部份地解决长期以来传统方法存在的问题。

由于反褶积分层解释法存在计算量较大的缺陷，因此人工计算往往满足不了现代工作效率的要求。作者在本文中，就是将反褶积分层解释法用计算机编程，实现计算自动化，以提高计算效率。

1 方法及程序实现

1．1 反褶积计算

反褶积法是七十年代末由加拿大学者卡纳威(J．G．Conaway)提出来的一种分层解释方法，八十年代初，该方法被引入我国，并在铀矿物探界进行了推广［8]。特别是特征参数α实测方法的研究取得成功，使反褶积法完全可以投入生产。作者在本文计算所采用的是斜率法，从钻孔实测的伽玛照射量率曲线上求取，反褶积计算，从而进行分层解释。其中，反褶积计算通式为［7，9]:

式中qi为第i个单元层含量的数值，以百分数表示;Ii为测点i的γ照射量率的数值，单位为纳库每千克时(nC/(kg·h));α为特征参数，与探头结构、钻孔条件和地层环境参数有关;表示单位吸收厚度对γ照射量率衰减的百分数，单位(1/m);h为单元层厚度，单位为(m);Hk为算子长度，只与算子长度的(2 m+1)有关，当2 m+1取值1、3、5时，分别对应一点式反褶积、三点式反褶积和五点式反褶积。

五点式反褶积为:

从上述公式可见，在反褶积计算中，特征参数的选择是否合适，直接影响计算结果的准确性。

1．2 程序实现

本程序设计主要从四个方面进行:①数据准备;②参数设计;③图形交互;④反褶积计算。

1．2．1 数据准备

由于我国测井设备不一，数据格式不一，但都能与Windows自带的记事本兼容，因此本程序选用了记事本的文本格式，且数据只需要测量深度和辐射强度(或计数)。数据的读入可采用以下结构。struct WellLogging_Data/*定义读入数据的结构体*/

{int DataNum;/*定义数据序号*/

double Deep;/*定义深度*/long int count;/*定义测量值*/};在定义数据结构后，就可以通过CFileDialog类和CFile对数据进行读写了。

1．2．2 参数设计

VC++专门设计了资源编辑器，使用资源编辑器，我们无需编写资源文件，就可以增加菜单、对话框，为我们的软件系统增添显示信息并取得用户数据的人机交互界面［10]。通过这个功能，我们将参数设置设计为一个对话框，然后在需要的地方调用该对话框。其调用如下:

ParaSetDlg dlg;

调用后的结果如图1所示。

图1 参数设置对话框Fig．1 Parameter settings dialog

1．2．3 图形交互

Windows程序与Dos程序最大的区别，就在于Windows有一个很友好的图形界面，可以让使用者轻松地学会操作。图2是本程序在调入测量数据后显示的曲线图，用户可以通过键盘和鼠标对曲线进行光标移动，曲线放大、缩小等操作。同时，使用者可以非常直观地根据伽玛测井曲线形态，选择合适的特征参数计算点，程序将通过使用者在屏幕上确定的计算点，自动计算特征参数。

图2 程序主框架图Fig．2 Main frame of software

该程序实现主要是在View类中的OnDraw中，通过调用画图函数对测量数据进行画图，同时通过对快捷键的设置和工具栏的设置与编程，可以很方便地实现人机交互。

1．2．4 反褶积计算

反褶积计算是整个程序的关键内容，其功能的实现均是为此服务的。作者在本程序中，提供了三点反褶积和五点反褶积二种方法。五点反褶积的实现如下:

for(int i=m_nStartNum+2;i＜=m_nEndNum－2;i++)

{

m_LContent［i]=m_nKr*((double((Well_Temp［i]．count－m_nAveCount))/m_nKu)－double((－(Well_Temp［i－2]．count－m_nAveCount)+16*(Well_Temp［i－1]．count－m_nAveCount)－30*(Well_Temp［i]．count－m_nAveCount)+16*(Well_Temp［i+1]．count－m_nAveCount)－(*Well_Temp［i+2]．count－m_nAveCount)))

/(12*m_nKu*m_nHigh*m_nCharacA*m_nHigh*m_nCharacA));

}。

计算后的结果以文本格式输出。

2 程序应用

为了检验程序计算的准确性，作者选用了分别采用矿层厚度为10 cm的模型(见表1)、矿产厚度为10 cm～10 cm夹10 cm的模型(见下页表2)，以及γ测井模型的数据进行试算。从计算的结果可以看出:

(1)无论是单层的薄层矿体还是含有夹石的多层薄层矿体，程序计算结果都可以准确地将其分辨出来。

(2)从计算结果来看，单层矿层的计算结果与实际含量的最小误差仅为－0.09%(九点式反褶积)，含夹层的计算结果最小误差为－0.28%(七点式反褶积)。由此可见，通过测井曲线计算特征参数，计算结果是准确的，这也表明通过图形化计算的特征参数是合适的，符合实际情况。

(3)从采用的计算方法来看，随着算子长度加长，反褶积分层解释法效果愈好，计算含量的精度愈高，如采用七点式和九点式的计算误差，均控制在2%以内。但过长的算子长度，也会带来一定的误差，如采用十一点式时，其计算精度反而不如七点式和九点式。

表1 矿层厚度为10 cm模型γ测井数据及解释结果Tab．1γlogging data and interpretation of themodel of 10cm thick

表2 矿层厚度为10～10 cm夹10 cm的模型γ测井数据及解释结果Tab．2γlogging data and interpretation of themodel in 10 cm thick layer and 10cm interbeded layer

3 结论

反褶积分层解释法，是目前伽玛测井资料解释中最常用、最重要的一种方法。作者在VC++的开发平台上，在较短的时间内实现了该方法的计算机自动计算，并实现了地质特征参数α的交互式计算。经计算结果表明，选择合适的算子长度，计算误差可以很好地控制在2%以内。该计算结果也表明，通过程序图形化获得伽玛测井曲线的地质特征参数是可行的、正确的。当然，该程序在对数据预处理方面还有很多可以优化和加强的地方。

［1]秦积庚．反褶积分层解释的判别因子分析方法［J]．物探化探计算技术，1991，13(3):185．

［2]汤彬．γ测井“反褶积”特征参数α的初步探讨［J]．华东地质学院学报，1984(1):83．

［3]汤彬，段波．伽马测并分层解释的单一系数分解法［J]．物探化探计算技术，1989(11):178．

［4]张书成．伽玛能谱测井反褶积分层解释中的一种简单计算方法［J]．地球物理测井，1990(14):248．

［5]场彬、陆玲，伽玛谢井形态系数的实铡方法［J]．华东地厦学院学报，1988(4):135．

［6]郄树海，王小卫．确定性反褶积方法研究［J]．西北油气勘探，2006(18):343．

［7]汤彬．γ测井分层解释法［M]．北京:原子能出版社，1993．

［8]CONAWAY JW，KEELING PG．Quantitative Uranium Determinations from Gamma－Ray Logs by Application to Digital Time Series Analysis［J]．Geophysics，1978(43):456．

［9]γ测井规范［S]．EJ/T 611－2005．

［10]David J．KruglinsKi，ScotWingo，George Shepherd．Visual C++技术内幕［M]．，北京:希望电子出版社，1999．

TP 316.7

A

1001—1749(2011)02—0227—04

2010－09－27改回日期:2010－12－14

杨利容(1973－)，女，重庆人，工程师，博士，主要研究方向:地球探测与信息技术。