提高自然伽马测井质量的技术研究

摘要：自然伽马测井技术在矿产的开采、开发，古地理和气候环境的研究中已经得到了广泛的应用。在油气田企业中，自然伽马测井技术主要用于对井与井之间的地质结果进行对比分析，对井下油气的存储量进行估算，确定岩土和沉积物的属性，对火成岩石的缝隙等进行分析。在实际的测井过程中容易受到多种因素的影响，只有从各个环节的多个方面采取性质有效的方法，才能保证测井的质量。

关键词：自然伽马；测井质量；技术方法；油气田企业；矿产开发

中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）36-0045-02

自然伽马测井技术于20世纪70年代在油气生产企业中得到了广泛的推广和应用。在油气田企业中这种技术主要用于对井与井之间的地质结果进行对比分析，对井下油气的存储量进行估算，确定岩土和沉积物的属性，对火成岩石的缝隙等进行分析。自然伽马的测井质量主要受到两个方面的因素影响，分别是下井仪器的基本性能以及地面系统所采用的信号数据资料处理方式和方法。其中前者是决定测井质量的基本因素。要想提高自然伽马井的整体运作质量，就应该把握这设计的核心，确保新的产品具有优良的品质和性能。为了提高测井质量，应该从下井的仪器的性能、地面数据处理的方法以及数据后处理的方法等方面入手，采取相应的技术和措施。但是，只是单方面的改变井下检测技术根本无法从根本上解决这些问题，只有同时采用恰当的地面数据处理方法和措施，才能够从根本上提高自然伽马测井的质量。最近几年随着技术的不断发展，自然伽马测井的后处理方法取得了很大的发展和进步。后处理方法主要是对测井的曲线采用进一步的处理方法和措施，来达到提高曲线分辨率，解决测井在实际工作过程中遇到的困难问题。因此，从总体上而言要想提高自然伽马测井的质量，就应该从下井仪器的性能、地面数据的处理方式和方法以及后处理等方面入手，之后三者之间相互协作，共同改进才能够不断提高测井的质量。

1 下井仪器的性能

1.1 下井仪器的设计

下井仪器的设计主要包括探测器设计、抗干扰设计以及三次设计技术应用三个方面：（1）探测器设计，自然伽马测井过程中对于统计特性的要求，迫使操作人员对探测器的探头尺寸不断的增大，以提高计数率降低统计数据的起伏波动。探头尺度的增大经常会受到仪器外部轮廓的限制，使其能够发挥的潜力十分有限。如果增大探头的长度就会带来薄层分辨能力下降的问题。于是，在对探测器进行设计过程中应该对各方面的因素综合考虑，合理的价格范围内，最大可能地满足探测器的基本性能、薄层的分辨率以及产品固有的测量属性，实现最大的性价比。（2）抗干扰设计，抗干扰设计是保证测量的信号数据能够完整、准确地传达地面数据分析系统的关键。抗干扰设计过程中采取的措施主要有屏蔽、滤除以及抑制。其中屏蔽又主要包括电屏蔽以及磁屏蔽两种形式；滤除主要是通过具有鉴别功能的电路，去除干扰的信号，提取出有用的信号；抑制的主要功能是通过元器件结构布局以及信号电路的合理设计，来确定信号的走向，以获取有用的信号数据。（3）三次设计技术的应用，其主要目的就是在保证电路基本性能以及稳定性的基础上，不断降低成本，并且采用设计技术实现三类元件制造的有机组合。

1.2 下井仪器刻度

（1）确定恰当的采样时间。同样的井下地质特征，如果采用不同类型的仪器开展测量工作，那么就会获得不同类型数据资料。给数据资料之间的对比分析带来了极大的难度，为了能够有效地解决这一问题，应该采取的措施和方法是进行仪器的标准化处理。同时，为了能够确保采样数据之间的可比性，应该采取的另一方法措施是确定恰当的采样时间，其中本底的采用时间以及加源刻度的采样时间应该根据统计数率相对误差的影响合理的设计。（2）仪器的工作状态应该一致化。仪器工作状态对于采样信号数据的可比性具有较大的影响。因此为了保证测井的质量，在对仪器时刻进行设计的过程中，应该保证工作状态与测井的时刻工作状态保持一致。

2 地面数据处理方法

如果数据处理方法选用得不够恰当，即便是再好的下井仪器性能，也不能够得出质量较高的测井曲线。在对伽马信号数据进行实时的筛选、分析和测量的过程中，伽马放射性的强度、仪器的灵敏度以及过滤的方式等都会给地面数据的分析带来极大的影响。因此，根据测井地面的环境特征以及地质条件，伽马测井仪器的固有特征属性等，选取适合不同数字滤波的分析方法，建立一种比较完善的数据分析体系，对于提高测井的质量具有重要的价值和意义。

目前可以选取的数据处理方法主要有自适应滤波方法、加权平均滤波权值确定方法以及建立灵活可选的数字滤波等。其中自适应滤波方法是数据处理过程中研究最为集中的一种方法，这种方法的主要目的是在满足数据分析基本性能的基础上，不断提高数据处理的速度，降低数据处理的成本。这种方法可以根据测井工程的具体特征，灵活地进行细节的设计和具体方法的选用，具有很好的适用性。

3 后处理方法

采用后处理方法的主要目的是，进一步提高测井曲线的质量，以最终保证测井的整体质量。最具有代表性的后处理方法主要有正则反化褶积方法、小波变换方法、区域分形投影方法以及对曲线进行分段处理等。其中：（1）正则反化褶积处理方法中含有一种信噪比测井数据分析功能，其能够根据信号数据中噪声的大小选择正则化的因子对问题进行处理，这种方法是提高测井质量的有效的后处理方法。（2）小频率变换分析方法，这种方法认为测井曲线上不同的频率信号对应不同来源的信息，例如曲线上高频成分通常被认为是对应地下薄层信息，这些信息由于受到信号周围的地层影响较大，使得反应薄层的信息被削弱。在对小波进行变换处理的过程中，常采用“分频加权重构”作为主要的指导思想，对于测井曲线上的高频率信号进行能力补偿处理，从而通过提高测井曲线垂直分辨率的形式，提高测井曲线的质量。（3）频域分形投影方法能够综合地利用多种应用数学理论知识，诸如频谱分析、分形几何位势论、小波变换以及射影定理等，实现不同测井数据资料之间的分辨率的转变，提高测井曲线的质量。（4）对曲线进行分段处理，测井曲线呈现的形式是多种多样的，如果对于整条曲线都采用一种方法进行处理，会存在较大的误差，面对这种情况分段处理就是一种很好的方法。例如，一条测井曲线可能是不平稳的，但是在测井曲线的某些部分却又是平稳的，这就为有效地采用分段处理方法提供了重要的依据和条件。采用分段处理的方法能够使波动情况不同的各段获得相同的误差标准，进而提高测井的质量。因此，对于测井曲线采用分段后处理方法进行分析，也是提高测井质量的一种重要的

方法。

4 结语

伽马测井质量的影响因素是多方面的，提高测井质量也是最近几年研究的重点工作，研究的领域主要集中在增大探测器的尺寸以提高计数的效率、提高传感速率以及集成化设计和制造等方面。这些方法能够在一定程度上改善测井的质量，但是现有的测量技术和方法可以用于挖掘的潜力已经十分有限。随着技术的不断发展，对于数据信号精确度要求的不断提高，研究提高自然伽马测井质量的方法和措施成为了一项重要的科研工作。本文的研究提出了提高自然伽马测井质量的技术方法，并且具有良好的效果，具有一定的参考价值和借鉴

意义。

参考文献

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作者简介：何汉国（1967-），男，甘肃会宁人，甘肃煤田地质局一三三队测井公司经理，工程师，研究方向：测井。