[发明专利]一种基于LWD随钻仪器实时三维伽马成像数据处理方法

权利要求书

1.一种基于LWD随钻仪器实时三维伽马成像数据处理方法，其特征在于，在LWD实际测量中，实时三维伽马成像的数据包括井深(md)、井斜(inc)、方位(azm)和GR_i(GR表示为方位伽马短节测量的地层伽马特性)＝1，2,...n，n代表的方位伽马测井最大测量的扇区个数，n一般为2，4，8，16；

其中md表示的是井的深度，当仪器在井下工作的时候，可以认为仪器所在的深度为md；inc表示井斜角，azm表示的井的方位，通常以(depthmwd，inc，azm)表示，其中depthmwd＝md-零长(井斜、方位)；GR表示为方位伽马短节测量的地层伽马特性，其中数据表示为(depthgr，GR_i)，其中depthgr＝md-零长(GR)；LWD测量井斜和方位的频率要远远小于测量地层伽马特性的频率；

在实现三维伽马成像之前，现场工程师会将接头点给出，主要包括depthmwd_ti、inc_ti、azm_ti、tvd_ti、ns_ti和ew_ti六个参数，其中depthmwd_ti表示为接头点的井深，inc_ti表示为接头点井斜，azm_ti表示接头点的方位，tvd_ti表示接头点的垂深，ns_ti表示接头点南北位移，ew_ti表示接头点东西位移；

包括以下步骤：

步骤1、在LWD仪器中，方位伽马测量的短节比测量井斜和方位的短节更靠近钻头，所以在当前测量的(depthgr，GR_i)比(depthmwd，inc，azm)的深度大，即depthgr大于depthmwd；为了使测量的(depthgr，GR_i)范围的伽马值有井斜和方位进行匹配，需进行(depthmwd，inc，azm)补齐，所有测量点的井斜和方位的数据格式(depthmwd_ti，inc_ti，azm_ti)，(depthmwd₁，inc₁，azm₁)，(depthmwd₂，inc₂，azm₂)，……(depthmwd_k，inc_k，azm_k)，(depthgr，inc_k，amz_k)；式中(depthmwd_ti，inc_ti，azm_ti)这个接头点，(depthgr_last，inc_k，amz_k)伽马的补齐点，depthgrr_last为最后一个测量伽马的深度，k为测量点序号；

步骤2、对depthmwd进行等间距D插值；

步骤2.1、根据(depthmwd_ti，inc_ti，azm_ti)，(depthmwd₁，inc₁，azm₁)，(depthmwd₂，inc₂，azm₂)，……(depthmwd_k，inc_k，azm_k)，(depthgrr_last，inc_k，amz_k)，利用自然参数插值模型(插值的井斜变化率和方位变化率分变保持常数)，对depthmwd进行等间距D插值，D＝0.1m，并将depthmwd_ti和depthgr_last保留一位小数，分层间隔为0.1m的若干等分，表示为depthmwd_{d_1}，depthmwd_{d_2}，……，depthmwd_{d_m}，其中m表示的个数的序列号；

步骤2.2、计算depthmwd_{d_1}，depthmwd_{d_2}，……，depthmwd_{d_m}的inc和azm，具体为，计算depthmwd_{d_m}在(depthmwd_ti，inc_ti，azm_ti)，(depthmwd₁，inc₁，azm₁)，(depthmwd₂，inc₂，azm₂)，……(depthmwd_k，inc_k，azm_k)，(depthgrr_last，inc_k，amz_k)相邻的两个深度点，为(depthmwd_n，inc_n，azm_n)，(depthmwd_n+1，inc _n+1，azm _n+1)，则depthmwd_{d_m}点的井斜inc_{d_m}，azm_{d_m}为，

其中depthmwd_{d_m}点的井斜inc_{d_m}，azm_{d_m}公式，可以得到所有点(depthmwd_{d_1}，inc_{d_1}，azm_{d_1})，(depthmwd_{d_2}，inc_{d_2}，azm_{d_2})，……，(depthmwd_{d_m}，inc_{d_m}，azm_{d_m})；

步骤3、计算出每个测量点(depthmwd_{d_m}，tvd_{d_m}，ns_{d_m}，ew_{d_m})；

步骤3.1、由步骤2中计算得到的数据(depthmwd_{d_1}，inc_{d_1}，azm_{d_1})，(depthmwd_{d_2}，inc_{d_2}，azm_{d_2})，……，(depthmwd_{d_m}，inc_{d_m}，azm_{d_m}),可以计算每个点的tvd，ns，ew，根据仪器在当前点测量的(depthmwd2，inc2，azm2)可以计算当前测量的点tvd2，ns2和ew2，具体公式如下，

其中：

γ＝arccos[cos(inc1)cos(inc2)+sin(iHc1)sin(inc2)cos(azm2-azm1)]

ΔL＝depthmwd2-depthmwd1

上式中，depthmwd1，inc1，azm1，tvd1，ns1，ew1分别表示为上一个测量的点测深、井斜、方位，垂深、南北位移和东西位移；

步骤3.2、经过循环计算，可以得到下列数据(depthmwd_ti，tvd_ti，ns_ti，ew_ti)，(depthmwd_{d_1}，tvd_{d_1}，ns_{d_1}，ew_{d_1})，(depthmwd_{d_2}，tvd_{d_2}，ns_{d_2}，ew_{d_2})，……，(depthmwd_{d_m}，tvd_{d_m}，ns_{d_m}，ew_{d_m})；

步骤4、渲染计算更新后的数据及图像，完成实时成像；

步骤4.1、为了让三维伽马成像具有实时的功能，一次性渲染的数据量不应过大，所以，需要将计算得到的(depthmwd，tvd，ns，ew)与(depthgr，GR_i)进行匹配，每次只渲染更新的数据；

步骤4.2、分别取出井斜方位最新测量的深度depthmwd_k和地层伽马GR的最新测量点的深度depthgr_last，并在(depthmwd_ti，tvd_ti，ns_ti，ew_ti)，(depthmwd_{d_1}，tvd_{d_1}，ns_{d_1}，ew_{d_1})，(depthmwd_{d_2}，tvd_{d_2}，ns_{d_2}，ew_{d_2})，……，(depthmwd_{d_m}，tvd_{d_m}，ns_{d_m}，ew_{d_m})和(depthgr，GR_i)找出深度为[depthmwd_k,depthgr_last]区间内的数据，此部分数据用于渲染图像。