基于并行計(jì)算技術(shù)的隨鉆電阻率測(cè)井聯(lián)合反演方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電阻率測(cè)井反演方法，具體是一種基于并行計(jì)算技術(shù)的隨鉆電阻率測(cè)井聯(lián)合反演方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨鉆電阻率測(cè)井是一種電磁波傳播測(cè)井技術(shù)，以單發(fā)雙收的三線圈系結(jié)構(gòu)為基本結(jié)構(gòu)單元，記錄兩接收線圈的幅度衰減與相位移，經(jīng)電阻率工程轉(zhuǎn)換，分別得到隨鉆測(cè)井的幅度衰減電阻率和相位移電阻率。如斯倫貝謝公司ARC675電阻率測(cè)井儀器，有16in至40in五種不同源距、2MHz和400KHz兩種工作頻率，共測(cè)量幅度衰減電阻率和相位移電阻率P16H等20條視電阻率曲線。隨鉆電阻率測(cè)井各條視電阻率曲線具有不同的探測(cè)深度和分辨率，層厚、泥漿侵入等測(cè)井環(huán)境對(duì)測(cè)井響應(yīng)具有非線性的綜合影響，需要對(duì)視電阻率進(jìn)行整體反演才能獲得地層真電阻率。在海上油氣田，隨鉆電阻率測(cè)井受泥漿低侵影響明顯，特別是常用的高頻相位移電阻率曲線探測(cè)深度較淺而存在定性判別誤差，需要結(jié)合幅度衰減電阻率曲線開(kāi)展反演，多曲線多參數(shù)反演已成為電阻率反演的趨勢(shì)。計(jì)算速度慢成為電阻率反演工程應(yīng)用的技術(shù)瓶頸，多核并行、GPU并行計(jì)算技術(shù)為突破這一瓶頸提供了可能。
[0003]目前業(yè)界對(duì)于隨鉆電阻率反演主要有以下幾種方法:(1)圖版校正法:根據(jù)儀器相應(yīng)的解釋圖版逐步進(jìn)行井眼、相對(duì)夾角(井斜角或地層傾角)、非均質(zhì)各向異性等環(huán)境影響校正、介電影響校正、圍巖(層厚)影響校正及泥漿侵入校正；(2)針對(duì)圍巖影響而提高分辨率的反褶積算法或一維迭代反演；(3)基于測(cè)井響應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)的快速反演:設(shè)計(jì)地層模型并利用正演仿真建立測(cè)井響應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)實(shí)際測(cè)井響應(yīng)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中與之匹配的模型響應(yīng)所對(duì)應(yīng)地層模型參數(shù)；(4)基于正演采用解析法(格林函數(shù)法)或混合法(數(shù)值模式匹配法)的二維迭代反演方法。
[0004]上述隨鉆電阻率反演方法存在以下缺點(diǎn):(1)圖版校正法工作量大、步驟繁瑣、精度差，無(wú)法去除測(cè)井環(huán)境對(duì)測(cè)井響應(yīng)的非線性的綜合影響；(2)反褶積或一維迭代反演方法不適用于存在泥漿侵入的情形；(3)基于測(cè)井響應(yīng)數(shù)據(jù)的快速反演，精度依賴于反演數(shù)據(jù)庫(kù)的豐富程度，由于數(shù)據(jù)庫(kù)的有限和離散，在泥漿侵入嚴(yán)重的情況下反演存在明顯的不適定性；(4)現(xiàn)有的二維迭代反演方法，為獲取較快的計(jì)算速度，基于正演采用解析法(格林函數(shù)法)或混合法(數(shù)值模式匹配法)實(shí)現(xiàn)，大尺度的不規(guī)則的復(fù)雜模型下計(jì)算精度差；
[5]現(xiàn)有的反演方法采用部分測(cè)井曲線，沒(méi)有充分利用測(cè)井信息，在泥漿侵入嚴(yán)重的情況下反演存在明顯的不適定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述之不足，本發(fā)明目的在于提供一種計(jì)算速度能滿足工程應(yīng)用需求、并且精度高的基于并行計(jì)算技術(shù)的隨鉆電阻率測(cè)井聯(lián)合反演方法。
[0006]一種基于并行計(jì)算技術(shù)的隨鉆電阻率測(cè)井聯(lián)合反演方法，包括以下步驟:
A、載入隨鉆電阻率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，包括所有工作頻率下的相位移和幅度衰減電阻率的測(cè)井曲線；
B、對(duì)測(cè)井曲線光滑濾波、自動(dòng)分層；
C、根據(jù)測(cè)井曲線的分離程度選取地層模型侵入深度、侵入帶電阻率、地層電阻率初始值；
D、采用有限元素法，基于多核并行或GPU并行計(jì)算技術(shù)，計(jì)算實(shí)測(cè)曲線的相應(yīng)深度點(diǎn)的隨鉆電阻率測(cè)井響應(yīng)；
E、計(jì)算正演仿真響應(yīng)值與實(shí)測(cè)曲線的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)誤差，若相對(duì)誤差小于設(shè)定閾值，則輸出該模型值作為反演結(jié)果，若否，則根據(jù)馬奎特迭代算法計(jì)算模型改變量，重置地層模型參數(shù)，返回步驟D，直至輸出反演結(jié)果。
[0007]進(jìn)一步地，所述步驟D中采用8核計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)間少于2小時(shí)每50m井段。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟D中采用GPU并行計(jì)算技術(shù)，利用25個(gè)進(jìn)程，時(shí)間少于0.5小時(shí)每50m井段。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟E中所述計(jì)算正演仿真響應(yīng)值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差是指計(jì)算所有工作頻率下所有源距正演仿真響應(yīng)值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差。
[0010]本發(fā)明的有益效果:由于采用上述的開(kāi)發(fā)方法，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)驗(yàn)證表明反演計(jì)算精度高:正演采用有限元算法、反演采用基于馬奎特迭代算法的聯(lián)合反演方法，時(shí)間推移(隨鉆測(cè)量的和復(fù)測(cè)的)測(cè)井資料反演成果對(duì)比顯示分別反演的地層電阻率相對(duì)誤差小于10%。
[0011](2)驗(yàn)證表明反演計(jì)算置信度高，適用于泥漿侵入嚴(yán)重的情況:正演采用有限元算法、反演采用基于馬奎特迭代算法的聯(lián)合反演方法，理論計(jì)算不同侵入深度模型的結(jié)果顯示侵入半徑、侵入帶電阻率、地層電阻率等地層模型參數(shù)反演誤差小于3%，表明本發(fā)明提供的方法對(duì)于泥漿侵入嚴(yán)重(侵入半徑lm-1.5m)的情況是適定的。
[0012](3)基于并行計(jì)算技術(shù)，反演計(jì)算速度快:采用8核多線程并行計(jì)算技術(shù)，反演50m井段少于2小時(shí)；采用GPU并行計(jì)算技術(shù)，反演50m井段少于0.5小時(shí)。
[0013](4)通過(guò)反演對(duì)隨鉆電阻率測(cè)井層厚、泥漿侵入等環(huán)境影響因素綜合校正，同時(shí)獲得泥漿侵入深度、侵入帶電阻率、地層電阻率，降低反演工作復(fù)雜度，提高了反演計(jì)算速度和精度，為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)與儲(chǔ)量計(jì)算提供技術(shù)保障。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
一種基于多核并行計(jì)算的隨鉆電阻率測(cè)井聯(lián)合反演方法，具體包括以下步驟:
(1)載入50m井段ARC675隨鉆電阻率測(cè)井20條測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，其中儲(chǔ)層典型曲線P16H為8.8Ω.m，P40H 為 11.8 Ω.m，A40H 為 12.9 Ω.m ；
(2)對(duì)測(cè)井曲線光滑濾波、自動(dòng)分層；
(3)根據(jù)曲線分離程度選取地層模型侵入深度、侵入帶電阻率、地層電阻率初始值；
(4)采用有限元素法，基于8核并行計(jì)算技術(shù)，將計(jì)算任務(wù)分成8個(gè)線程，分配計(jì)算任務(wù)，計(jì)算實(shí)測(cè)曲線相應(yīng)深度點(diǎn)的隨鉆電阻率測(cè)井響應(yīng)，計(jì)算完畢的隨鉆電阻率測(cè)井響應(yīng)回收到主線程合并；
(5)計(jì)算正演仿真響應(yīng)值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)誤差，若相對(duì)誤差小于設(shè)定閾值，則輸出該模型值作為反演結(jié)果，若否，則根據(jù)馬奎特迭代算法計(jì)算模型改變量，重置地層模型參數(shù)，返回步驟(4)，直至輸出反演結(jié)果。
[0015](6)計(jì)算用時(shí)1.02小時(shí)，得