岩石T2-G实验采集参数自动匹配方法

摘要

本发明公开了一种岩石T2-G实验采集参数自动匹配方法，该方法首先构造待测岩石的（T2,G）等效分布模型，然后根据人工调节规律自动变化t₀、NE1并计算对应的回波串幅度，结合最优化T2-G采集参数的回波串幅度约束条件确定适合待测岩石的采集参数t₀、NE1。本发明原创性地设计出一种替代t₀、NE1人工调节的T2-G实验采集参数自动匹配方法，实现了保证T2-G实验测量精度、降低实验操作难度、提高实验检测效率的目标。

主权项

岩石T2‑G实验采集参数自动匹配方法，其特征在于包括以下步骤：(1)构造待测岩石T2‑G等效模型由待测岩石在长、短回波间隔CPMG序列下测量的T2谱计算T2_gS、T2_gS为待测岩石在短回波间隔CPMG序列测量的T2几何平均值，单位ms；为待测岩石内部磁场梯度的平均值，单位T/m；的计算公式见式(1)；$\bar{G}=\sqrt{12\times \frac{(1/T{2}_{gL}-1/T{2}_{gS})}{{\gamma }^{2}D({{\mathrm{TE}}_L}^2-{{\mathrm{TE}}_S}^2)}}---\left(1\right)$式(1)中：—待测岩石内部磁场梯度的平均值，单位T/m；T2_gL—待测岩石在长回波间隔CPMG序列测量的T2几何平均值，单位ms；T2_gS—待测岩石在短回波间隔CPMG序列测量的T2几何平均值，单位ms；γ—氢核的旋磁比，常数，2.675×10⁸rad·s^‑1·T^‑1；D—待测岩石中孔隙流体的扩散系数，25℃时，等于2.5×10^‑9m²/s；TE_L—长回波间隔CPMG序列的回波间隔大小，单位ms；TE_S—短回波间隔CPMG序列的回波间隔大小，单位ms；以为中心构造二维正态分布模型f(T2_j,G_p)，并使f(T2_j,G_p)满足归一化条件：$\underset{j=1}{\overset{64}{\Sigma }}\underset{p=1}{\overset{64}{\Sigma }}f(T{2}_j,G_p)=1---\left(2\right)$式(2)中：T2_j—待测岩石中相同孔隙大小对应的横向弛豫时间分量，在[0.01ms，10000ms]间对数等间距分布，j＝1、2、3…64，单位ms；G_p—待测岩石中内部磁场梯度分量，在[0.001T/m，1000T/m]间对数等间距分布，p＝1、2、3…64，单位T/m；f(T2_j,G_p)—横向弛豫时间分量为T2_j，内部磁场梯度分量为Gp对应的归一化孔隙度分量，j＝1、2、3…64，p＝1、2、3…64，无量纲；(2)建立T2‑G回波串计算模型第二个窗口采集的回波串幅度计算模型为：$b_{ik}=\underset{j=1}{\overset{64}{\Sigma }}\underset{p=1}{\overset{64}{\Sigma }}f(T{2}_j,G_p)\exp (-\frac{t_i+t_0}{T{2}_j})\exp \left(\frac{-{\gamma }^2{G_p}^2{{\mathrm{Dt}}_0}^3}{12NE{1}_k^2}\right)---\left(3\right)$式(3)中：b_ik—第一个窗口的持续时间为t₀、回波个数为NE1_k时，第二个窗口中第i个回波的幅度，无量纲；T2_j—待测岩石中相同孔隙大小对应的横向弛豫时间分量，在[0.01ms，10000ms]间对数等间距分布，j＝1、2、3…64，单位ms；G_p—待测岩石中内部磁场梯度分量，在[0.001T/m，1000T/m]间对数等间距分布，p＝1、2、3…64，单位T/m；f(T2_j,G_p)—横向弛豫时间分量为T2_j，内部磁场梯度分量为Gp对应的归一化孔隙度分量，j＝1、2、3…64，p＝1、2、3…64，无量纲；t_i—b_ik对应第二个窗口的采样时间，t_i＝i×T_E，i＝1、2、3…NE，单位ms；T_E代表第二个窗口的回波间隔，单位ms；NE代表第二个窗口的回波个数；t₀—第一个窗口的持续时间，单位ms；NE1_k—第一个窗口的回波个数，k＝1、2、3、4、5；γ—氢核的旋磁比，常数，2.675×10⁸rad·s^‑1·T^‑1；D—待测岩石中孔隙流体的扩散系数，25℃时，等于2.5×10^‑9m²/s；式(3)写成矩阵形式：B＝K_T·X·K_G     (4)式(4)中：B—回波幅度b_ik对应的矩阵；K_T—核函数对应的系数矩阵；K_G—核函数对应的系数矩阵；X—待测岩石构造的T2‑G等效模型f(T2_j,G_p)；(3)待测岩石T2‑G实验采集t₀、NE1自动匹配第一步：按以下步骤自动搜索并匹配适合待测岩石T2‑G实验的t₀的大小a)t₀赋初值；b)NE1_min＝1、NE1_max＝10t₀，代入公式(4)计算对应的回波幅度b_1min、b_1max；c)若满足b_1min≤0.1b_1max或t₀≥T2_gS，停止搜索t₀，t₀的当前值就是待测岩石T2‐G实验的最佳值；否则t₀自动加0.1ms并返回步骤b)继续搜索，直至满足条件；第二步：在确定t₀的大小后，按以下步骤自动搜索并匹配适合待测岩石T2‑G实验的参数NE1的组合a)NE1的组合个数为5，并且NE1₁＝1、NE1₅＝10t₀，代入公式(4)计算对应的回波幅度b₁₁、b₁₅，Δb＝b₁₅‑b₁₁，赋值NE1₂＝NE1₁+1；b)计算NE1₂对应的回波幅度b₁₂，Δb₁₂＝b₁₂‑b₁₁；c)若满足Δb/8≤Δb₁₂≤Δb/3，则停止搜索NE1₂；否则NE1₂＝NE1₂+1，并返回步骤b)继续搜索NE1₂，直至满足条件；d)在NE1₂匹配结束后，赋值NE1₃＝NE1₂+1；e)计算NE1₃对应的回波幅度b₁₃，Δb₁₃＝b₁₃‑b₁₂；f)若满足Δb/8≤Δb₁₃≤Δb/3，则停止搜索NE1₃；否则NE1₃＝NE1₃+1，并返回步骤e)继续搜索NE1₃，直至满足条件；g)在NE1₃匹配结束后，赋值NE1₄＝NE1₃+1；h)计算NE1₄对应的回波幅度b₁₄，Δb₁₄＝b₁₄‑b₁₃；i)若满足Δb/8≤Δb₁₄≤Δb/3，则停止搜索NE1₄；否则NE1₄＝NE1₄+1，并返回步骤h)继续搜索NE1₄，直至满足条件；j)NE1＝1、NE1₂、NE1₃、NE1₄、10t₀就是适合待测岩石T2‑G实验的采集参数；上述步骤采用编程软件编程实现。