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地层倾角测井原理及应用4-测数据处理原理1

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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西南石油大学资源与环境学院司马立强(四)1、什么是相关分析?2、地层倾角相关时常用的相关函数公式有那些?3、相关分析中的常用术语及含义?4、确定相关对比的参数的原则有哪些?5、 地层倾角相关对比计算相关函数的过程如何 ?第一节 数据记录格式第二节 测井质量控制第三节 地层倾角测井曲线的相关对比分析法第四节 地层倾角测井曲线的图形识别法第五节 频率分析处理法 ( 自学 )(自学)地层倾角测井原始曲线的 解释 要比其它测井方法的解释 复杂 的多 , 因为地层倾角测井不能直接提供 地层倾角 和 地层倾斜方位角 ,也就无法对地层倾角曲线进行直接解释 。绪第三节 地层倾角测井曲线相关对比分析法地层倾角测井提供那些原始曲线多条电阻率曲线Ⅰ 号极板的方位角 )井斜曲线 )相对方位 )必须经过复杂的计算才能获得 。早期解释 : 人工解释 , 只解释关键层段 。现在解释 : 人机交互解释 , 应用计算机处理技术连续处理 、 解释地层倾角资料如何得到地层倾角和地层倾斜方位角 ?计算机技术的发展 , 也促进了地层倾角测井处理 、 解释软件的开发和发展 。计算机的类型 、 大小和地层倾角仪器的不同 , 开发的软件也各不相同 。但不管哪家公司开发的地层倾角处理软件 ,其设计原理主要还是基于以下 三种方法 :相关对比法图形识别法频率分析处理法 ( 自学 )地层倾角资料处理有那些方法?一、相关分析的基本原理二、相关对比分析求取高程差的原理三、相关分析中的常用术语四、相关对比的计算过程五、相关对比的质量系数六、几种情况处理七、相关对比法的改进八、 层倾角测井曲线相关对比分析法一、相关分析的基本原理什么是 相关对比分析法?它是一种很早就广泛用于许多领域 ( 如地质 、 气象等 ) 的一种数理统计分析方法 。相关 :分析两组数据的相关程度相似 :分析两条曲线 ( 图形 ) 的相似程度例分析两组数据相关关系孔隙度 渗透率 密度 声波 中子跃西1 6 8 3 4 72 2 16 度岩芯分析 测井读值岩心孔隙度-声波时差关系图y = 0 20 30 40孔隙度声波时差图形之间的相似性例地层倾角测井曲线的相关对比法思路 首先 必须对 4条 ( 或 6条 、 或 8条 ) 微电阻率测井曲线进行 ( 相似 、 相关 ) 对比 , 求出各条微电阻率曲线在同一地层层面上的 高程差 。地层倾角测井曲线的相关对比法:用数理统计的方法比较各曲线之间的相似性 , 从而确定地层面在各条曲线上的深度 。用什么比较 ? —— 相关系数将四条 ( 或六条 、 八条 ) 微电阻率曲线中任意两条曲线 每隔一个采样点取一个数据 ,这样曲线 X、 [[ 其中 i= 1、 2、 3, … , N, 它表示曲线离散化后的采样点数 。数列 [ [否相似 等价于 ( 与( b) 是否接近 , 也就是它们的 均方差 即:([1相关系数([1只有当 ( 与 ( b) 才最相似 。 a、 , 解得:0    221 11)(11        221 1 1 122)(111相关系数将 a、 相对误差 :21211 21211)(1)(1))((1其中:([1由柯西-谢瓦兹 ( 不等式知 :11)(1))((1讨论( 1) 当 =0, 相对误差最大 , 说明 [ [相关 ( 或不相似 ) ;2) 当 =1, 相对误差最小 , 说明 [ [全相关 ( 或相似 ) ;3) 当 0, 曲线相似 , 相位相反 。 测井曲线对比时 , 要求曲线相似且相位相同 , 所以 要求取 正值 。 在实际中 , 我们用来衡量 [ [相似程度 , 就是通常所说的 相关系数 。相关系数计算相关函数过程说明用计算机对地层倾角曲线 ( 每次两条 ) 进行相关对比时 , 是采用逐段对比的 。二、相关对比分析求取高程差的原理基本曲线: 长度 ) : S=21m, 每米采样 320点 ,共 961个采样点 。 则数列 编号自 0~ 960, 同理 ,数列 是这样 。如探索长度 S=共 2n= 320= 64个采样点 ,每边 n= 32个采样点 。对比过程计算相关函数过程说明 1开始自下向上移动 , 先从( 采样点号开始取曲线 后从 ( ) 采样点开始取 曲线 …直到在 ( n) 采样点开始取 n+1, … , - 1) 与 个采样点对比 。这样 , 每移动一个采样点求出一个相关系数 R( ) :21021010)()())(()(=-( … , 0, 1, 2, … , )())(()(计算相关函数过程说明i—— i+—— i+个采样点值;N—— 对比段采样点数;—— — 曲线段 开始取 ()—— 曲线段 1个采样点的曲线段的相关系数值。相关函数曲线相关函数曲线 图当曲线相对移动 两曲线最相似 , 相关函数 R(m)最大 。则地层面在 曲线在间的高程差 m—— R()最大值处 l—— 为采用间距 ( 厘米 /点 ) ; 为高程差 。 当 曲线段位置之下时 , 高程差为负值 , 反之为正值 。相关函数曲线 图在实际应用中 , 除了 标准化的相关函数公式外 , 还可采用下列公式:半标准化的相关函数公式:非标准化的相关函数公式:上面两式计算精度要低些 , 但处理速度快 , 节省资料处理时间 。 所以 , 有时也采用 。))(()(10    其它 相关函数公式:1、 基本曲线与对比曲线2、 处理井段3、 对比长度 ( 窗长 )4、 探索长度 ( 范围 ) 与探索角5、 步长三、相关分析中的常用术语1、 基本曲线与对比曲线上述推导中 , 曲线 曲线 当 Ⅰ 号极板所测曲线质量不好时 ,可用 Ⅲ 极板曲线代替 Ⅰ 号极板曲线作为基本曲线进行对比 。四臂倾角仪测出 4条微电阻率曲线 , 在进行相关对比时 , 通常以 Ⅰ 号 极板所记录的曲线为 基本曲线 , 其它三个极板所记录的 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 号 曲线 , 都称为 对比曲线 。相关对比术语图相关对比术语图2、 处理井段根据现场采集的地层倾角测井信息与地质要求来定 。选择原则 :选起始深度 —终止深度。通常情况:为了进行对比 , 需要把曲线顺序地分成长度相等的若干小段 , 每小段即为 对比长度 。相关对比术语图3、 对比长度 ( 窗长 )用来进行对比的曲线段长度叫 对比长度 或 窗长 。c t 两条曲线对比时 , 固定基本曲线 , 对比曲线在一定范围内进行搜索 , 找出最佳相似位置需要搜索的最大距离称为 探索长度 S。相关对比术语图4、 探索长度 ( 范围 ) 与探索角以 探索长度 的 一半 作为直角三角形的对边 ,以 井径 则对边所对应的角称为 探索角 α 。 即 :当某一曲线段对比完毕后 , 按顺序取下一曲线段进行对比 , 则两相邻曲线段中心点的距离称 步长 。相关对比术语图5、 步长注意相关对比时 , 相邻的两个曲线段可以首尾衔接 、 也可以相互覆盖 , 但 不能首尾分开 。进行相关对比时 , 窗长 、 探索角 、 步长采用不同的参数值 , 就会得到不同的处理结果 , 所以 , 需慎重选择 。1、 确定对比的处理井段2、 确定基准曲线3、 确定相关对比的参数4、 计算相关函数5、 计算高程差四、相关对比的计算过程根据现场采集的地层倾角测井信息与地质要求来定 。通常选起始深度到终止深度 。1、确定对比的处理井段通常以 Ⅰ 号极板所记录的曲线为 基本曲线 ,其它三个极板所记录的 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 号曲线 ,都称为 对比曲线 。当 Ⅰ 号极板所测曲线质量不好时 , 可用Ⅲ 极板曲线代替 Ⅰ 号极板曲线作为基本曲线进行对比 。2、确定基准曲线进行相关对比要用到三个重要参数 ——对比长度 ( 窗长 ) 、 探索角 、 步长 。这三个参数的选择要根据所解决的问题的性质来确定 。3、确定相关对比的参数通常 , 把要解决的 问题分为两类 :一类 是解决 构造问题 , 包括研究构造形态 、 断层位置及产状 、 不整合等;另一类 是研究地层 沉积问题 , 包括分析沉积类型 、 地层层理 、 古水流方向 、 沉积物的增厚方向等 。3、确定相关对比的参数解决构造问题 原则上采用 长对比 方法 ,即对比长度的数值比较大原则上采用 短对比 方法 ,即对比长度的数值比较小解决沉积问题3、确定相关对比的参数研究沉积现象时 :由于细小层理的变化往往在相当小的范围内就有很大的变化 , 所以要采用小的对比长度 。 而 选择步长=对比长度 。研究构造问题时 :涉及的地层 几何形状 比较 大 ,只有在较长的对比范围内才能更有效地看出它的变化特点 , 所以要采用 较大的对比长度 。 而选择步长 时 , 通常使第一次相关分析处理的对比区段与第二次相关分析处理的对比区段有 一部分重叠 。根据研究对象的 倾角大小 选择探索角 。探索角 确定原则:当研究的对象比较 陡 时 , 探索角要 大 一些;研究对象比较平 缓 时 , 探索角可选小一些地层倾角处理参数选择原则要解决的地质问题对比长度 探索角 步长研究构造问题大 于 岩 层 厚 度 。一 般 在 8 ~ 15 英 尺内选择大 于 最 大 的 构 造 倾角 。 一 般 选 择 10 °×1 或1 0 °×2小 于 对 比 长 度 。一 般 可 使 相 邻 两个 对 比 小 段 有 50~7 0 %的重复研究沉积问题介 于 岩 层 的 层 系厚 度 与 细 层 厚 度之 间 。 一 般 在 3 ~5 英 尺 内 选 择 , 有时小到1 英尺大 于 最 大 的 层 理 倾角 。 一 般 选 择 35 °×1 或3 5 °×2等 于 对 比 长 度 。两 个 对 比 小 段 没有重复。4、计算相关函数计算公式选择标准化公式半标准化公式非标准化公式把基本曲线与对比曲线逐段对比得到的相关函数值绘制成图 ,就得到一条 相关函数曲线 。相关函数曲线 图Ⅰ 号极板曲线 ( 基本曲线 ) 分别与 Ⅱ 、 Ⅲ 、Ⅳ ( 六臂倾角还有 Ⅴ 、 Ⅵ ) 号极板曲线进行相关对比计算 , 这样 , 每一个窗长可计算出 3组( 或 5组 ) 相关函数值 。 然后 , 将基本曲线 重复上述相关对比计算过程 , 直到全井段处理完毕为止 。计算相关函数计算过程计算高程差B、 m—— 为相关系数最大值处 l—— 为采用间距 ( 厘米 /点 ) ; 为高程差 。 当 曲线段位置之下时 , 高程差为负值 , 反之为正值 。算高程差小结与要求1、掌握相关分析的基本原理2、掌握地层倾角相关对比分析求取高程差的原理3、掌握相关分析中的常用术语4、掌握相关对比的计算过程及参数选择方法1、什么是相关分析?2、地层倾角相关时常用的相关函数公式有那些?3、相关分析中的常用术语及含义?4、确定相关对比的参数的原则有哪些?5、 地层倾角相关对比计算相关函数的过程如何 ?地层倾角测井质量要求:除了对硬件的要求外 , 还可从原始测井数据上进行分析 、 对比 。不同厂家生产的仪器具有不同的质量系数 。五、相关对比的质量系数阿特拉斯公司的质量系数陡度 平面性系数 陡度 G: 反映相关函数曲线的张口程度 , 用它表示相关对比的质量或所求高程差的可靠程度 。求陡度示意图 C   )(22)]2()()][2()([212)]2()([1 2)]2()([1 —— 左斜率—— 右斜率—— 陡度因子,是一个经验系数[1, 100]两曲线相似性越好 , 接近 100) ;两曲线相似性越差 , 接近 1)相关对比的质量系数陡度 G: 反映相关函数曲线的张口程度 , 用它表示相关对比的质量或所求高程差的可靠程度 。求陡度示意图相关对比的质量系数求陡度示意图 C   )(22)]2()()][2()([212)]2()([1  —— 左斜率 C T  —— 陡度因子,是一个经验系数[1, 100]两曲线相似性越好 , 接近 100) ;两曲线相似性越差 , 接近 1)—— 右斜率2)]2()([2 相关对比的质量系数置信度 :表示任意点所计算的地层倾角与倾向的可靠程度 。 用下式表示: 分别为曲线 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 与曲线 Ⅰ的相关函数的陡度。)(31 413121 置信度质量标准置信度  ≥6 0 3 0 ~6 0 则认为四点不共面 , 就跃过该点 , 再检查下一个计算点 。相关对比的质量系数注意求平面系数示意图六 、 几种情况的处理七 、 相关对比方法的改进
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