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油气化探数据处理发展趋势

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油气 数据处理 发展 趋势
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第9卷第2期 1998卑3月 天然气地球科学 1998 弓0,,j 油气化探数据处理发展趋势‘ n| ,i 斐趱 — —— 一 (中国地质大学湖北武汉430074) 摘要指出了有关油气化探数据处理的几个具有代表性的发展趋势。提出了夸 萎 油 据茎耋 气藏 , 关键词油气化探数据处理发展趋莹 、 /I 招 匕 幸 油气化探以其有效、简便、快速以及价格低廉等优势已成为寻找油气资源的一种重要手 段。随着社会各部门对油气资源的急需、政府部门的大量投入以及科学工作者的努力,油气 化探在分析方法和测试技术上都有了长足的发展。而以前被人们所忽视的数据处理也随着 化探方法在油气勘探中地位的逐步提高、大量积累的油气化探数据和异常信息的分析结果 而倍受青睐。它和采样、分析测试一样都是油气化探工作中不可缺少的一部分。从今年四月 举行的第四届全国油气化探会议上可以看出,在向大会提交的140余篇论文中.有关数据处 理的有12篇“。 ,占8.6 ,比上一届有了大幅度的增加。 纵观近年来油气化探的发展状况,可以看出其发展有以下几个趋势。 1数据预处理方法更趋合理 以往的数据预处理多采用均值加2~3倍方差作为特高值的下限,对超过此限的数据进 行剔除或降为此限。鲍征宇等(1997)~采用局域预处理的方法。 。其思路为:在处理离群样 品时,充分考虑样品所处的局域环境.即其周围的样品。当局域样品数据的偏度系数小于2O 时,则认为该局域数据成正态分布并以i+i,偏度 系数大于2认为该局域数据成对数正态分布并以e 为限,对超过此值的数据进行 局域检验,当其值大于,则降为该值。这种处理方法的优点在于:对处于不同地 质单元的数据进行了分别处理。 2消除噪声的方法不断更新 由于采样、分析过程中会产生误差,因此,如何消除误差也就成为数据处理过程中很关 键的一步。目前为大多数人采用的是移动平均法,即对于非网格化数据采取距离加权的方 法,对网格化的数据则采用窗口滤波。也有将克立格法引入油气勘探的数据处理,用克立格 估值进行滤波“ 。此外,在消除噪声时采用的滤波方法还有普拉斯变换、特沃兹滤波以及傅立叶滤波。克立格估值后进行快速傅立叶变换也是一种有效的数据处 理方法。 。处理过程中利用低通滤波可以消除噪声,并起到光滑等值线的作用;利用带通和 收稿日期;1997—11—20 裴韬:油气化探数据处理发展趋势 31 高通滤波可以消除本底差异进而突出局部异常。 3油气化探异常下限的确定由简单的“一刀切”向更符合地质实际 情况的方向转变 以往在确定化探下限时,往往采用均值加0.5~1倍方差,或者利用数据的众数作为异 常的下限“ 。这种做法忽略了区域中地质背景的复杂性并使高值统统成为异常,其后果是不 该产生异常的地方产生异常而该有异常的地方却没有。采用趋势面分析判断异常的做法是 对数据用多项式进行趋势面拟合,将数据点的坐标代人拟合多项式,从而得出每一点的趋势 值,并利用实际数据值与趋势值之差确定异常区“ 。这种做法也是忽略了研究区的地质实 际,用简单的模型反映复杂的地质情况,其结果也是不能有数的圈定异常。 鲍征宇等(1997)利用局域峰值圈定异常。 。即用线把局部区域峰值连接起来,并将该区 域作为异常区。这种做法的优点在于:用局部区域数据的相对高低来划分异常的背景,从而 也就更符合地质实际情况,并且该法只需根据峰值一次圈定,避免了传统方法需经过划分异 常下限和确定异常区两个步骤。实践证明该法不易漏掉异常。此外,汤玉平(1997)还采用了 马氏距离法提取油气化探数据异常。 。 4由常规统计分析向空间结构分析转化 在油气化揉中通常使用的传统统计方法有因子分析、聚类分析和判 于这些 方法仅仅利用了样品指标值,而忽略了样品的空间位置,故未能反映油气地球化学场的空阃 结构。而采用区域化变量理论的地质统计学却能充分利用数据的空间信息,并且能充分显示 场的各向异性,因此得到了广泛的应用。988)在其著作& d Pe~当前普遍采用的地质统计学方法主要是克立格估值,诸如:普通克立格、泛克立格、协同 克立格、指示克立格及因子克立格等等。而在统计估值走向成熟的时候,地质统计学的另一 分支——条件模拟也有了飞速的发展,并在石油领域得到了充分的应用。 由于条件模拟反映的是空间区域化变量的空间变异性,而在区域化探的研究中,人们往 往注意的是浓度变化的梯度。 ,以此来发现并确定异常。这也是条件模拟倍受青睐,并成为 地质统计学发展趋势的重要原因。 条件模拟目前主要利用地表与井中数据对油藏模拟,从而对油藏进行描述,并提供井位 参考。 989)总结了在油气藏开发的不同阶段,即拥有少量数据的早期和拥 有大量数据的晚期应分别采用B~形模拟、 巴黎枫天白露研究中心1996年的研究新闻公报报道,条件模拟可用于油气田描述和地 震数据处理并取得了明显的效果。 。 5模式识别在异常综合评价中的作用越来越明显 仅凭单一指标或数据值的高低来确定远景区是不会符合油气化操实际的,在确定远景 区时必须结合各种信息并尽量减少主观随意性。 模式识别技术的发展为之提供了可能性。~.林城盆地 32 天然气地球科学 和克罗拉多州东南的区域油气化探数据进行了研究 。在异常的圈定中他将传统的利用众 数作为异常下限的方法和模式识别法进行了对比。发现用传统方法圈出的下限呈零星分布 且毫无规律,而用模式识别确定的异常清晰且与地质实际吻合较好。经验证,在异常区大都 有油气产出或油气显示。 利用可进行模拟识别,并在此基础上确定 异常。此准则在塔北油气勘探实践中效果明显“ 。 神经网络评价法也是一种有效的评价异常的方法。由于地质环境的复杂性以及各种干 扰因素的叠加会破坏圈闭异常模式的统一性。而采用则具有对干扰失真的容错性,因此在处理被干扰污染的模式时优势明显 这种方法的优点在 于:对复杂分类的能力较强,对数据所需要的前提假设较少。 此外,还有采用动态聚类的方法进行模式判别。 其思路是:利用样品点到各类中心欧 氏距离的大小来划分样品点的归属。由于最初各类中心点的坐标是人为给出的,因此,必须 经过多次迭代计算才能使分类结果趋于稳定,故称为动态聚类。 6异常的研究与动力学的研究相结合 油气化探研究的最终目的是阐明油气异常形成的机理,而油气垂向微运移理论的研究 也必须结合化探异常的分析与解释。 国内外有许多假说对异常形成的机理进行了解释,这些理论大都是根据地表及地下的 油气分布特征、垂向微运移实验和理论的研究成果而提出的,如1957)的细菌假说,964)的“烟囱”效应假说,D·F·桑得斯和s·A·特里(1985)提出的微磁铁矿化说, n·T· 985)创立的垂直迁移说等。985)提出了以胶体粒径的天然气 气泡穿过油气藏上方的微裂隙系统,而环形异常的形成则必须借助于细菌的作用 。 石毓和恩芳(1 989)认为烃类气体主要以扩散为主,推导了烃气扩散的解析方程,并计算 了不同埋藏深度和不同扩散系数的烃气自储集、圈闭、扩散再到达地表所需的时间以及扩散 通量 。 杨育斌等(1995)分析和总结了现有的油气微逸散的机制和油气化探异常的成因模 式“ 他们认为,渗流(或称渗滤)和烃类在水溶液中的扩散是主要的烃类微逸散机制,而水 溶液相油气胶束和油气乳状液的分子团直径通常大于盖层岩石孔隙的孔径,只可能成为微 裂隙发育部位的一种油气迁移形式,而不是一种普遍的形式。 苏江玉(1 995)提出烃类组分垂向微运移作用的层次模式与油气藏的地球物理一地球化 学综合场概念模式“ 。该理论认为:烃类在垂向微运移与上覆岩层发生蚀变是客观存在的, 但远没有达到能够堵塞烃类物质向上运移的程度,油气垂向运移主要取决于垂向上的压力 梯度。同时,该理论还认为,圈闭中在油气与水的接触面上.烃类分子摆脱吸附所需要的能量 最小.因此其垂向运移量就大,从而在地表就形成与地下油水界面相对应的异常基本形态 ——环形异常。 垂向微运移和异常的特征是一个矛盾的两个方面。因此,化探的数据处理必须与油气的 垂向微运移研究相结合,才能从根本上解释异常的形态、规模以及分布等特征,真正做到“知 已知彼”。 裴韬:油气化探数据处理发展趋势 33 7各种数据的综合运用 在当前的数据分析中,将化探数据与物探数据、地质数据以及遥感数据相结合的趋势越 来越明显。从理论上讲,各种数据只是反映地质体(诸如:油气藏,各种构造,圈闭等等)不同 侧面的性质.因此只有将这些数据综合起来分析才能全面地从本质上认识油气形成及垂向 傲运移的机理。实践过程中.各种综合评价方法的应用,各种综合软件的研制,使这种综合分 析成为可能。其中地理信息系统可对各种数据进行综合空闻分析 。 8开展油气化探数据处理工作应注意的问题 目前油气化探的数据处理虽然较前有了较大的发展,但仍然处于不成熟阶段。其不成熟 性主要表现在以下两个方面。 首先,生产部门对油气化探数据处理的重规程度还不够。有人认为化探数据只需简单的 处理或根本不需处理。因此,有人在利用化探数据时往往背离了地质实际情况.从而导致化 探效果不尽人意。其实这是一个误区。油气化探数据处理不是将数据送人程序后坐等计算 机出结果那么简单.它是一个复杂的研究过程.它需要紧密结合地质、物探等资料,不断的修 改方法和更新认识,使其更符合地质实际。这就是化探数据处理的复杂性所在。整个过程需 严密的分析和仔细的推敲,而不能将之理解为简单的数字游戏。 其次,当前油气化探数据处理还处于照搬金属化探和物探数据处理方法的阶段。由于油 气数据性质与金属化探数据和物探数据在性质上有很大的差异,表现在实践中油气数据的 连续性、重现性总体上均不如物探和金属化探数据的好,以及影响油气垂向运移的因素复杂 等等。因此其处理方法应有所不同。目前油气化探界还未能形成一套适合油气化探数据特点 的数据处理体系,这就要求今后必须进一步深人开展油气化探数据处理工作。 参考文献 (1]村光鼎.第四届全国袖气化撵学术会议总结报告.1997,4. (2]罚玉平.马氏距离法基本原理及其应用.第四届全国油气化探学术会议量自文摘要油气化探,1997.4(2):79. (3]鲍征宇疆塔里木盆地北部雅克拉一轮台地区油气化探数据趾理解释.中国地质大学(武汉)地球化学 研究所部资料).1997,7 e~aⅡⅡd R 1988. [5) 995. (6]胡以惶.地球化学中的多元统计分析武汉冲国地质大学出版社,1986. (7]艟祟文等.南岭地区区域地球化学.北京。地质出版杜,1987. (B]M ,,989. [9)996.(1o]邱绳蒋等.“^五 国家科拄攻关项目(85一2)——新疆塔里术盆地北部应用物化探评价田闭的技术方 法研究.地质矿产部西北石油地质局第一物探大n、地地矿产部培训化探中心995. 麓,王恩芳.油气地球化学勘探的理论与宴践.石油学报,1969,10(1):37~44. (12]扬育斌,张垒来,黑学明等.油气地球化学勘查.北京 中国地质大学出版社,1995. (13]姜洪训等.综音地质物化撵多参数直接探涮油气一理论方法与效果.西安;陕西科学拄术出版杜·1 995. (1们苏江玉等.新疆塔里术盆地东北地区油气化撵资料解释.内部资斟,1994
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