測井多尺度分析方法在層序地層分析中的應(yīng)用研究

呂夢超(大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠,黑龍江 大慶 163517)

1 測井多尺度分析法概述

1.1 多尺度分析理論的現(xiàn)狀

狹義地說，層序地層是地層學(xué)的一個(gè)分支，同時(shí)也是石油勘測開發(fā)中的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。這是因?yàn)椋槍Σ煌膶有虻貙佣?，?nèi)部旋回結(jié)構(gòu)的剖析是層序地層分析的核心要素，并在石油工業(yè)的應(yīng)用中處于不同的定量架構(gòu)中。

現(xiàn)階段，我國石油勘測開采中大量使用到測井來獲取地址數(shù)據(jù)，同樣在層序地層的分析中發(fā)揮中作用。測井?dāng)?shù)據(jù)的特點(diǎn)是容易辨別、清晰度高、連續(xù)性好，可以作為地層巖性、物性的信息反映。

多尺度分析法是上世紀(jì)八十年代出現(xiàn)的一種理論，屬于小波分析的內(nèi)容范疇；雖然這一技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間較晚，但發(fā)展和應(yīng)用速度卻很快，在短短的幾十年間，已經(jīng)還改了信號處理、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理、語音處理以及地球物理勘測等多個(gè)領(lǐng)域。

多尺度分析理論的建立依賴于多尺度表示理論，上世紀(jì)九十年代這一理論從實(shí)驗(yàn)進(jìn)入了應(yīng)用；例如在數(shù)據(jù)融合技術(shù)中的應(yīng)用。所謂“數(shù)據(jù)融合”是利用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)的信息處理方式，在石油勘測開采中得到了很好的運(yùn)用。針對層序地層的分析中，數(shù)據(jù)融合技術(shù)采用多元信息模式，協(xié)調(diào)優(yōu)化所獲取的傳感信息，建立起多尺度分析理論框架（MSET：Multi-scale estima?tion theory frame）；但結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況判斷，雖然多尺度分析理論以及數(shù)據(jù)融合技術(shù)已經(jīng)獲得了較大的進(jìn)步，但在層序地層學(xué)科中應(yīng)用的并不多。

1.2 多尺度分析理論的特征

多尺度分析理論是基于小波分析方法建立起來的，因此它符合小波具有衰減性的特點(diǎn)。在常規(guī)的測井曲線分析中，一般依賴的是離散型信號，但是信號并不穩(wěn)定；小波變換的方式可以將不穩(wěn)定的信號進(jìn)行處理，客服了傅立葉變換單一頻域化分析的不利之處。利用小波分析的方式，可以從更細(xì)微的領(lǐng)解決一些地層分析問題，事實(shí)上，它本身也是一個(gè)常用的地球物理信息處理工具。

由此判斷多尺度分析理論的特征，應(yīng)該與小波分析理論保持一致，從單純數(shù)學(xué)模型判斷，把x（t）看作是一個(gè)近似函數(shù)的極限，當(dāng)它無限向小波極限靠近的過程中，波形變化呈現(xiàn)出一致單調(diào)性和伸縮規(guī)律性。

2 測井多尺度分析方法在層序地層分析中的應(yīng)用

地質(zhì)是在漫長的自然界活動中形成的，尤其是周期更替中形成的簡單疊加運(yùn)動，能夠創(chuàng)造出復(fù)雜的地質(zhì)特點(diǎn)，其中也包括地層中的沉積旋回類型。測井曲線的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高、波形明顯，在針對地質(zhì)的勘測中，可以描述出大多數(shù)的地層單元現(xiàn)狀，內(nèi)容準(zhǔn)確。

時(shí)間序列的遺傳關(guān)系可以在一定時(shí)間序列中對各種地層沉積事件提供記錄材料，地層測井序列是敏感的，即便在連續(xù)測量地層沉積特征周期的情況下，也能夠真實(shí)地反映本質(zhì)特點(diǎn)。因此，當(dāng)測井信號小波變換后，其頻率結(jié)構(gòu)必然會被展示出來，可以檢測每個(gè)頻帶之間的突變點(diǎn)或突變區(qū)域，同時(shí)反映突變形成的環(huán)境地質(zhì)問題。

考慮到多個(gè)不同的周期（規(guī)模）的測井曲線旋回疊加方式不同，通過小波理論變換，可以分解成獨(dú)立的沉積旋回，在不同尺度上以不同的形式展現(xiàn)；每個(gè)周期測井曲線可以得到相對應(yīng)的規(guī)模和深度，其地質(zhì)意義在于：測井?dāng)?shù)據(jù)經(jīng)過小波變換后，通過對各種伸縮尺度小波系數(shù)曲線表現(xiàn)出明顯的周期性振蕩特征，可以建立與各級層序界面的相應(yīng)關(guān)系，為測井層序地層劃分的依據(jù)。

事實(shí)證明，小波變換的高頻信號可以得到更高的時(shí)間分辨率，記錄信號作為一系列深度域頻率振動信號的組合，正好滿足基于小波的多尺度特征信號變換的定位的分析。當(dāng)常規(guī)的測井曲線的變化特征不明顯，在不同的多尺度分解測井曲線的合適的小波基函數(shù)即選擇，更清晰再現(xiàn)的高頻信息的測井曲線法的多尺度分析可以采用，并使用高頻信號的特性，以準(zhǔn)確地確定高頻沉積周期（層序）的界面的位置。

特定的方法來識別不同的規(guī)模序列接口：首先，參照第一頻率色譜圖反映地質(zhì)基本信息，利用相同的顏色代表同一時(shí)期形成的沉積巖。同時(shí)，基于小波變換的系數(shù)曲線，在同一尺度小波系數(shù)周期性振蕩趨勢相似的潛在原則。

3 結(jié)語

隨著我國石油勘測開采技術(shù)的發(fā)展，對于測井多尺度分析法的應(yīng)用會逐漸加強(qiáng)，它不僅可以解決測井信號在不同尺度之間的精準(zhǔn)問題，同時(shí)也擴(kuò)大的了應(yīng)用范圍，在地質(zhì)分層、含油氣預(yù)測等多個(gè)方面有較好的表現(xiàn)。從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，層序地層在二、三次油田開采中的應(yīng)用較為頻繁，需要針對不同幾次層序的地質(zhì)進(jìn)行劃分，以及針對內(nèi)部旋回結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析，利用測井多尺度的分析理論，可以從復(fù)雜的測井型號中獲知有價(jià)值的信息，這也是利用小波原理的關(guān)鍵。

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