淺談地球物理測(cè)井綜合高分辨率處理系統(tǒng)及其應(yīng)用

寧發(fā)貴

（云南一九九煤田地質(zhì)勘探隊(duì) 云南曲靖 655000）

淺談地球物理測(cè)井綜合高分辨率處理系統(tǒng)及其應(yīng)用

寧發(fā)貴

（云南一九九煤田地質(zhì)勘探隊(duì) 云南曲靖 655000）

現(xiàn)階段高分辨率地球物理測(cè)井技術(shù)存在一定的局限性，本文提出了基于分辨率信息熵的地球物理測(cè)井高分辨率處理技術(shù)。提升了地球物理測(cè)井的分辨率，更好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究。

曲線；測(cè)井；技術(shù)；分辨率；信息熵

我們一般采用以下兩種辦法使測(cè)井的分辨率提升：①研究發(fā)明高分辨率的新測(cè)井儀器，這是有效提升測(cè)井分辨率的最佳效辦法。但由于測(cè)井方法種類過(guò)多，要使所有測(cè)井方設(shè)置配備高分辨率的新儀器無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但是只配備少數(shù)幾種高分辨率的測(cè)井儀解決不了根本問(wèn)題。②利用研究高分辨率處理技術(shù)的方法提高測(cè)井評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確程度的優(yōu)缺點(diǎn)。很顯然，無(wú)論從處理實(shí)際效果還是從考慮的經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，這可謂是一種極有前途的有效方法，尤其對(duì)老井效果更佳。該方法的出現(xiàn)為氣層、薄油的正確識(shí)別及評(píng)審提供了幫助。

1 通過(guò)研發(fā)高分辨率的測(cè)井儀器和高分辨率處理技術(shù)來(lái)提高測(cè)井的分辨率的優(yōu)缺點(diǎn)

只有提升地球物理測(cè)井的分辨率，才能更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究。①研究發(fā)明高分辨率的新測(cè)井儀器的優(yōu)缺點(diǎn)：這是有效提升測(cè)井分辨率的最佳效辦法。但由于測(cè)井方法種類過(guò)多，要使所有測(cè)井方設(shè)置配備高分辨率的新儀器無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但是只配備少數(shù)幾種高分辨率的測(cè)井儀解決不了根本問(wèn)題。②研究高分辨率處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)：很顯然，無(wú)論從處理實(shí)際效果還是從考慮的經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，這可謂是一種極有前途的有效方法，尤其對(duì)老井效果更佳。該方法的出現(xiàn)為氣層、薄油的正確識(shí)別及評(píng)審提供了幫助。必須提到，提高測(cè)井分辨率的基本要求至少有兩個(gè)：a.提高分辨率要有一定依據(jù)。b.保證提高分辨率以后不影響測(cè)井值的準(zhǔn)確性。提高分辨率的處理技術(shù)可簡(jiǎn)要地分兩類：a.分辨率匹配法；b.反褶積為主的數(shù)字濾波法。實(shí)現(xiàn)分辨率匹配主要有兩種方法：①將短源距（分辨率稍高）的測(cè)井結(jié)果作為參考依據(jù)，使同種性質(zhì)測(cè)量的分辨率得到提高。②在已知分辨率高、低的測(cè)井響應(yīng)函數(shù)情況下，通過(guò)簡(jiǎn)便的計(jì)算，使低分辨率測(cè)井的響應(yīng)函數(shù)得以改善，從而提高測(cè)井曲線的分辨率。利用數(shù)字濾波來(lái)改變分辨率與測(cè)井值的具體辦法是種類繁多的。但是，以上方法普遍只能處理特定測(cè)井曲線，無(wú)法用于全部測(cè)井曲線的處理，在實(shí)際處理過(guò)程中他們都存在各種缺陷：①由于分辨率的不同造成同一口井的曲線資料解釋和地質(zhì)分析的錯(cuò)誤是經(jīng)常出現(xiàn)的；②獲取測(cè)井響應(yīng)函數(shù)較困難，為了匹配響應(yīng)函數(shù)，必須假設(shè)某些函數(shù)，如正態(tài)分布形、梯形，它們與真實(shí)的響應(yīng)函數(shù)有很大的差異；③有些方法在某種程度上可能提高了分辨率，但也將測(cè)井值改變了，而分辨率和測(cè)井值改變后是否正確又無(wú)法評(píng)價(jià)。為此，下面提出一種高分辨率測(cè)井曲線處理技術(shù)，該技術(shù)基于分辨率信息熵。

2 分辨率信息熵

去掉測(cè)井值平均值以后的過(guò)零數(shù)稱為測(cè)井曲線的分辨率信息熵，表1將它們的分辨率信息熵列出來(lái)了。

表1

不同測(cè)井曲線與匹配曲線的分辨率信息熵1可見(jiàn)分辨率信息熵有以下特性：①分辨率信息熵具有確定性。分辨率信息熵是測(cè)井曲線中分辨率信息定量表示，它表明測(cè)井曲線包含分辨率的信息量。分辨率信息熵越大，表明測(cè)井曲線含有的分辨率信息較多，分辨巖石的能力相對(duì)較強(qiáng)。由表1可看出，用分辨率信息熵描述測(cè)井曲線的分辨率符合一般對(duì)測(cè)井曲線分辨率的研究規(guī)律。因此，去均值之后的測(cè)井值可體現(xiàn)測(cè)井曲線的分辨率，將其稱作分辨率信息，由它們共同構(gòu)成的曲線將其稱之為分辨率信息曲線。②分辨率信息熵是非負(fù)性的。分辨率信息熵必須大于零且為整數(shù)。③分辨率信息熵具有可加性。通過(guò)增加或減少分辨率信息熵，可將測(cè)井曲線的分辨率信息增加或減少，從而將其分辨率改變。④分辨率信息熵具有相對(duì)性。分辨率信息熵不是其分辨率的具體值而是指測(cè)井曲線含有的分辨率信息量。必須在同一口井的同一地層上比較測(cè)井曲線的分辨率來(lái)分辨率信息熵。由此，可通過(guò)改變分辨率信息熵來(lái)改變測(cè)井曲線的分辨率；可通過(guò)研究分辨率信息的特征來(lái)改變分辨率信息熵。

3 頻率結(jié)構(gòu)匹配

可以對(duì)測(cè)井分辨率信息展開傅里葉轉(zhuǎn)變之后研討它的頻率域特性。其頻率域結(jié)構(gòu)基本相似于測(cè)井曲線的頻率結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為：①低頻端幅度較大，并且隨頻率增加而增加，幅度保持下降趨勢(shì)，在某個(gè)頻率之后，幅度基本穩(wěn)定；②測(cè)井分辨率信息如果不同，幅度譜大小出現(xiàn)不同，且有效頻帶也有不同寬度。（有效頻帶是隨頻率增加幅度呈遞減的頻率范圍）；③幅度降低的趨勢(shì)在低頻有效頻帶寬度內(nèi)隨分辨率信息的變化而變化。如用直線擬合，那么斜率不同，此直線叫作擬頻率結(jié)構(gòu)；④低頻端少數(shù)幾個(gè)頻率分量組合的反變換特征基乎與分辨率信息曲線相同。只要選擇正確，其包含的分辨率信息熵同分辨率信息曲線的信息熵一樣多。

4 頻率分量補(bǔ)償

所含的分辨率信息嫡不同，測(cè)井曲線分辨率就不同，而分辨率信息嫡不是固定的，可增加和減少。本文利用選取恰當(dāng)?shù)念l率組成部分的辦法達(dá)到從基本曲線分辨率信息上獲取分辨率信息的目的。以n1，n2，…，nc為頻率分量，那么頻率成分是 FG（n1，n2，…，nc），其中 c 為頻率的分量數(shù)量，他們包含的分辨率信息熵的數(shù)量要等于與之對(duì)應(yīng)的測(cè)井曲線。用Fpo（1，2，3，…，n1，n2，…nc，…，nN），代表對(duì)應(yīng)曲線分辨率之前的頻率結(jié)構(gòu)，N作為總個(gè)數(shù)。頻率分量補(bǔ)償可表示為：Fpo=FG（n1，n2，…，nc）+Fpo（1，2，3，…，n1，n2，…，nc，…，nN）。

5 技術(shù)運(yùn)用

①頻率結(jié)構(gòu)。研究得出，在低頻端有效頻帶寬度范圍內(nèi)選擇使用指數(shù)型、直線型模式效果佳。②補(bǔ)償?shù)念l率分量。先選取一條高分辨率測(cè)井曲線作為基本曲線，然后作傅里葉變換，并從低頻端選一些分量，再作反變換，計(jì)算其中包含的分辨率信息嫡，并將其同基本曲線的分辨率信息嫡相對(duì)比，當(dāng)達(dá)到一致，所挑選的頻率分量為恰當(dāng)?shù)摹＂蹚念l率域提高測(cè)井曲線的分辨率忽視了測(cè)井曲線的現(xiàn)實(shí)物理意義，可操作于任何曲線間。然而不一樣的測(cè)井方案反射地質(zhì)現(xiàn)象的表現(xiàn)與能力不一樣。需根據(jù)實(shí)際進(jìn)行分析。

6 結(jié)論

①測(cè)井曲線分辨率信息嫡是挑選頻率分量的有效依據(jù)，代表測(cè)井曲線里面含有的分辨率信息量。②測(cè)井的分辨率信息在它的頻率域的特別重要繁榮作用是有效提高測(cè)井曲線分辨率。③通過(guò)改變測(cè)井曲線分辨率上面的頻率結(jié)構(gòu)匹配和對(duì)其給予頻率分量補(bǔ)償兩種方法的操作原理非常可靠，容易實(shí)現(xiàn)，可進(jìn)行于不同種類間；分辨率的改變是有根據(jù)的，只負(fù)責(zé)處理測(cè)井信息，保證了正確的測(cè)井值；處理同一口井的所有的曲線，結(jié)果必定相同。④這兩種有效提高測(cè)井曲線分辨率的辦法能夠進(jìn)行于任何曲線間，處理時(shí)注意差別即可。

[1]瞿辰，楊文采，于常青，等.井間高分辨率縱橫波層析成像研究井間油藏[J].地球物理學(xué)報(bào)，2011，53（12）：2944～2954.

[2]朱留方，沈建國(guó).測(cè)井曲線幾何因子理論[J].測(cè)井技術(shù)，2013，37（6）：624～628，642.

[3]闕源，劉憲偉，鄭華，等.碳氧比測(cè)井曲線反褶積高分辨率處理[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2011，28（1）：132～135.

[4]鐘廣法，游倩.高分辨率FMS成像測(cè)井資料在科學(xué)大洋鉆探中的應(yīng)用[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2012，27（3）：347～358.

[5]潘克家，王文娟，湯井田，等.高分辨率陣列側(cè)向測(cè)井的數(shù)學(xué)模型及有限元快速正演[J].地球物理學(xué)報(bào)，2013，56（9）：3197～3211.

TE14

A

1004-7344（2016）09-0182-02

2016-3-10

寧發(fā)貴（1969-），男，漢族，云南大姚人，助理工程師，中專，主要從事煤田測(cè)井方面的工作。