基于測井數據的層序地層劃分方法綜述

摘 要：層序地層劃分與對比主要以高分辨率層序地層學、沉積學理論為基礎，文章利用小波變換和INPEFA技術兩種技術對已有測井數據進行處理，從而識別出層數據中蘊藏的旋回特征，達到層序地層準確對比與劃分的目的，為油田下一步的勘探與開發提供前提與依據。

關鍵詞：層序地層；測井數據；小波變換；INPEFA技術

層序地層劃分與對比是石油地質研究前期勘探階段的重要的組成部分，是進行各期次油藏描述的基礎，因此正確的地層劃分至關正要[1-5]。測井數據記錄了一定時間序列中各種沉積事件，并且測井數據具有較高的分辨率，能夠較好的反映出研究層位的巖性物性以及旋回特性。

1 測井數據

測井數據中蘊含著大量的地質信息，具有較高的分辨率，能較好的記錄地質事件中有周期性變化的沉積構造運動，是普遍性和連續性最好的地址數據之一[5]。而在大量測井數據中，各種測井曲線所蘊含的地質信息不同，對地層旋回信息識別和劃分的敏感程度也不同。利用測井語言能夠反應出不同地層的旋回以及沉積特征，測井曲線有多種類型，不同測井曲線的組合形態以及測井曲線頻率的大小是高分辨率層序地層識別研究的重要內容。尤其是研究區巖心與露頭資料較少時，測井語音是界面識別與層序劃分的最主要的資料。常用的測井曲線有聲波時差（AC）、自然伽馬（GR）、自然電位（SP）、電阻率（R），其中GR對泥質含量的變化比較敏感，在常規地層劃分中通常用GR曲線來進行地層旋回的劃分與對比。

2 INPEFA技術

INPEFA旋回分析技術是一種以頻譜分析為基礎，利用最大熵譜分析方法把測井曲線從深度域轉換到頻率域，然后利用數學運算把蘊藏在測井曲線中的多種頻率成分分解成不同頻率成分的曲線。INPEFA技術處理后的測井曲線具有較高的分辨率，可以很明顯的識別出在常規測井曲線上無法識別的旋回趨勢特征。

應用INPEFA技術首先在已有測井曲線中進行優選，通常選擇自然伽馬（GR），GR曲線的特點在于它能夠直觀的反應出巖性的粒度變化以及巖性的砂泥變化趨勢，因此GR曲線是進行中指濾波處理的首選曲線。進行中值濾波處理后，接著把干擾性信號濾掉，保留其有效信號；然后分別多個尺度的窗口進行頻譜分析，根據多次分析的結果選擇合適的窗口值進行最大熵譜（MESA）分析，使其結果最為明顯；接著將除去干擾性信號的MESA值減去同一深度點的測井曲線的實際值（RV），就得到了PEFA曲線。在PEFA曲線中往往出現較大或較小的正負值，這些正負值所代表的深度可能就是沉積間斷面或是層序界面。其中正值代表泥質含量比理想情況下多，推測可能為一次水進的過程，可能為一洪泛面，負值代表泥質含量少于理想情況，相對而言，砂質含量增加，推測可能為一水退的過程，代表可能的層序界面；最終的合成預測誤差濾波分析曲線（INPEFA）就是將上一步得到的PEFA曲線的結果進行特定的積分處理所得到的，經過多種處理的INPEFA曲線可以識別出常規測井曲線無法準確識別出來的層序界面。

利用INPEFA技術對測井曲線的處理的關鍵在于處理后的曲線所表現出的粒度及沉積環境變化趨勢，分為正趨勢與負趨勢，正趨勢表示水體加深，沉積粒度變細，是一個由砂逐漸到泥的過程。

而負趨勢表示一個粒度變粗的過程，泥質含量減少，砂質含量增加，該過程基準面的下降，可容納空間相對減小，對應水退階段；拐點位置表示可能的層序界面或洪泛面，負向拐點為可能的洪泛面，正向拐點為可能的層序界面。通常來說，進行層序地層劃分的關鍵就是識別出各個小層之間的層序界面和洪泛面，而利用INPEFA技術就能很好的將隱藏在臟亂無章的測井數據中的關鍵點識別出來。為小層的劃分提供便利。

3 小波變換

小波變換時頻分析是用來研究二維時頻域研究信號的頻譜隨時間的變換到二維時頻域，從而識別出在測井曲線上不能體現的旋回界面信息[2]。利用測井數據的小波變換來尋求層序界面、不同級別的沉積旋回與小波能量特征之間的對應關系，從而為層序地層劃分與對比、沉積旋回研究提供有效的途徑[4]。

小波變換可以將測井信號從一維深度域轉變為二維深度域函數。其原理是將小波函數做位移后，再將不同尺度下的分析信號做內積，從而得到小波變化結果。其值越大，小波函數與測井信號越相似。小波變換主要是通過頻率的大小體現出沉積環境的變化。當頻率曲線越震蕩，反應了水體比較動蕩的高能量沉積環境。而頻率曲線震蕩趨勢較弱時，反應了低能量的水體沉積環境。這種水體沉積從高能環境到低能環境的變換面，就是我們需要識別出的各級次的沉積間斷面。

利用小波進行層序地層劃分，首先根據時頻色譜圖所反映出的概貌信息識別出同一時期的沉積地層；然后再根據小波系數曲線表現出來的細節信息進行小尺度的層序界面的識別；最后根據已有巖心資料對已劃分的層序界面進行對比校正，最終達到對各級層序界面準確劃分的目的

4 結束語

測井曲線中蘊含的豐富的地質信息，通過INPEFA技術和小波變換對測井曲線進行分析處理，能夠清楚的辨別出很多單純的測井曲線無法識別的層序界面特征，然后結合前期巖心觀察與編錄的相關資料，對測井識別的結果進行相應的優化，最終得到一個復合特定地區的層序地層界面識別方案。

參考文獻

[1]孫志華，吳奇之，鄭浚茂，等.層序地層學技術方法應用初探[J].石油地球物理勘探，2003，38（3）：303-307.

[2]余繼峰，李增學.測井數據小波變換及其地質意義[J].中國礦業大學學報，2003，32（3）：336-338.

[3]袁新濤，沈平平.高分辨率層序框架內小層綜合對比方法[J].石油學報，2007，28（6）：87-91.

[4]李江濤，李增學，余繼峰，等.基于測井數據小波變換的層序地層對比——以魯西和濟陽地區石炭、二疊系含煤地層為例[J].沉積學報，2005，23（4）：639-645.

[5]鄧洪文，王紅亮，祝永軍.TimothyACross.高分辨率層序地層學原理及應用[M].北京：地質出版社，2002：79-83.