人工智能地层分层对比方法研究及应用

1、524测井技术2000年人工智能地层分层对比方法研究及应用敖德逵(大庆石油管理局测井公司邵才瑞(石油大学山东张荣明(大庆石油管理局测井公司摘要敖德逵,邵才瑞,张荣明.人工智能地层分层对比方法研究及应用.测井技术,2000,24(增:524526人工智能自动分层对比方法是先将测井数字量转化为符号量,用计算机模拟手工分层过程实现自动分层,再根据已有的分层数据和特征参数,按照标志层选择、相似性判断、可能性对比、可信对比、非交叉对比等5种规则进行地层对比。在大庆油田×区块进行实际应用。对×区块地层连通、砂体尖灭、砂岩透镜体等都能准确地划分对比,收效良好。主题词:测井曲线人工智能地层

2、对比应用大庆油田ABSTRACTAo D eku i,Shao Ca iru i,et a l.On Artif ic i a l ized-i n tell igence Stra tigraph ic Correla tion M ethod and Its Appl ica tion.WL T,2000,24(Suppl:524-526T h is m ethod in troduced in th is p aper is to change logging data stream in to sym bo lis m,and si m u2 late hand2layering by

3、 com pu ter to realize au tom atic layerings,then m ake stratigraph ic co rrelati on th rough the five ru les such as indicated2layer selecti on,com p arab ility judgem en t,po ssib ility co rrela2 ti on,reliab ility co rrelati on and noncro ss co rrelati on acco rding to the know n layering data an

4、d fo r m a2 ti on p rop erty p aram eters.T h is m ethod is app lied to×regi on in D aqing O ilfield and has ach ieved good resu lts.Subject Ter m s:log dataartificial in telligencestratigraph ic co rrelati onapp licati onD aqing O ilfield方法原理1.人工智能自动分层人工智能地层分层对比方法是用计算机模拟人的思维,自动进行分层和地层对比,把单井的测井

5、资料和多井之间的地层对比评价有机结合在一起。通过绘制井间栅状图,可以清楚地了解工区内储层厚度、连通、缺失或尖灭、断层和其它构造是否发育等地质情况,为勘探或开发工作提供可靠依据。(1测井离散数据符号化离散数据符号化是将离散的测井数字量转换为符号量,即将数字的大小化为可用语言描述的符号。首先选择一定的测井数值幅度变化范围和一定的深度间隔(IP。当一定深度间隔的2点测井值幅度差x大于,则将这一段测井曲线定义为上升(U P;如果x 小于零且 x 大于,则将这一段测井曲线定义为下降(DOW N;如果 x 小于,则将这一段测井曲线定义为平直(ZERO(见图1。(2相邻的同名符号合并符号化了的测井曲线在深度

6、序列上有可能出现同名符号的曲线段相邻,这就有必要将相邻的同名符号段合并在一起,通过如下规则完成符号的合并:U P+U PU PDOWN+DOWNDOWNU P,如果 x >,x>0ZERO+ZERODOWN,如果 x >,x<0ZERO,如果 x <其中,x为第i+1个符号的终点幅度与第i个符号的始点幅度之差(见图2。 图1离散数据符号化示意图(3定义形状单元类型测井曲线在形态上虽然千差万别,但就其基本形状可分为5类,即尖峰、谷、上升2平直、上升2平直2下降、平直2下降。根据以下形状提取规则以合并后的符号段为基础,将合并后的符号归纳为不同的形状单元类型。在抽取形态

7、的同时记录下其相应的开始和结束点(start, end及其对应峰值点(s m ax,e m ax的深度和幅度值,以便在后续步骤中利用。U P+DOWNPEA K(DOWN+ZERO+(U PVALL EYU P+ZEROPLA T EAU2aU P+ZERO+DOWNPLA T EAU2bZERO+DOWNPLA T EAU2c(4提取各形状单元的属性特征参数5个特征参数描述。幅度(始点到形状峰点的幅度差h1及终点到形状峰点的幅度差h2。;厚度(始点到终点的深度差间隔厚度th;高度(heigh t:如果h1>h,且h1>h2,则heigh t=long;如果h2>h,且h2&

8、gt;h1,则heigh t=long,否则heigh t=sho rt(h为形态单元高度阈值;趋势(trend:如果h1 h2>2,则trend=as2 cending;如果0.5h1 h22,则trend=stab le;如果h1 h2<0.5,则trend=descending;不对称度(skew2 ness:分为上倾、对称、下倾3种情况。(5分层划分地层的关键在于确定地层的上下边界,并以此确定一个层。边界的确定是通过边界的选择规则来实现的,只要某形状的特征满足了其中的一个规则要求,则边界就选在此形状的开始点或结束点与峰值的半幅点位置。一个层包含一个或多个形状类型,根据分层的

9、详细程度要求确定。(6参数选择分层精度可由如下所述的参数控制。 定义符号的图2符号合并示意图幅度阈值;定义符号的间隔采样点数IP控制滤波程度;定义形态单元高度的阈值h控制分层精度。通过增大或减小及h,可相应地改变分层的精细程度。对测井数据标定在01后,经实际资料处理表明一般选在0.0020.05之间,h一般选在0.010.5之间, IP一般选46个采样点较好。2.人工智能自动对比在前述的分层基础上,总结如下专家对比规则,实现地层对比。(1标志层选择规则标志层是指在研究油区内普遍存在、岩性稳定、厚度均匀、在测井曲线上特征明显的地层。(2相似性判断规则形状相同或相似的地层是否可以对比,主要取决于它

10、们之间特征参数的相似程度。相似程度的大小要通过相似判断规则来确定。相似性规则又可分为4种:位置相似性规则、形状相似性规则、厚度相似性规则、岩性相似性规则。(3可能性对比规则经过相似性判断后,可能出现一口井中的一个层与另一口井中的多个层同时相似,这时应用可能性对比规则可以从中找出最可能的对比。应用对比规则可以得出如下4个的结论。对比层,表示哪些地层与该地层相似;对比结果,表示该对比是否成功;对比质量;对比级别。、均表示对比结果的好坏,但精度不同。对比结果可说明这个对比是可能对比、可信对比、对比被确定还是禁止。(4可信对比规则在可能对比的结果中,常常出现多解对比。这时可用邻层的信息加以判断。该方法

11、采用加权办法,把邻层的对比结果考虑进来,建立反映本层和邻层的对比结525第24卷增刊敖德逵等:人工智能地层分层对比方法研究及应用 图3××井R M G 曲线自动分层示意图果的可信程度函数,组成一个可信对比参数。只有当对比的最大可信度大于可信度截止值时,方可确认对比为可信对比。这就大大减少多解对比个数,对比精度和可信度得到明显提高。(5非交叉对比规则若通过可信对比处理后,还有多解对比和交叉对比,可分为两种情况处理。一是当两个对比交叉时,保留可信度较高的对比;二是当后序的对比与已经确定的对比交叉时,后序对比被禁止。通过非交叉对比,使多解对比和交叉对比都得到排除。只有满足非交叉对

12、比规则的对比,才能确定最终对比结果。地质应用大庆油田地层属陆相河湖2三角洲沉积类型,储层在横向上分布变化较快。本次研究工区位于大庆油田南部×区。工区内发育S 、S 、P 、P 、G 等地层。由北向南,地层厚度逐渐变薄,直至尖灭、缺失。砂岩透镜体较多,并有断层。由于微电极曲线对地层反应灵敏,分层能力好,所以采用RM G (或RM N 曲线进行第一步分层工作(分层结果见图3。图3中左边第1条为原始RM G 曲线,第2、3条为符号化处理的RM G 曲线,第4条是最终分层的结果曲线。该工区共对9排约150口井进行了小层对比。在这里,由北向南,间隔选取3排井分析对比效果( 见图图4A 排小层对

13、比图图5B 排小层对比图图6C 排小层对比图4,图5,图6。图4、5、6中清楚地看到,S 、S 、P 、P 等地层由北向南的变化。在A 排(北部各地层发育较好,各井之间地层连通性也不错。而到了C 排(南部,地层尖灭,缺失严重。尤其在整个地区发育较好的P I 大厚层,到了C 排,尖灭缺失严重,多发育砂岩透镜体,且有断层。所以,若进行勘探钻井,在北部的钻遇率要比南部高;若进行注水,由于储层发育、连通性不一样,那么注水井的布井方案也应不同。经过与其它地质资料对比,符合率达到85%以上。在地层对比时,把测井曲线和分层结果同时显示在图中,以方便地质家的需要。如果把每口井统一按绝对海拔来对齐,就可以看出一

14、些岩性构造和区域范围内的向斜背斜,某种意义上可与地震剖面相比。但测井曲线最低可分辨出012m 左右厚度的地层,其分辨率是地震资料所不能比的。结论该方法通过计算机对测井曲线自动分层对比,辅以人机交互,方便快捷地为地质家提供地层对比结果。可根据需要,选取任意曲线来分层对比。地层对比不受井数、井排跨度制约,充分借鉴专家经验,给出合理的地层对比结果。(收稿日期:2000211221本文编辑李总南625测井技术2000年第24卷增刊测井技术555作者简介张美玲高级工程师,1967年生。1989年毕业于西安电子科技大学应用数学系,在大庆石油管理局测井公司从事测井方法研究及软件开发与应用。发表过多篇专业论文

15、和译文3。(电话:0459*王鹏工程师,1963年生。1986年毕业于大庆研究院职工大学石油地质专业,现在从事地层倾角、成像测井解释与方法研究工作3。(电话:0459*李晓辉工程师,1969年生。1991年毕业于大庆石油学院测井专业,现从事测井解释及其方法研究,具有含钙砂泥岩薄互层及低电阻率油层解释经验。3(电话:0459*于亚娄工程师,1966年生。1990年毕业于大庆石油学院测井专业,现从事测井解释方法研究、测井软件开发工作3。(电话:0459*朱有清工程师,1967年生。1990年毕业于大庆石油学院测井专业,从事测井解释及研究工作,在读博士研究生3。(电话:0459*汪爱云助理工程师,1

16、974年生。1996年毕业于大庆石油学院勘探系矿场地球物理专业,现从事测井解释及其方法研究3。(电话:0459*杜宗君工程师,1963年生。1982年毕业于重庆石油学校,主要从事测井资料处理解释和方法研究工作,现为石油大学(华东应用地球物理专业硕士研究生3。张宏兵工程师,1968年生。1990年毕业于成都理工学院勘查地球物理专业,现在大庆测井公司绘解计算站从事测井资料综合解释及应用研究工作3。(电话:0459*曹阳高级工程师,1968年生。1989年毕业于大庆石油学院测井专业,1993年毕业于哈尔滨工业大学应用数学专业,获硕士学位。现从事测井资料解释及方法研究工作3。(电话:0459*刘江高级

17、工程师,1961年生。1984年毕业于黑龙江大学数学系,1986年在华东石油学院勘探系进修。现从事测井资料处理解释及其方法研究工作3。(电话:5693842宫旭东工程师,1966年生。1988年毕业于中国地质大学地质系。现从事测井解释及地质研究工作3。(电话:0459-*马维泉工程师,1966年生。1989年毕业于西安电子科技大学计算机及应用专业,现从事计算机网络维护及系统管理工作3。(电话:0459*(办045926867161(宅敖德逵工程师,1971年生。1992年毕业于西北大学地质系石油及天然气地质专业。现从事测井解释工作3。(电话:0459*孙利国工程师,1971年生。1993年毕业于江汉石油学院矿场地球物理专业。现在大庆测井公司从事测井资料的解释和研究工作3。(电话:0459*王宏建工程师,1964年生。1989年毕业于大庆石油学院测井专业。一直从事测井解释和测井解释方法研究工作。现任大庆测井公司绘解计算站副站长3。(电话:0459*金卫东1989年毕业于吉林大学数学系,一直从事测井引进软件的维护与开发工作3。刘维林工程师,1968年生。1990年毕业于