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地震资料解释基础地球物理与信息工程学院物探系周辉2011年地震资料解释基础地球物理与信息工程学院周辉1第三章地震资料的地层岩性解释3-1地震资料的地层岩性解释概述3-2地震波速度资料的地层岩性解释3-3厚层反射波振幅信息的利用3-4薄层反射振幅的利用3-5地震波波形和频谱的利用3-6地震属性分析技术3-7地震模型技术3-8人机联作解释技术3-9地球物理资料的统计分析和综合解释第三章地震资料的地层岩性解释3-1地震资料的地层岩性解释2
地学中有三种不同性质的调查方法,即地质方法、地球物理方法和地球化学方法。在矿产调查中,地质方法是研究成矿的地质条件、地质环境和地质作用,从而进行找矿的一种方法。
地球物理方法是根据地下岩石或矿体的物理性质差异在地表所引起的某些物理现象(表现为异常的现象)的变化去判断地质构造或发现矿体的一种方法,包括地震、重力、磁力、电法、地热、放射性及井中地球物理测量等。
地球化学(化探)方法是对岩石、土壤、地下水、地表水、植物、水系以及湖底沉积物等天然产物中的一种或几种化学特征进行测定,再依据测定结果所发现的化探异常来实现找矿目的的。它包括岩石地球化学方法(金属量测量)、水化学方法和生物地球化学方法等。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释地学中有三种不同性质的调查方法,即地质方3所有的地球物理勘探方法都具有以下特点:(1)物理学是物探方法的理论基础。将物理学原理和方法应用于地学,发展成了地球物理学。将它应用于找矿和勘探,又发展成了应用地球物理学。具体来说,它的基础理论包括地磁场、地电场、重力场、弹性波、放射性同位素等理论。地球物理勘探方法研究的是地球物理场或某些物理现象,而不是直接研究岩石或地层,这是完全不同于地质方法的。地球物理勘探方法不仅可了解地表或近地表的地质现象,而且通过场的研究还可获得深部地质现象的信息。(2)用物探方法解决一项地质任务时,要实现两个转化,即先将地质问题转化为地球物理问题,再使用物探方法观测地质现象所反映的物探异常,最后根据观测数据或物理现象与地质体间存在的关系,把物探结果再转化为地质语言或图示,并赋予地质含义,确定其地质效果。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释所有的地球物理勘探方法都具有以下特点:3.9.4(3)物探方法的观测结果存在多解性,表现在:不同地质体可能有相同的物理场;地质体的大小、形状、深度与产状等参数的不同组合可能引起相同的异常现象。(4)每一种物探方法都有其应用条件和使用范围。由于矿床地质、地球物理特征及自然地理条件经常因地而异,从而影响方法的有效性或使某种地球物理方法在解决地质问题时存在局限性。(5)每一种物探方法都要有资料的观测或采集、数据的整理或处理、资料的分析与解释三大环节。地球物理资料的观测必须使用相应的观测仪器和观测方式。观测数据的处理和解释必须使用相应的设备和专用软件。(6)地球物理观测资料中既包含丰富多彩的地质信息,又可能受各种干扰因素的影响或存在人为的观测误差。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)物探方法的观测结果存在多解性,表现在:不5(1)减少多解性在地球物理勘探中,各种方法的基本原理都是建立在正演问题基础上的。正演问题就是利用“模型理想化”的思想,把复杂的地质问题转换为简单的物理或数学模型,再获取对应模型的波场或位场的响应。利用某种地球物理观测资料来推断地下地质现象的过程,称为地球物理反演问题。地球物理资料解释属于反演范畴。由于地下地质问题的复杂性、多变性和介质的非均质性,反演问题的求解都是不适定的,存在多解性。例如,①v1=2500m/s,h1=300m,v2=3600m/s,h2=700m,②v1=3600m/s,h1=700m,v2=2500m/s,h2=300m,它们分别代表两种地质结构,但有相同的平均速度。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)减少多解性3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物6(1)减少多解性迄今为止还没有找到地球物理反演问题的直接解法。采用任何间接方法求解地球物理反演问题,都需要精确的先验知识、或已知的初始条件、或从其他途径获得的约束条件,以求减少反演问题的多解性。近年来,虽然各种处理方法及反演理论的研究在构思和技巧方面取得了很大的进展,但是都还没有攻克反演问题多解性这一难关。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)减少多解性3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物7(2)克服局限性利用地球物理方法在解决地下复杂地质问题的能力上存在局限性。例如在讨论地震勘探分辨能力时,地震勘探垂直分辨率的极限通常定义为地震波长的四分之一。对于横向分辨率,在水平叠加时间剖面上通常取决于第一菲涅尔带的半径。此外,由于震源激发能量的限制和大地滤波作用等的影响,使得勘探深度受到一定限制。位场法虽有勘探深部地层的能力,但由于受各种场的叠加作用的影响,使其对所研究对象的几何形态的反映不再那么“敏感”和精确。因此,有必要充分利用各种勘探方法各自的特点,扬长避短,进行地球物理资料的综合解释,从而提高勘探精度和可靠性。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)克服局限性3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物8(3)避免观测误差及各种干扰地球物理资料是多种多样的,每种资料都是由相应观测仪器在地面或井下逐点测量,再经计算机或相应分析工具处理、整理后获得的。某一种物探方法或单一的波场、位场信息只反映所研究地质体的某个侧面,而不可能反映其全部物理信息。例如,重、磁、电方法分别反映地下岩石的密度、磁性、电性;地震方法反映地下岩层的弹性和物性等。各种地球物理观测数据中也包含着测量误差和各种干扰因素。这些观测误差和各种干扰因素的存在,表明用于地球物理反演的数据不是完全的确定性数据,而是带有异常随机分布而产生的随机数据与有效信息互相叠加的混合体。解决这一问题的有效方法就是地球物理数据的综合研究和统计处理。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)避免观测误差及各种干扰3.9.1、综合解释的必要性3.9减少地球物理反演问题多解性的一般性措施和方法包括:(1)提高野外观测的精度和详细程度,如采用三维高分辨率地震勘探技术。(2)进行资料的精细处理和分析,地球物理资料处理的目的是消除各种干扰,提高信噪比;消除假象,提高资料的保真度;合理分析,提高资料的分辨率和各种场的准确分离。(3)采用综合解释和联合反演等方法。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释减少地球物理反演问题多解性的一般性措施和方法包括:3.9.110总之,综合解释或综合研究的优越性主要体现在:单一方法解决复杂的实际地质问题存在局限性,而综合研究可以充分发挥各种地球物理方法的互补性,减少多解性;各种地球物理方法之间具有一定的联系并可以相互约束;各种综合信息的提取与综合解释有助于提高解释成果的可靠性和精确度。实现综合地球物理解释所遵循的原则是“一、二、三、多”:即一种指导,就是以沉积岩石学、石油地质学和大地构造学等地质理论为指导;二个环节,是指岩石物性参数和地质模型,它们是联系地质与地球物理、地球物理正演和反演的纽带;三项结合,通常指正演与反演相结合、地质与地球物理相结合、定性解释与定量解释相结合;多次反馈,不断地修改模型并调整参数,以便达到逼近真实解的目的。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释总之,综合解释或综合研究的优越性主要体现在:11(1)地球物理方法的综合应用地球物理方法的综合应用包括方法间和方法内两种方式。方法间的综合应用通常由在整个探区使用的基本方法和在局部范围内应用的辅助方法组成。在解决具体的勘查对象时,基本方法与辅助方法同时应用。方法内的综合应用是指应用同一种物探方法的不同方法的组合。它可扩大基本方法的能力。如电剖面与电测深相配合;地面磁测与航空磁测相配合;折射波法、透射波法和反射波法地震勘探相配合;重力勘探中使用重力仪和重力梯度仪相配合等。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)地球物理方法的综合应用3.9.2、地球物理资料的综合应12(1)地球物理方法的综合应用地球物理方法综合应用的方式:①水平综合应用。观测平面位于同一海拔高程的各种物探方法的综合应用。②垂向综合应用。通常是以地面观测为主,以宇宙测量、航空测量、地下测量为辅的物探方法的综合应用。③多目标的调查。既包括一般的地质测量,也包括专门的构造、地貌、工程地质测量,多种类型矿产的普查与勘探,以及任务范围十分广泛的物探方法的综合应用。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)地球物理方法的综合应用3.9.2、地球物理资料的综合应13(2)不同地质任务的综合方法应用合理选择地球物理综合方法是个复杂的问题,通常要针对所解决的具体地质任务进行比较全面的考虑。除了考虑地质一地球物理的先决条件外,还必须考虑经济因素。综合物探方法能够观测到不同物理场的要素或同一种场的不同物理量,以及研究对象的物理一地质模型的不同参数,如岩石的物理性质、几何参数(形状、埋深和范围等)、地层的厚度和空间展布态势等。油气勘探、开发的地质任务大致可分为三个层次,即含油气盆地、圈闭和油气藏(储集层)。对不同层次的地质任务,综合物探方法有着不同的作用和选择。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)不同地质任务的综合方法应用3.9.2、地球物理资料的综14①含油气盆地的勘探对含油气盆地进行勘探的主要任务是从整体出发,查明区域的基本石油地质条件,包括构造、沉积和油气三个方面。各种物探方法及其综合应用在这三个方面都起了相当重要的作用。重磁力方法和电法主要用于分析和研究断裂与构造区划、基底起伏与基底岩性、火成岩分布、盆地边界与周边关系、盆地的深部构造等方面的问题。地震勘探方法主要用于分析和研究盆地内部基底及其以上各构造层的结构,包括断裂、构造层面的埋深与起伏、各种特殊地质体等方面的问题。
常用的综合模式是面积性重磁力、电法工作与区域性综合地质一地球物理大剖面结合。综合大剖面通常以地震剖面为骨干,配合大地电磁及高精度重磁力剖面。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释①含油气盆地的勘探3.9.2、地球物理资料的综合应用3.915②含油气圈闭的勘探圈闭是指地层中能够捕获油气的场所。含油气圈闭的调查研究分为三个阶段。寻找和发现圈闭。重磁方法是快速经济的方法。查明圈闭的各种细节和参数,包括形态、埋深、范围、闭合度、上下地层的关系及断裂发育情况等。以地震方法为主,配合密集采集的人工源电磁测深方法。圈闭的含油气性分析,包括圈闭在盆地内的构造部位及其与其他构造的关系、生储盖的配置、构造发育史与油气运聚史的关系、油气藏的直接检测等。各种资料的综合分析。与侵蚀面有关的圈闭也是一种重要的构造圈闭。侵蚀面往往是一个重要的密度界面及电阻率界面,可用重力和电法研究。非构造类型的圈闭。有些圈闭形态复杂不能形成良好的反射界面,地震方法有一定的难度,而重磁电利用密度、磁性和电阻率方面的差异,往往能取得良好的地质效果。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释②含油气圈闭的勘探3.9.2、地球物理资料的综合应用3.916③油气藏的勘探油气藏是油气勘探的最终目标。油气藏一般具有类型复杂、规模小、厚度薄、埋藏深等特点,用重磁电解决油气储层的相关问题有一定的难度。目前,国内外正在发展的油储地球物理、井间地震、时间推移地震(四维地震)、油储电法、井中重力、成像测井等方法,正在探索解决复杂油气藏勘探、开发中的相关问题。随着我国大多数油气田逐渐进入勘探开发的后期,需要解决的难题越来越多,如油藏动态监测,浅层稠油开采,裂缝性油藏的监测与开发,剩余油监测与开采,低孔、低渗、水淹层油藏的监测与开采等。解决这些难题必须采用多学科、多种资料、多方科研人员综合研究的方法。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释③油气藏的勘探3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球17(3)地球物理资料综合解释
地球物理资料综合解释就是将具有内在联系的多种类型数据进行综合分析,确立较为完整的地质一地球物理模型,再综合地质和其他相关资料,进行更为详细的地质推断的过程。地球物理资料综合解释通常可分为定性解释和定量解释两部分。定性解释是指根据地球物理异常的各种信息来推断地球物理异常源的各种岩石物理性质及其地质原因。定量解释是指根据地球物理数据使用数学物理方法反演异常源的物理参数(岩石的波速、密度、弹性常数、孔渗饱等参数)与几何参数(形态、规模、空间位置等)。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)地球物理资料综合解释3.9.2、地球物理资料的综合应用18(3)地球物理资料综合解释按反演问题解的性质的不同,地球物理资料综合解释的方法可分为确定性方法和概率统计性方法两大类。确定性方法以位场理论和波动理论为基础,导出有关地球物理场所满足的基本数理方程,进而确定所研究问题的解。由于解释人员使用的各种观测资料本身就不是确定性的地球物理异常,所以在一般情况下,反演问题的解具有概率-统计性质。概率-统计方法是以数理统计、概率论和随机过程等理论为工具,根据相当数量的反演问题求解具有概率性质的问题而提出的一些数理统计的模式识别方法。不同层次地质任务的地球物理综合勘探方法的选择各不相同。地球物理资料综合解释也随不同地质任务而异。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)地球物理资料综合解释3.9.2、地球物理资料的综合应用19以含油气盆地为例说明的地球物理资料综合解释研究思路3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释以含油气盆地为例说明的地球物理资料综合解释研究思路3.9.220(1)基本流程地震、测井和地质三种资料的综合解释与分析是油气勘探和开发过程中最基本、最重要的一种综合分析手段,也是油藏描述最基本的分析方法。这种综合分析与解释是油气勘探和开发赖以成功的关键。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释2.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)基本流程3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释2.21(1)基本流程油藏描述是以沉积学、石油地质学、构造地质学、地震地层学和测井地层学的最新成果为理论基础,以计算机和自动绘图技术为手段,对地质、物探、测井、钻井、分析化验以及地层测试资料进行综合分析和处理,用于研究和描述油气藏的一项技术系统。油藏描述包括四项内容:地质描述—建立油藏的总体概念;地震描述—提供油藏构造和储集体几何形态等方面精细的解释成果;测井描述—提交井位点处精确的各种储层参数;综合评价—完成油藏总体的定量描述成果。四个方面各具特色,又互为依托,联为一体。油藏描述大致可分为三个阶段,即油藏静态描述、油藏动态描述和油藏监测。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)基本流程3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.22地震、测井和地质三种资料综合解释的基本流程3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释地震、测井和地质三种资料综合解释的基本流程3.9.3、地震、23(2)三种资料的特点由于地震数据、测井资料和岩心资料三者的垂直分辨尺度大不相同,因此在进行三种资料综合应用或解释时,必须对各类数据进行预处理。一方面,对地震数据而言,应尽量提高其垂直分辨率;另一方面,对测井资料进行适当的“粗化”,以使两者的垂直分辨率的数量级尽可能地趋近,达到两者间可对比的目的。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)三种资料的特点3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解24①地质资料包括已有的文献资料、露头与地下岩心、录井资料等。这些资料是第一手的,它的研究对象是直接的,通常由野外露头观测或钻井岩心剖面来研究沉积岩的物质成分、结构、产状、岩层厚度、接触关系以及各种成因标志、岩性组合等在纵横方向上的变化,进而分析和总结研究区的地质规律及特点。通过实验室对岩石样品或薄片的分析、测试及研究,可得到不同岩性的储层参数,如孔隙率、含流体性质、速度、密度等。对研究区内所有井的岩心、录井资料进行面积和空间上的分析研究,可得到研究区内第一手的地质成果。准确度和可靠性取决于研究区的资料积累、研究程度、资料源的丰富程度以及研究人员的经验与水平等。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释①地质资料3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.925②测井资料地球物理测井方法有多种,每种方法均由相应的测量仪器观测。观测数据经处理后得到一条或多条测井曲线,常用的测井曲线有声波(AC)、密度(DEN)、电阻率(R)、自然电位(SP)、自然伽马(GR)、井径(CAL)、补偿中子(CNL)、地层倾角测井、全波列测井、成像测井等的相应图像。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释②测井资料3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.926
测井资料在三种资料综合应用中所起的作用:(a)设计和控制储层模型的重要数据来源;
(b)具有良好的垂向分辨率和深度控制;(c)各种测井曲线是垂向分层和井间地层岩性对比的基础;(d)提供了每个储层单元的烃类、水饱和度、孔隙度、渗透率、泥质含量等储层参数的精确数值;(e)经分析和处理可作出单井或井间有关构造及地层等方面的地质上的定量解释;(f)钻井地质与测井资料虽然真实细致地反映了井柱的地质特点和地层物性参数,但在整个研究区的三维空间只是“一孔之见”,缺少剖面、平面、三维体的信息。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释测井资料在三种资料综合应用中所起的作用:3.9.3、地震27③地震资料
获取地震数据通常需要较长的周期、较大的工作量以及大量的费用,但可较精确地反映覆盖区地下地质情况,具有很好的剖面、平面和三维空间的控制作用。地震资料,尤其是三维地震数据体,可以提供大量丰富的地震属性参数,便于多种信息的综合分析与研究。地震资料与其他地球物理方法所获的资料(如VSP、井间地震、四维地震、声波测井等)相结合,可以减少地震反演问题的多解性,大大提高地震资料解释的准确度和可靠性。地震资料虽然具有很好的空间地质格局的控制作用,但由于当今地震勘探技术的制约,地震资料的垂向分辨率远没有测井资料的高。地震与测井虽同是地球物理方法,但两者具有较大的差异。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释③地震资料3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9283.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释地震与测井资料的差异3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资293.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)三种资料综合解释方法
地震、测井和地质资料综合应用或解释主要是发挥三种资料的各自优势,扬长避短,建立其密切联系,使之在储层或油藏描述中发挥作用。三种资料综合解释或应用的方法有:①层位标定标定:利用井资料所揭示的地质意义(如储层埋深、岩性、厚度、含油气性、孔渗饱参数)与其地震响应特征(如地震旅行时、波形、振幅、频率、相位、层速度)之间的对应关系来判别或预测远离井、缺少井控制区域内地震信息的地质含义。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资303.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释②模式识别模式识别是一种特殊形式的标定方法,即多参数标定方法。其主要步骤:确立已知模式、提取特征参数、对黑箱式映射的模拟或进行标准样本学习、根据模拟或学习得到的推理规则,对其他样本作判别分类、对判别分类结果作地质解释并验证。③地震岩性模拟(SeismicLithologicModeling,SLIM)用正演的思路把地震剖面结合井资料建立的层状模型反演成反映地下岩性等地质信息的一种处理方法。它通过迭代法获取岩性模型改变后的合成响应,运用的收敛准则是模型得到的合成剖面与实际地震剖面的匹配改善程度。SLIM的输入是普通的层状速度模型,输出是岩性、层厚度、层速度、密度、声阻抗、孔隙度等储层细节。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资313.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释④井约束的各类反演波阻抗和岩性参数的方法井约束各类反演波阻抗或岩性参数的方法,如宽带约束反演、岩性约束反演、声阻抗反演等。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资32波阻抗反演:利用测井资料的约束和地质模型的指导,由叠后地震资料反演地层的波阻抗3.9地球物理资料的统计分析和综合解释波阻抗反演:利用测井资料的约束和地质模型的指导,由叠后地震资33将常规的界面型反射剖面转换为岩层型测井剖面3.9地球物理资料的统计分析和综合解释将常规的界面型反射剖面转换为岩层型测井剖面3.9地球物理资34波阻抗平面图波阻抗剖面3.9地球物理资料的统计分析和综合解释波阻抗平面图波阻抗剖面3.9地球物理资料的统计分析和综合解35四种阻抗综合预测泥质含量图测井泥质含量曲线(黑色)和预测的泥质含量曲线(红色)3.9地球物理资料的统计分析和综合解释四种阻抗综合预测泥质含量图测井泥质含量曲线(黑色)和预测的泥36四种阻抗综合预测电阻率分布图测井电阻率曲线(黑色)和预测的电阻率曲线(红色)对比3.9地球物理资料的统计分析和综合解释四种阻抗综合预测电阻率分布图测井电阻率曲线(黑色)和预测的电373.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释
地球物理资料综合处理的目的就是,从反映地下地质因素的各项属性参数中排除个别参数畸变的局部原因,阐明对数据总体的影响因素,将参数测定结果与地质因素联系起来,为预测岩性、物性、含油气性等的横向变化和确定矿体、油藏的空间分布等提供可用信息。为了阐明所研究的地质对象而使用的综合研究方法,经常要用到有关对象的已知地球物理性质(即地质目标的先验信息),这种方法称为学习标准的解释方法;在缺乏先验信息的情况下,综合研究方法包括了对所研究数据进行学习寻规的过程,这种方法称为自我学习目标的解释方法。下面分别介绍这两种方法的基本原理。3.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统383.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)多项信息的综合参数分析方法在一个面积上的地球物理观测通常沿测线进行,根据观测数据可获得与地下地质因素紧密相关的多项地球物理属性参数。设观测点集合k=1,2,…,K,选取最佳的地球物理属性参数集合l=1,2,…,L,把每一个测点看成一个研究对象,每个对象选定了L个属性参数。全部观测点的参数集合可表示矩阵:3.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统393.9.4、地球物理资料综合处理方法——(1)多项信息的综合参数分析方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释参数测定和计算都带有误差,也存在局部地质干扰,因此计算各个参数的加权平均值往往比单个参数对检测地球物理异常更有价值。寻求一个加权因子hl,计算各研究对象上多参数的加权平均值Sk,使之按照信号有无分类方面具有最大的区分度。对多项参数xkl进行线性组合,构成综合参数Sk,设T为判定门槛值。当Sk≥T时,为有信号H1判定;当Sk<T时,为无信号H0判定。从H1和H0两类判定的角度来看,希望选择的hl应使综合参数Sk对H0和H1有最大的区分度,即综合参数Sk对其平均值Sa的方差为最大:3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(1)多项信息的综合403.9地球物理资料的统计分析和综合解释考虑到当|hl|增大是,上式第一项也随之增大而无法求极值,因此选取目标函数λ为SaSa,,经推导可得,为自相关函数,R为自相关矩阵Sa3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(1)多项信息的综合参数分析方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释考虑到当|hl|增大413.9地球物理资料的统计分析和综合解释于是,目标函数的表达式可写为为使目标函数取极值,上式对h求导,并令其为0,得到本征方程组:3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(1)多项信息的综合参数分析方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释于是,目标函数的表达423.9地球物理资料的统计分析和综合解释
综合参数分析方法可以作为无标准样本学习的一种模式识别方法使用。用于地震属性参数综合处理的主要实现步骤有:
①提取地震属性参数并形成最佳地震属性参数矩阵;
②考虑到各个参数具有不同的物理意义和量纲,在计算协方差矩阵之前,应对各参数进行归一化处理。可用均方根值作为归一化因子,再计算归一化后的地震属性参数的自相关矩阵;
③求解本征方程组,最大本征值λmax所对应的本征向量就是所求的加权因子;
④求综合参数Sk;
⑤进行统计判定:Sk≥T为H1判定;Sk
<T为H0判定。统计判定的门槛值T可根据综合参数Sk的概率来确定,也可用Sa来近似替代。3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(1)多项信息的综合参数分析方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释综433.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)地震属性参数的判别分析方法根据观测数据的某些特征对它们进行分类,以分辨研究对象的类别,这种方法称为判别分析。判别分析就是要判定一个样品究竟来自哪一种已知母体。判别分析的内容包括两组判别和多组判别,现以两组判别为例来说明判别分析的基本思想。
3.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)地震属性参数的443.9地球物理资料的统计分析和综合解释
设已知油藏的地球物理特征是层速度低值、吸收系数高。但是,由于油层和含水层在各个参数的分布上是互相重叠的,不易分开,很难根据个别参数进行判定。如图所示可以寻求一个新的参数y,它既不是吸收系数,又不是层速度,而是两者的线性组合,使含油气和含水两部分地层在参数C上有最清晰的区分。设计因子C按参与综合研究的参数集合计算参数y,使两种不同研究目标得以区分。这种算法就是判别分析。C称为判别因子,y称为判别函数。3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法判别分析原理示意3.9地球物理资料的统计分析和综合解释设453.9地球物理资料的统计分析和综合解释为了对地震多项参数进行判别分析,应对选择的最佳参数集合按两种不同类型的地质目标(设j=1,2)组织参数矩阵。假定在每个目标j上选取Kj个观测点,而每个观测点上选用L个地震属性参数。每个参数用表示,下标k(k=1,2,…,Kj)表示测点号,下标l(l=1,2,…,L)为参数序号,上标j为已知研究目标的类别号。构成两组参数矩阵:3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释为了对463.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法按上式计算两个已知研究目标上的判别函数。寻求判别因子C,使在同类地质目标内判别函数y之间的差别尽量小,而在不同地质目标间,判别函数y之间的差别尽量大。也就是说,要求组内判别函数均匀,两组间判别函数对比度要大。用数学语言表述为:取第一、二类地质目标的判别函数平均值分别为:,3.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理473.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法在组间,令两类地质目标的判别函数平均值之差的平方为N。使N尽可能大,即在组内,判别函数和它的平均值的差别D要尽可能小,即:把上两式综合起来,并使其最大,则有3.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理483.9地球物理资料的统计分析和综合解释根据以上选取判别因子的准则,使试验函数M达到极值,则应满足关系式:3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法经推导后,求解判别因子Ci的线性方程组为:3.9地球物理资料的统计分析和综合解释根据493.9地球物理资料的统计分析和综合解释使用按方程组求得的判别因子c对未知研究目标上的属性参数矩阵xkl进行处理,得到目标上各观测点的判别函数y为3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释使用按方程组求得的判503.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法判别分析用于模式识别或储层横向预测的主要工作步骤是:①提取地震属性参数,并选取最佳参数组成参数矩阵xkl;②在工区范围内,根据已知地质资料和先验信息选取两类不同地质目标的区段作为已知样本。对所选最佳参数集合按两个已知区段组成参数矩阵。③计算协方差矩阵Slm和平均值差dl;④求出判别因子ci,求判别函数;
⑤计算判别界限检查已知样本判别函数,与判别界限比较,进行分类判别。要求有足够多的正确判定,即判定分类与原来已知地质目标相同,称为回判正确;3.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理513.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(2)地震属性参数的判别分析方法⑥将所求得的判别因子用于未知地区参数集合,计算判别函数yk,进行分类判定。3.9地球物理资料的统计分析和综合解释3.9.4、地球物理52地震资料解释基础地球物理与信息工程学院物探系周辉2011年地震资料解释基础地球物理与信息工程学院周辉53第三章地震资料的地层岩性解释3-1地震资料的地层岩性解释概述3-2地震波速度资料的地层岩性解释3-3厚层反射波振幅信息的利用3-4薄层反射振幅的利用3-5地震波波形和频谱的利用3-6地震属性分析技术3-7地震模型技术3-8人机联作解释技术3-9地球物理资料的统计分析和综合解释第三章地震资料的地层岩性解释3-1地震资料的地层岩性解释54
地学中有三种不同性质的调查方法,即地质方法、地球物理方法和地球化学方法。在矿产调查中,地质方法是研究成矿的地质条件、地质环境和地质作用,从而进行找矿的一种方法。
地球物理方法是根据地下岩石或矿体的物理性质差异在地表所引起的某些物理现象(表现为异常的现象)的变化去判断地质构造或发现矿体的一种方法,包括地震、重力、磁力、电法、地热、放射性及井中地球物理测量等。
地球化学(化探)方法是对岩石、土壤、地下水、地表水、植物、水系以及湖底沉积物等天然产物中的一种或几种化学特征进行测定,再依据测定结果所发现的化探异常来实现找矿目的的。它包括岩石地球化学方法(金属量测量)、水化学方法和生物地球化学方法等。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释地学中有三种不同性质的调查方法,即地质方55所有的地球物理勘探方法都具有以下特点:(1)物理学是物探方法的理论基础。将物理学原理和方法应用于地学,发展成了地球物理学。将它应用于找矿和勘探,又发展成了应用地球物理学。具体来说,它的基础理论包括地磁场、地电场、重力场、弹性波、放射性同位素等理论。地球物理勘探方法研究的是地球物理场或某些物理现象,而不是直接研究岩石或地层,这是完全不同于地质方法的。地球物理勘探方法不仅可了解地表或近地表的地质现象,而且通过场的研究还可获得深部地质现象的信息。(2)用物探方法解决一项地质任务时,要实现两个转化,即先将地质问题转化为地球物理问题,再使用物探方法观测地质现象所反映的物探异常,最后根据观测数据或物理现象与地质体间存在的关系,把物探结果再转化为地质语言或图示,并赋予地质含义,确定其地质效果。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释所有的地球物理勘探方法都具有以下特点:3.9.56(3)物探方法的观测结果存在多解性,表现在:不同地质体可能有相同的物理场;地质体的大小、形状、深度与产状等参数的不同组合可能引起相同的异常现象。(4)每一种物探方法都有其应用条件和使用范围。由于矿床地质、地球物理特征及自然地理条件经常因地而异,从而影响方法的有效性或使某种地球物理方法在解决地质问题时存在局限性。(5)每一种物探方法都要有资料的观测或采集、数据的整理或处理、资料的分析与解释三大环节。地球物理资料的观测必须使用相应的观测仪器和观测方式。观测数据的处理和解释必须使用相应的设备和专用软件。(6)地球物理观测资料中既包含丰富多彩的地质信息,又可能受各种干扰因素的影响或存在人为的观测误差。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)物探方法的观测结果存在多解性,表现在:不57(1)减少多解性在地球物理勘探中,各种方法的基本原理都是建立在正演问题基础上的。正演问题就是利用“模型理想化”的思想,把复杂的地质问题转换为简单的物理或数学模型,再获取对应模型的波场或位场的响应。利用某种地球物理观测资料来推断地下地质现象的过程,称为地球物理反演问题。地球物理资料解释属于反演范畴。由于地下地质问题的复杂性、多变性和介质的非均质性,反演问题的求解都是不适定的,存在多解性。例如,①v1=2500m/s,h1=300m,v2=3600m/s,h2=700m,②v1=3600m/s,h1=700m,v2=2500m/s,h2=300m,它们分别代表两种地质结构,但有相同的平均速度。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)减少多解性3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物58(1)减少多解性迄今为止还没有找到地球物理反演问题的直接解法。采用任何间接方法求解地球物理反演问题,都需要精确的先验知识、或已知的初始条件、或从其他途径获得的约束条件,以求减少反演问题的多解性。近年来,虽然各种处理方法及反演理论的研究在构思和技巧方面取得了很大的进展,但是都还没有攻克反演问题多解性这一难关。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)减少多解性3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物59(2)克服局限性利用地球物理方法在解决地下复杂地质问题的能力上存在局限性。例如在讨论地震勘探分辨能力时,地震勘探垂直分辨率的极限通常定义为地震波长的四分之一。对于横向分辨率,在水平叠加时间剖面上通常取决于第一菲涅尔带的半径。此外,由于震源激发能量的限制和大地滤波作用等的影响,使得勘探深度受到一定限制。位场法虽有勘探深部地层的能力,但由于受各种场的叠加作用的影响,使其对所研究对象的几何形态的反映不再那么“敏感”和精确。因此,有必要充分利用各种勘探方法各自的特点,扬长避短,进行地球物理资料的综合解释,从而提高勘探精度和可靠性。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)克服局限性3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物60(3)避免观测误差及各种干扰地球物理资料是多种多样的,每种资料都是由相应观测仪器在地面或井下逐点测量,再经计算机或相应分析工具处理、整理后获得的。某一种物探方法或单一的波场、位场信息只反映所研究地质体的某个侧面,而不可能反映其全部物理信息。例如,重、磁、电方法分别反映地下岩石的密度、磁性、电性;地震方法反映地下岩层的弹性和物性等。各种地球物理观测数据中也包含着测量误差和各种干扰因素。这些观测误差和各种干扰因素的存在,表明用于地球物理反演的数据不是完全的确定性数据,而是带有异常随机分布而产生的随机数据与有效信息互相叠加的混合体。解决这一问题的有效方法就是地球物理数据的综合研究和统计处理。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)避免观测误差及各种干扰3.9.1、综合解释的必要性3.61减少地球物理反演问题多解性的一般性措施和方法包括:(1)提高野外观测的精度和详细程度,如采用三维高分辨率地震勘探技术。(2)进行资料的精细处理和分析,地球物理资料处理的目的是消除各种干扰,提高信噪比;消除假象,提高资料的保真度;合理分析,提高资料的分辨率和各种场的准确分离。(3)采用综合解释和联合反演等方法。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释减少地球物理反演问题多解性的一般性措施和方法包括:3.9.162总之,综合解释或综合研究的优越性主要体现在:单一方法解决复杂的实际地质问题存在局限性,而综合研究可以充分发挥各种地球物理方法的互补性,减少多解性;各种地球物理方法之间具有一定的联系并可以相互约束;各种综合信息的提取与综合解释有助于提高解释成果的可靠性和精确度。实现综合地球物理解释所遵循的原则是“一、二、三、多”:即一种指导,就是以沉积岩石学、石油地质学和大地构造学等地质理论为指导;二个环节,是指岩石物性参数和地质模型,它们是联系地质与地球物理、地球物理正演和反演的纽带;三项结合,通常指正演与反演相结合、地质与地球物理相结合、定性解释与定量解释相结合;多次反馈,不断地修改模型并调整参数,以便达到逼近真实解的目的。3.9.1、综合解释的必要性3.9地球物理资料的统计分析和综合解释总之,综合解释或综合研究的优越性主要体现在:63(1)地球物理方法的综合应用地球物理方法的综合应用包括方法间和方法内两种方式。方法间的综合应用通常由在整个探区使用的基本方法和在局部范围内应用的辅助方法组成。在解决具体的勘查对象时,基本方法与辅助方法同时应用。方法内的综合应用是指应用同一种物探方法的不同方法的组合。它可扩大基本方法的能力。如电剖面与电测深相配合;地面磁测与航空磁测相配合;折射波法、透射波法和反射波法地震勘探相配合;重力勘探中使用重力仪和重力梯度仪相配合等。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)地球物理方法的综合应用3.9.2、地球物理资料的综合应64(1)地球物理方法的综合应用地球物理方法综合应用的方式:①水平综合应用。观测平面位于同一海拔高程的各种物探方法的综合应用。②垂向综合应用。通常是以地面观测为主,以宇宙测量、航空测量、地下测量为辅的物探方法的综合应用。③多目标的调查。既包括一般的地质测量,也包括专门的构造、地貌、工程地质测量,多种类型矿产的普查与勘探,以及任务范围十分广泛的物探方法的综合应用。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)地球物理方法的综合应用3.9.2、地球物理资料的综合应65(2)不同地质任务的综合方法应用合理选择地球物理综合方法是个复杂的问题,通常要针对所解决的具体地质任务进行比较全面的考虑。除了考虑地质一地球物理的先决条件外,还必须考虑经济因素。综合物探方法能够观测到不同物理场的要素或同一种场的不同物理量,以及研究对象的物理一地质模型的不同参数,如岩石的物理性质、几何参数(形状、埋深和范围等)、地层的厚度和空间展布态势等。油气勘探、开发的地质任务大致可分为三个层次,即含油气盆地、圈闭和油气藏(储集层)。对不同层次的地质任务,综合物探方法有着不同的作用和选择。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)不同地质任务的综合方法应用3.9.2、地球物理资料的综66①含油气盆地的勘探对含油气盆地进行勘探的主要任务是从整体出发,查明区域的基本石油地质条件,包括构造、沉积和油气三个方面。各种物探方法及其综合应用在这三个方面都起了相当重要的作用。重磁力方法和电法主要用于分析和研究断裂与构造区划、基底起伏与基底岩性、火成岩分布、盆地边界与周边关系、盆地的深部构造等方面的问题。地震勘探方法主要用于分析和研究盆地内部基底及其以上各构造层的结构,包括断裂、构造层面的埋深与起伏、各种特殊地质体等方面的问题。
常用的综合模式是面积性重磁力、电法工作与区域性综合地质一地球物理大剖面结合。综合大剖面通常以地震剖面为骨干,配合大地电磁及高精度重磁力剖面。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释①含油气盆地的勘探3.9.2、地球物理资料的综合应用3.967②含油气圈闭的勘探圈闭是指地层中能够捕获油气的场所。含油气圈闭的调查研究分为三个阶段。寻找和发现圈闭。重磁方法是快速经济的方法。查明圈闭的各种细节和参数,包括形态、埋深、范围、闭合度、上下地层的关系及断裂发育情况等。以地震方法为主,配合密集采集的人工源电磁测深方法。圈闭的含油气性分析,包括圈闭在盆地内的构造部位及其与其他构造的关系、生储盖的配置、构造发育史与油气运聚史的关系、油气藏的直接检测等。各种资料的综合分析。与侵蚀面有关的圈闭也是一种重要的构造圈闭。侵蚀面往往是一个重要的密度界面及电阻率界面,可用重力和电法研究。非构造类型的圈闭。有些圈闭形态复杂不能形成良好的反射界面,地震方法有一定的难度,而重磁电利用密度、磁性和电阻率方面的差异,往往能取得良好的地质效果。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释②含油气圈闭的勘探3.9.2、地球物理资料的综合应用3.968③油气藏的勘探油气藏是油气勘探的最终目标。油气藏一般具有类型复杂、规模小、厚度薄、埋藏深等特点,用重磁电解决油气储层的相关问题有一定的难度。目前,国内外正在发展的油储地球物理、井间地震、时间推移地震(四维地震)、油储电法、井中重力、成像测井等方法,正在探索解决复杂油气藏勘探、开发中的相关问题。随着我国大多数油气田逐渐进入勘探开发的后期,需要解决的难题越来越多,如油藏动态监测,浅层稠油开采,裂缝性油藏的监测与开发,剩余油监测与开采,低孔、低渗、水淹层油藏的监测与开采等。解决这些难题必须采用多学科、多种资料、多方科研人员综合研究的方法。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释③油气藏的勘探3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球69(3)地球物理资料综合解释
地球物理资料综合解释就是将具有内在联系的多种类型数据进行综合分析,确立较为完整的地质一地球物理模型,再综合地质和其他相关资料,进行更为详细的地质推断的过程。地球物理资料综合解释通常可分为定性解释和定量解释两部分。定性解释是指根据地球物理异常的各种信息来推断地球物理异常源的各种岩石物理性质及其地质原因。定量解释是指根据地球物理数据使用数学物理方法反演异常源的物理参数(岩石的波速、密度、弹性常数、孔渗饱等参数)与几何参数(形态、规模、空间位置等)。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)地球物理资料综合解释3.9.2、地球物理资料的综合应用70(3)地球物理资料综合解释按反演问题解的性质的不同,地球物理资料综合解释的方法可分为确定性方法和概率统计性方法两大类。确定性方法以位场理论和波动理论为基础,导出有关地球物理场所满足的基本数理方程,进而确定所研究问题的解。由于解释人员使用的各种观测资料本身就不是确定性的地球物理异常,所以在一般情况下,反演问题的解具有概率-统计性质。概率-统计方法是以数理统计、概率论和随机过程等理论为工具,根据相当数量的反演问题求解具有概率性质的问题而提出的一些数理统计的模式识别方法。不同层次地质任务的地球物理综合勘探方法的选择各不相同。地球物理资料综合解释也随不同地质任务而异。3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)地球物理资料综合解释3.9.2、地球物理资料的综合应用71以含油气盆地为例说明的地球物理资料综合解释研究思路3.9.2、地球物理资料的综合应用3.9地球物理资料的统计分析和综合解释以含油气盆地为例说明的地球物理资料综合解释研究思路3.9.272(1)基本流程地震、测井和地质三种资料的综合解释与分析是油气勘探和开发过程中最基本、最重要的一种综合分析手段,也是油藏描述最基本的分析方法。这种综合分析与解释是油气勘探和开发赖以成功的关键。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释2.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)基本流程3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释2.73(1)基本流程油藏描述是以沉积学、石油地质学、构造地质学、地震地层学和测井地层学的最新成果为理论基础,以计算机和自动绘图技术为手段,对地质、物探、测井、钻井、分析化验以及地层测试资料进行综合分析和处理,用于研究和描述油气藏的一项技术系统。油藏描述包括四项内容:地质描述—建立油藏的总体概念;地震描述—提供油藏构造和储集体几何形态等方面精细的解释成果;测井描述—提交井位点处精确的各种储层参数;综合评价—完成油藏总体的定量描述成果。四个方面各具特色,又互为依托,联为一体。油藏描述大致可分为三个阶段,即油藏静态描述、油藏动态描述和油藏监测。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)基本流程3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.74地震、测井和地质三种资料综合解释的基本流程3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释地震、测井和地质三种资料综合解释的基本流程3.9.3、地震、75(2)三种资料的特点由于地震数据、测井资料和岩心资料三者的垂直分辨尺度大不相同,因此在进行三种资料综合应用或解释时,必须对各类数据进行预处理。一方面,对地震数据而言,应尽量提高其垂直分辨率;另一方面,对测井资料进行适当的“粗化”,以使两者的垂直分辨率的数量级尽可能地趋近,达到两者间可对比的目的。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(2)三种资料的特点3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解76①地质资料包括已有的文献资料、露头与地下岩心、录井资料等。这些资料是第一手的,它的研究对象是直接的,通常由野外露头观测或钻井岩心剖面来研究沉积岩的物质成分、结构、产状、岩层厚度、接触关系以及各种成因标志、岩性组合等在纵横方向上的变化,进而分析和总结研究区的地质规律及特点。通过实验室对岩石样品或薄片的分析、测试及研究,可得到不同岩性的储层参数,如孔隙率、含流体性质、速度、密度等。对研究区内所有井的岩心、录井资料进行面积和空间上的分析研究,可得到研究区内第一手的地质成果。准确度和可靠性取决于研究区的资料积累、研究程度、资料源的丰富程度以及研究人员的经验与水平等。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释①地质资料3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.977②测井资料地球物理测井方法有多种,每种方法均由相应的测量仪器观测。观测数据经处理后得到一条或多条测井曲线,常用的测井曲线有声波(AC)、密度(DEN)、电阻率(R)、自然电位(SP)、自然伽马(GR)、井径(CAL)、补偿中子(CNL)、地层倾角测井、全波列测井、成像测井等的相应图像。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释②测井资料3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.978
测井资料在三种资料综合应用中所起的作用:(a)设计和控制储层模型的重要数据来源;
(b)具有良好的垂向分辨率和深度控制;(c)各种测井曲线是垂向分层和井间地层岩性对比的基础;(d)提供了每个储层单元的烃类、水饱和度、孔隙度、渗透率、泥质含量等储层参数的精确数值;(e)经分析和处理可作出单井或井间有关构造及地层等方面的地质上的定量解释;(f)钻井地质与测井资料虽然真实细致地反映了井柱的地质特点和地层物性参数,但在整个研究区的三维空间只是“一孔之见”,缺少剖面、平面、三维体的信息。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释测井资料在三种资料综合应用中所起的作用:3.9.3、地震79③地震资料
获取地震数据通常需要较长的周期、较大的工作量以及大量的费用,但可较精确地反映覆盖区地下地质情况,具有很好的剖面、平面和三维空间的控制作用。地震资料,尤其是三维地震数据体,可以提供大量丰富的地震属性参数,便于多种信息的综合分析与研究。地震资料与其他地球物理方法所获的资料(如VSP、井间地震、四维地震、声波测井等)相结合,可以减少地震反演问题的多解性,大大提高地震资料解释的准确度和可靠性。地震资料虽然具有很好的空间地质格局的控制作用,但由于当今地震勘探技术的制约,地震资料的垂向分辨率远没有测井资料的高。地震与测井虽同是地球物理方法,但两者具有较大的差异。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释③地震资料3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9803.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释地震与测井资料的差异3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资813.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(3)三种资料综合解释方法
地震、测井和地质资料综合应用或解释主要是发挥三种资料的各自优势,扬长避短,建立其密切联系,使之在储层或油藏描述中发挥作用。三种资料综合解释或应用的方法有:①层位标定标定:利用井资料所揭示的地质意义(如储层埋深、岩性、厚度、含油气性、孔渗饱参数)与其地震响应特征(如地震旅行时、波形、振幅、频率、相位、层速度)之间的对应关系来判别或预测远离井、缺少井控制区域内地震信息的地质含义。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资823.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释②模式识别模式识别是一种特殊形式的标定方法,即多参数标定方法。其主要步骤:确立已知模式、提取特征参数、对黑箱式映射的模拟或进行标准样本学习、根据模拟或学习得到的推理规则,对其他样本作判别分类、对判别分类结果作地质解释并验证。③地震岩性模拟(SeismicLithologicModeling,SLIM)用正演的思路把地震剖面结合井资料建立的层状模型反演成反映地下岩性等地质信息的一种处理方法。它通过迭代法获取岩性模型改变后的合成响应,运用的收敛准则是模型得到的合成剖面与实际地震剖面的匹配改善程度。SLIM的输入是普通的层状速度模型,输出是岩性、层厚度、层速度、密度、声阻抗、孔隙度等储层细节。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资833.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资料的统计分析和综合解释④井约束的各类反演波阻抗和岩性参数的方法井约束各类反演波阻抗或岩性参数的方法,如宽带约束反演、岩性约束反演、声阻抗反演等。3.9.3、地震、测井、地质资料的综合解释3.9地球物理资84波阻抗反演:利用测井资料的约束和地质模型的指导,由叠后地震资料反演地层的波阻抗3.9地球物理资料的统计分析和综合解释波阻抗反演:利用测井资料的约束和地质模型的指导,由叠后地震资85将常规的界面型反射剖面转换为岩层型测井剖面3.9地球物理资料的统计分析和综合解释将常规的界面型反射剖面转换为岩层型测井剖面3.9地球物理资86波阻抗平面图波阻抗剖面3.9地球物理资料的统计分析和综合解释波阻抗平面图波阻抗剖面3.9地球物理资料的统计分析和综合解87四种阻抗综合预测泥质含量图测井泥质含量曲线(黑色)和预测的泥质含量曲线(红色)3.9地球物理资料的统计分析和综合解释四种阻抗综合预测泥质含量图测井泥质含量曲线(黑色)和预测的泥88四种阻抗综合预测电阻率分布图测井电阻率曲线(黑色)和预测的电阻率曲线(红色)对比3.9地球物理资料的统计分析和综合解释四种阻抗综合预测电阻率分布图测井电阻率曲线(黑色)和预测的电893.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释
地球物理资料综合处理的目的就是,从反映地下地质因素的各项属性参数中排除个别参数畸变的局部原因,阐明对数据总体的影响因素,将参数测定结果与地质因素联系起来,为预测岩性、物性、含油气性等的横向变化和确定矿体、油藏的空间分布等提供可用信息。为了阐明所研究的地质对象而使用的综合研究方法,经常要用到有关对象的已知地球物理性质(即地质目标的先验信息),这种方法称为学习标准的解释方法;在缺乏先验信息的情况下,综合研究方法包括了对所研究数据进行学习寻规的过程,这种方法称为自我学习目标的解释方法。下面分别介绍这两种方法的基本原理。3.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统903.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释(1)多项信息的综合参数分析方法在一个面积上的地球物理观测通常沿测线进行,根据观测数据可获得与地下地质因素紧密相关的多项地球物理属性参数。设观测点集合k=1,2,…,K,选取最佳的地球物理属性参数集合l=1,2,…,L,把每一个测点看成一个研究对象,每个对象选定了L个属性参数。全部观测点的参数集合可表示矩阵:3.9.4、地球物理资料综合处理方法3.9地球物理资料的统913.9.4、地球物理资料综合处理方法——(1)多项信息的综合参数分析方法3.9地球物理资料的统计分析和综合解释参数测定和计算都带有误差,也存在局部地质干扰,因此计算各个参数的加权平均值往往比单个参数对检测地球物理异常更有价值。寻求一个加权因子hl,计算各研究对象上多参数的加权平均值Sk,使之按照信号有无分类方面具有最大的区分度。对多项参数xkl进行线性组合,构成综合参数Sk,设T为判定门槛值。当Sk≥T时,为有信号H1判定;当Sk<T时,为无信号H0判定。从H1和H0两类判定的角度来看,希望选择的hl应使综合参数Sk对H0和H1有最大的区分度,即综合参数Sk对其平均值Sa的方差为最大:3.9.4、地球物理资料综合处理方法——(1)多项信息的综合923.9地球物理资料的统计分析和综合解释考虑到当|hl|增大是,上式第一项也随之增大而无法求极值,因此选取目标函数λ为SaSa,,经推导可得,为自相关函数,R为自相关
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