地层倾角测井原理及应用4-测数据处理原理1.ppt
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1、 西南石油大学资源与环境学院西南石油大学资源与环境学院司马立强司马立强(四)(四)1 1、什么是相关分析?、什么是相关分析?2 2、地层倾角相关时常用的相关函数公式有那些?、地层倾角相关时常用的相关函数公式有那些?3 3、相关分析中的常用术语及含义?、相关分析中的常用术语及含义?4 4、确定相关对比的参数的原则有哪些?、确定相关对比的参数的原则有哪些?5 5、地层倾角相关对比计算相关函数的过程如何?、地层倾角相关对比计算相关函数的过程如何?第一节第一节 数据记录格式数据记录格式第二节第二节 测井质量控制测井质量控制第三节第三节 地层倾角测井曲线的相关对比分析法地层倾角测井曲线的相关对比分析法第
2、四节第四节 地层倾角测井曲线的图形识别法地层倾角测井曲线的图形识别法第五节第五节 频率分析处理法频率分析处理法(自学)(自学)(自学)(自学)地地层层倾倾角角测测井井原原始始曲曲线线的的解解释释要要比比其其它它测测井井方方法法的的解解释释复复杂杂的的多多,因因为为地地层层倾倾角角测测井井不不能能直直接接提提供供地地层层倾倾角角和和地地层层倾倾斜斜方方位位角角,也就无法对地层倾角曲线进行直接解释也就无法对地层倾角曲线进行直接解释。绪绪多条电阻率曲线多条电阻率曲线号极板的方位角号极板的方位角AZ(AZ()井斜曲线井斜曲线DEV(DEV()相对方位相对方位RBRB()必须经过复杂的计算才能获得。必须
3、经过复杂的计算才能获得。早期解释早期解释:人工解释人工解释,只解释关键层段。,只解释关键层段。现现在在解解释释:人人机机交交互互解解释释,应应用用计计算算机机处处理技术连续处理、解释地层倾角资料理技术连续处理、解释地层倾角资料 计计算算机机技技术术的的发发展展,也也促促进进了了地地层层倾倾角角测井处理、解释软件的开发和发展。测井处理、解释软件的开发和发展。计计算算机机的的类类型型、大大小小和和地地层层倾倾角角仪仪器器的的不不同,开发的软件也各不相同。同,开发的软件也各不相同。但但不不管管哪哪家家公公司司开开发发的的地地层层倾倾角角处处理理软软件件,其设计原理主要还是基于以下其设计原理主要还是基
4、于以下三种方法三种方法:相关对比法相关对比法 图形识别法图形识别法 频率分析处理法(频率分析处理法(自学自学)一、相关分析的基本原理二、相关对比分析求取高程差的原理二、相关对比分析求取高程差的原理三、相关分析中的常用术语三、相关分析中的常用术语四、相关对比的计算过程四、相关对比的计算过程五、相关对比的质量系数五、相关对比的质量系数六、几种情况处理六、几种情况处理七、相关对比法的改进七、相关对比法的改进八、八、SHDT中的相关对比法中的相关对比法什么是什么是相关对比分析法?相关对比分析法?它它是是一一种种很很早早就就广广泛泛用用于于许许多多领领域域(如如地地质、气象等)的一种数理统计分析方法。质
5、、气象等)的一种数理统计分析方法。相关相关:分析两组数据的相关程度:分析两组数据的相关程度 相似相似:分析两条曲线(图形)的相似程度:分析两条曲线(图形)的相似程度例例分析两组数据相关关系分析两组数据相关关系图形之间的相似性图形之间的相似性 例例思路思路 首首先先必必须须对对4 4条条(或或6 6条条、或或8 8条条)微微电电阻阻率率测测井井曲曲线线进进行行(相相似似、相相关关)对对比比,求求出出各各条微电阻率曲线在同一地层层面上的条微电阻率曲线在同一地层层面上的高程差高程差。地层倾角测井曲线的相关对比法:地层倾角测井曲线的相关对比法:用用数数理理统统计计的的方方法法比比较较各各曲曲线线之之间
6、间的的相相似似性,从而确定地层面在各条曲线上的深度。性,从而确定地层面在各条曲线上的深度。用什么比较?用什么比较?相关系数相关系数 将将四四条条(或或六六条条、八八条条)微微电电阻阻率率曲曲线线中中任任意意两两条条曲曲线线X X和和Y Y每每隔隔一一个个采采样样点点取取一一个个数数据据,这这样样曲曲线线X X、Y Y离离散散化化后后就就形形成成数数列列:XiXi、YiYi,其其中中i i1 1、2 2、3 3,N N,它它表表示示曲曲线线离离散化后的采样点数。散化后的采样点数。数数列列XiXi与与YiYi是是否否相相似似等等价价于于(XiXi)与与(aYi+baYi+b)是是否否接接近近,也也
7、就就是是它它们们的的均均方方差差Q Q最最小小,即:,即:相关系数相关系数 只只有有当当Q Q最最小小时时,(XiXi)与与(aYi+baYi+b)才才最最相似。相似。a a、b b可根据可根据 ,解得:,解得:相关系数相关系数将将a a、b b带入上式整理,得带入上式整理,得相对误差相对误差:其中:其中:由柯西谢瓦兹(由柯西谢瓦兹(Cauchy-SchwarzCauchy-Schwarz)不等式知不等式知 :相关系数相关系数讨论讨论 (1 1)当当 =0=0,相相对对误误差差最最大大,说说明明XiXi与与YiYi不不相相关(或不相似);关(或不相似);(2 2)当当 =1=1,相相对对误误差
8、差最最小小,说说明明XiXi与与YiYi完完全全相关(或相似);相关(或相似);(3 3)当当 0 0,曲曲线线相相似似,相相位位相相反反。测测井井曲曲线线对对比比时,要求曲线相似且相位相同,所以时,要求曲线相似且相位相同,所以 要求取要求取正值正值。综综上上所所述述,在在实实际际中中,我我们们用用来来衡衡量量XiXi与与YiYi的相似程度,就是通常所说的的相似程度,就是通常所说的相关系数相关系数相关系数相关系数。相关系数相关系数计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明 用用计计算算机机对对地地层层倾倾角角曲曲线线(每每次次两两条条)进进行行相关对比时,
9、是采用逐段对比的。相关对比时,是采用逐段对比的。基本曲线:基本曲线:基本曲线:基本曲线:A A A A对比曲线:对比曲线:对比曲线:对比曲线:B B B B对比井段(长度):对比井段(长度):对比井段(长度):对比井段(长度):A A A A1 1 1 1A A A A2 2 2 2探索长度:探索长度:探索长度:探索长度:S=BS=BS=BS=B1 1 1 1S S S S1 1 1 1+B+B+B+B2 2 2 2S S S S2 2 2 2计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明 B B曲曲曲曲线线线线A A曲曲曲曲线线线线例例 如如如如果果果果曲曲
10、曲曲线线线线段段段段A A A A1 1 1 1A A A A2 2 2 2对对对对应应应应井井井井段段段段长长长长度度度度为为为为3m3m3m3m,每每每每米米米米采采采采样样样样320320320320点点点点,共共共共961961961961个个个个采采采采样样样样点点点点。则则则则数数数数列列列列 A A A Ai i i i 中中中中编编编编号号号号自自自自0 0 0 0960960960960,同同同同理理理理,数数数数列列列列 B B B Bi i i i 也是这样。也是这样。也是这样。也是这样。如如如如探探探探索索索索长长长长度度度度S=0.2mS=0.2mS=0.2mS=0.
11、2m,共共共共2n2n2n2n0.23200.23200.23200.232064646464个个个个采采采采样样样样点点点点,每边每边每边每边n n n n32323232个采样点。个采样点。个采样点。个采样点。对比过程对比过程计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明 B B曲曲曲曲线线线线A A曲曲曲曲线线线线 对对比比时时,B B曲曲线线由由S S1 1开开始始自自下下向向上上移移动动,先先从从 (-n-n)采采样样点点号号开开始始取取N N个个采采样样点点与与A A曲曲线线N N个个采样点对比;采样点对比;然然后后从从(-n+1-n+1)采采样样
12、点点开开始始取取N N个个采采样样点点与与A A曲线曲线N N个采样点对比,个采样点对比,直直到到在在(n n)采采样样点点开开始始取取N N个个采采样样点点(B Bn n,B Bn+1n+1,B Bn+Nn+N1 1)与)与A A曲线曲线N N个采样点对比。个采样点对比。这这样样,每每移移动动一一个个采采样样点点求求出出一一个个相相关关系系数数R R():):=-n=-n,-(n-1)-(n-1),0 0,1 1,2 2,n n 标准化标准化标准化标准化相关函数公式相关函数公式相关函数公式相关函数公式计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明 B B曲曲
13、曲曲线线线线A A曲曲曲曲线线线线计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明计算相关函数过程说明 B B曲曲曲曲线线线线A A曲曲曲曲线线线线式中:式中:AiAAiA1 1A A2 2上第上第i i个采样点值;个采样点值;B Bi+i+BB1 1B B2 2上第上第i+i+个采样点值;个采样点值;NN对比段采样点数;对比段采样点数;BB曲线对比时移动的采样点数;曲线对比时移动的采样点数;曲线段曲线段B B1 1B B2 2自自 开始取开始取N N个采样点求的平均值;个采样点求的平均值;R(R()曲线段曲线段A A1 1A A2 2与与B B1 1B B2 2移动移动 个采样点
14、的曲线段的相关系数值。个采样点的曲线段的相关系数值。逐点连接相关函数值就得到相关函数曲线。逐点连接相关函数值就得到相关函数曲线。相关函数曲线相关函数曲线相关函数曲线相关函数曲线图图图图当当曲曲线线相相对对移移动动m m个个采采样样点点距距离离后后,两两曲曲线线最最相相似,相关函数似,相关函数R(m)R(m)最大。最大。则地层面在则地层面在则地层面在则地层面在B B B B曲线与曲线与曲线与曲线与A A A A曲线在间的高程差曲线在间的高程差曲线在间的高程差曲线在间的高程差h h h hABABABAB为:为:为:为:h h h hABABABABZ Z Z ZB B B B-Z-Z-Z-ZA
15、A A A=ml=ml=ml=ml式中:式中:式中:式中:mmmmR(R()最大值处最大值处最大值处最大值处B B B B曲线段移动的采样点数;曲线段移动的采样点数;曲线段移动的采样点数;曲线段移动的采样点数;llll为采用间距(厘米为采用间距(厘米为采用间距(厘米为采用间距(厘米/点);点);点);点);h h h hABABABAB为为为为高高高高程程程程差差差差。当当当当B B B B曲曲曲曲线线线线段段段段在在在在A A A A曲曲曲曲线线线线段段段段位位位位置置置置之之之之下时,高程差为负值,反之为正值。下时,高程差为负值,反之为正值。下时,高程差为负值,反之为正值。下时,高程差为负
16、值,反之为正值。相关函数曲线相关函数曲线相关函数曲线相关函数曲线图图图图 在在实实际际应应用用中中,除除了了标标准准化化的的相相关关函函数数公公式式外,还外,还可采用下列公式:可采用下列公式:半标准化的相关函数公式:半标准化的相关函数公式:半标准化的相关函数公式:半标准化的相关函数公式:非标准化的相关函数公式:非标准化的相关函数公式:非标准化的相关函数公式:非标准化的相关函数公式:上上上上面面面面两两两两式式式式计计计计算算算算精精精精度度度度要要要要低低低低些些些些,但但但但处处处处理理理理速速速速度度度度快快快快,节节节节省资料处理时间。所以,有时也采用。省资料处理时间。所以,有时也采用。
17、省资料处理时间。所以,有时也采用。省资料处理时间。所以,有时也采用。其它其它相关函数公式:相关函数公式:1 1、基本曲线与对比曲线、基本曲线与对比曲线2 2、处理井段、处理井段3 3、对比长度(窗长)、对比长度(窗长)4 4、探索长度(范围)与探索角、探索长度(范围)与探索角5 5、步长、步长1 1、基本曲线与对比曲线、基本曲线与对比曲线 上述推导中,曲线上述推导中,曲线上述推导中,曲线上述推导中,曲线A A A A称基本曲线,曲线称基本曲线,曲线称基本曲线,曲线称基本曲线,曲线B B B B称对比曲线。称对比曲线。称对比曲线。称对比曲线。当当当当号号号号极极极极板板板板所所所所测测测测曲曲曲
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- 地层倾角测井 原理 应用 数据处理
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