【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理解釋，尤其涉及基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在測(cè)井曲線解釋，尤其是巖性解釋、測(cè)井相分類、儲(chǔ)層劃分時(shí)，測(cè)井曲線分層是首要工作，人工分層方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，傳統(tǒng)的自動(dòng)分層方法如聚類、極值方差等效率較低，分類結(jié)果隨意性強(qiáng)。因此有必要對(duì)分層參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化約束，使其適應(yīng)具體工區(qū)和地質(zhì)環(huán)境。
2、測(cè)井曲線自動(dòng)分層算法主要包括數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法：包括層內(nèi)差異法、有序聚類分析(最優(yōu)分割法)、最小二乘變點(diǎn)分析法和極值方差聚類方法等，人工智能方法：包括模糊聚類和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。這些方法在實(shí)際中均取得了一定的應(yīng)用成果，但只利用了測(cè)井曲線本身的特點(diǎn)，沒有加入巖心的約束，因此地質(zhì)意義不太明確，分層結(jié)果較為隨意。除此以外，還有活度分析法、微商極值法、多尺度分析法等方法，在測(cè)井曲線自動(dòng)分層中應(yīng)用也得到了一定應(yīng)用。
3、活度分析法和微商極值法計(jì)算簡(jiǎn)單方便，但一般是針對(duì)單條測(cè)井曲線分析的，信息單一，不具有代表性，并且容易受到噪音的影響，會(huì)導(dǎo)致分層界面錯(cuò)誤過多，影響分層的效果。小波變換作為一種強(qiáng)有力的非平穩(wěn)信號(hào)分析工具，已廣泛用于地球物理勘探和測(cè)井分析，其良好的局部化特性能提高測(cè)井序列分辨率。一般來(lái)說(shuō)，引起測(cè)井值變化的主要因素是地層性質(zhì)的變化，小波變換能檢測(cè)信號(hào)突變并描述信號(hào)突變的程度，使其能較為準(zhǔn)確地捕捉地層性質(zhì)的變化，應(yīng)用低通小波、模極大值等對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行多尺度分析，可以將不同沉積期次的地層界面在不同尺度上定量劃分區(qū)別，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)地層界面位置的目的。
4、因此，利用小波變換對(duì)
5、通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：
6、（1）現(xiàn)有的測(cè)井曲線自動(dòng)分層算法只利用了測(cè)井曲線本身的特點(diǎn)，沒有加入巖心的約束，因此地質(zhì)意義不太明確，分層結(jié)果較為隨意。
7、（2）活度分析法和微商極值法針對(duì)單條測(cè)井曲線分析，信息單一，不具有代表性，且容易受到噪音影響，導(dǎo)致分層界面錯(cuò)誤過多，影響分層的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)公開實(shí)施例提供了基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，涉及測(cè)井曲線的分類識(shí)別、屬性提取和信息挖掘等，所述技術(shù)方案如下：
2、本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，包括：
3、s1，對(duì)取心井和非取心井的測(cè)井曲線進(jìn)行預(yù)處理；
4、s2，對(duì)取心井進(jìn)行人工分層和自動(dòng)分層參數(shù)選擇；
5、s3，根據(jù)最優(yōu)窗口大小對(duì)非取心井進(jìn)行分層；
6、s4，對(duì)分層點(diǎn)進(jìn)行后處理，得到最佳自動(dòng)分層效果。
7、在步驟s1中，測(cè)井曲線包括：自然伽馬測(cè)井曲線和自然電位測(cè)井曲線。
8、在步驟s1中，對(duì)取心井和非取心井的測(cè)井曲線進(jìn)行預(yù)處理，包括：采用基于樣本熵的自適應(yīng)形態(tài)學(xué)濾波方法，去除測(cè)井曲線的微小變化，形態(tài)學(xué)濾波的兩個(gè)基本操作是膨脹和腐蝕；
9、膨脹操作為：
10、；
11、腐蝕操作為：
12、；
13、式中，為膨脹操作，為腐蝕操作，為測(cè)井曲線值，為定義在的長(zhǎng)度為的離散序列；為結(jié)構(gòu)元素，為定義在的長(zhǎng)度為的離散序列；并且；分別為離散序列的序號(hào)，為取最大值操作；
14、采用高斯分布建立結(jié)構(gòu)元素，結(jié)構(gòu)元素長(zhǎng)度為要識(shí)別的第一層厚度所對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)（此處為17），標(biāo)準(zhǔn)差決定了高斯分布的極大值，標(biāo)準(zhǔn)差越大，高斯分布的極大值越小；計(jì)算樣本熵，并將樣本熵限制在之間，取倒數(shù)得到標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)元素；未歸一化結(jié)構(gòu)元素的表達(dá)式為：
15、；
16、式中，為離散序列序號(hào)，為標(biāo)準(zhǔn)差，為指數(shù)計(jì)算操作；
17、歸一化結(jié)構(gòu)元素為：
18、；
19、標(biāo)準(zhǔn)差為：
20、；
21、式中，為所選窗口測(cè)井曲線值的樣本熵，計(jì)算得到歸一化結(jié)構(gòu)元素后，采用先膨脹后腐蝕和先腐蝕后膨脹再取平均的方法，從而去除測(cè)井曲線微小鋸齒狀變化的干擾。
22、在步驟s2中，對(duì)取心井進(jìn)行人工分層，包括：
23、根據(jù)處理過的自然伽馬測(cè)井曲線和巖心特征，包括巖性、成分、組合規(guī)律、顏色、結(jié)構(gòu)、厚度以及韻律性特征，應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)原理，結(jié)合測(cè)井相特征，在等時(shí)地層格架內(nèi)進(jìn)行單井沉積微相的劃分；記錄人工分層層數(shù)和分層點(diǎn)序號(hào)，為層號(hào)，作為自動(dòng)分層參數(shù)選擇的已知約束條件。
24、在步驟s2中，對(duì)取心井進(jìn)行自動(dòng)分層參數(shù)選擇，包括：
25、對(duì)自然伽馬測(cè)井曲線進(jìn)行小波變換：
26、；
27、式中，為計(jì)算的小波系數(shù)，為尺度因子，選取二進(jìn)小波變換，，為尺度系數(shù)；為時(shí)移，代表測(cè)井曲線在深度上的樣點(diǎn)；為積分空間實(shí)數(shù)域，為自然伽馬測(cè)井曲線，為小波函數(shù)；
28、在給定的窗口大小下，計(jì)算模極大值，并繪制模極大值曲線；
29、；
30、式中，為取絕對(duì)值操作，為在窗口內(nèi)求最大值；
31、給定尺度系數(shù)，計(jì)算lipschitz系數(shù)，表達(dá)式為：
32、；
33、式中，為模極大值位置，為相鄰尺度的小波變換；
34、通過小波變換模極大值尋找突變點(diǎn)，確定地層界面。
35、進(jìn)一步，對(duì)自然伽馬測(cè)井曲線進(jìn)行連續(xù)小波變換，計(jì)算小波變換模極大值，設(shè)定窗口大小變化范圍為；
36、分別根據(jù)不同的窗口大小計(jì)算小波變換模極大值曲線，并計(jì)算lipschitz系數(shù)，通過預(yù)先設(shè)置的閾值確定分層點(diǎn)，對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行分層，并記錄分層層數(shù)和分層點(diǎn)序號(hào)，其中，為窗口大小序號(hào)，為分層點(diǎn)序號(hào)，并計(jì)算損失函數(shù)的值，表達(dá)式為：
37、；
38、式中，為窗口是時(shí)的損失值，為人工分層層數(shù)，根據(jù)和的數(shù)量，對(duì)進(jìn)行剔除，使得和個(gè)數(shù)相等；最小時(shí)，對(duì)應(yīng)的分層點(diǎn)序號(hào)是最優(yōu)的自然伽馬分層，所選窗口大小為最優(yōu)窗口大小。
39、進(jìn)一步，對(duì)自然伽馬測(cè)井曲線進(jìn)行小波變換模極大值分層，利用gr曲線最優(yōu)分層方法，得到最優(yōu)的分層點(diǎn)序號(hào)和最優(yōu)窗口大小。
40、在步驟s3中，對(duì)非取心井進(jìn)行分層，包括：
41、根據(jù)最優(yōu)窗口大小和，對(duì)非取心井分別進(jìn)行分層。
42、在步驟s4中，對(duì)分層點(diǎn)進(jìn)行后處理，包括：
43、對(duì)根據(jù)和得到的分層點(diǎn)進(jìn)行合并，將和之中相差不超過個(gè)采樣點(diǎn)的分界點(diǎn)進(jìn)行合并操作，其中，代表該區(qū)最第一層的采樣點(diǎn)數(shù)，得到利用自然伽馬測(cè)井曲線和自然電位測(cè)井曲線的最佳自動(dòng)分層效果。
44、本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于對(duì)所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法進(jìn)行調(diào)控，該系統(tǒng)包括：
45、測(cè)井曲線預(yù)處理模塊，用于對(duì)取心井和非取心井的自然伽馬測(cè)井曲線和自然電位測(cè)井曲線進(jìn)行去噪預(yù)處理；
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1.基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟S1中，測(cè)井曲線，包括：自然伽馬測(cè)井曲線和自然電位測(cè)井曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟S1中，對(duì)取心井和非取心井的測(cè)井曲線進(jìn)行預(yù)處理，包括：采用基于樣本熵的自適應(yīng)形態(tài)學(xué)濾波方法，去除測(cè)井曲線的微小變化，形態(tài)學(xué)濾波的操作是膨脹和腐蝕；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟S2中，對(duì)取心井進(jìn)行人工分層，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟S2中，對(duì)取心井進(jìn)行自動(dòng)分層參數(shù)選擇，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)自然伽馬測(cè)井曲線進(jìn)行連續(xù)小波變換，計(jì)算小波變換模極大值，設(shè)定窗口大小變化范圍為；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于最優(yōu)窗口小波變
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟S3中，對(duì)非取心井進(jìn)行分層，包括：根據(jù)最優(yōu)窗口大小和，對(duì)非取心井分別進(jìn)行分層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟S4中，對(duì)分層點(diǎn)進(jìn)行后處理，包括：
10.一種基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)用于對(duì)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法進(jìn)行調(diào)控，該系統(tǒng)包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟s1中，測(cè)井曲線，包括：自然伽馬測(cè)井曲線和自然電位測(cè)井曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟s1中，對(duì)取心井和非取心井的測(cè)井曲線進(jìn)行預(yù)處理，包括：采用基于樣本熵的自適應(yīng)形態(tài)學(xué)濾波方法，去除測(cè)井曲線的微小變化，形態(tài)學(xué)濾波的操作是膨脹和腐蝕；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟s2中，對(duì)取心井進(jìn)行人工分層，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于最優(yōu)窗口小波變換的測(cè)井曲線分層預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在步驟s2中，對(duì)取心井進(jìn)行自動(dòng)分層參數(shù)選擇，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于最優(yōu)窗口小波變...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張金偉，呂大煒，譚先鋒，瞿雪姣，丁仁偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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