測井層序地層分析方法

測井層序地層分析方法是指通過單井層序分析、界面特徵提取和層序界面識別，然後在過井地震剖面上利用經岩心刻度的測井資料進一步識別準層序與體系域。

基本介紹

• 中文名：測井層序地層分析方法
• 外文名：Well logging sequence stratigraphy analysis method
• 學科：測井
• 流程：地層格架建立、識別層序邊界等
• 單井方法：資料預處理、沉積旋迴分析
• 數學分析基礎：傅立葉變換

一般工作流程

研究表明，測井分析主要用於地震地層、生物地層所建立的等時地層格架內的準層序與體系域的識別。通過單井層序分析、界面特徵提取和層序界面識別，然後在過井地震剖面上利用經岩心刻度的測井資料進一步識別準層序與體系域。所以，測井層序地層學分析流程如下：

1.測井一地震一生物等時地層格架的建立

層序地層分析是建立在等時地層格架基礎上的。地震地層分析可以識別出具有等時界面意義的層序邊界。海岸上超點向盆地方向轉移的現象可以準確地識別層序邊界。高解析度測井資料可以在地震地層框架內進行準層序、準層序組(進積型、加積型、退積型)的劃分與體系域的識別。根據古生物資料和其他年代測定方法，確定層序地層格架的年代，將岩石地層單元轉換為時間地層單元。

2.識別層序邊界

層序邊界在測井曲線上通常有明顯的回響，一般表現為突變性界面。單井岩相分析中的岩性突變界面的標誌。沉積傾向關鍵剖面上的多井對比顯示的區域性穩定界面特徵也是層序邊界的必要條件。該界面應能夠在全盆地內進行對比。高解析度地層傾角測井、井下電視與微電阻率掃描成像方法能夠有效地識別不整合的存在。侵蝕面在大多數測井曲線上都有較好的回響。

3.研究區測井一地質岩相知識庫的建立

研究區出現的岩石類型存在地區性差異，不同的岩性與流體性質將導致不同的測井回響。首先要建立完整的測井一地質岩相資料庫，實現地質資料與測井資料的勾通。岩石類型與測井曲線特徵間的關係是正確進行層序地層分析的基礎，測井一岩相知識庫提供了在測井曲線上識別岩石類型的基本準則。

4.關鍵井的岩相識別、重建岩相序列

通過測井曲線與標準岩性庫的比較分析可以有效地識別岩性。單井分析能夠建立由下至上的垂向岩相序列。測井曲線上由細變粗的特徵可以作為準層序的識別標誌。關鍵井一般為取心井，應利用岩心資料對測井解釋岩相進行標定。

5.建立多井關鍵性剖面

沿主要三角洲沉積中心和三角洲間地區建立沉積傾向剖面；沿各條傾向剖面中部，建立沉積走向剖面。沉積走向剖面的選擇應儘量避開沖積扇、河流相和大陸坡、盆地平原相，而以砂泥比適中的三角洲前緣相和陸棚相為好。

6.預測油氣分布

層序地層不同單元的平面分布對盆地分析具有重要意義，可以根據層序地層的體系域的分布特徵，預測油氣的垂向組合。特別是在湖相盆地中，確定與最大洪水面相伴隨的湖相泥岩區域的連續性與各項生油指標，有著十分重要的意義。因為這些湖相泥岩是最主要的區域蓋層與生油岩。另一方面，就是根據幾何體系域的分布，預測油氣聚集帶。最後根據解釋的沉積體系預測油氣圈閉類型。

單井測井層序地層分析方法

1.測井資料預處理

測井資料的預處理包括曲線編輯、環境校正、深度校正、濾波及歸一化等。環境校正是指對井眼條件、鑽井液侵入及儀器偏心等非地質因素的校正。深度校正是為了保證每次下井所得到的資料深度取齊。選擇一條特徵明顯的曲線，確定其他曲線的深度錯動，並用深度校正程式完成校正，使各曲線反映的地層邊界位置一致。濾波是為了儘量消除曲線上的毛刺、噪聲干擾及其他原因造成的曲線抖動和跳動，可用小波變換方法來完成。

歸一化是為了使各測井量的量綱統一起來。有時由於個別資料點的畸變(過大或過小)，標準化後會使某些測井曲線的值趨於零，所以歸一化所用的最大值和最小值是平均值加上和減去2~3 倍方差。

2.沉積旋迴分析

沉積旋迴是沉積地層成因的一種反映。大家都認為這樣一個存在的事實，即地層中包含著多級次的旋迴，從沖刷面到盆地範圍內的不整合事實上都是大小不同的沉積間斷點。因此對地層不同級次的旋迴得到清楚的認識，對層序的劃分和分析是至關重要的。常規的測井旋迴分析主要是靠人對測井曲線形態、形狀、幅度等變化趨勢觀察，定性分析旋迴級次及嵌套。可選用馬爾科夫鏈型和地層壘積方法分析地層沉積旋迴。一般來說，馬爾科夫鏈型分析適用於大級別的旋迴分析。它不考慮地層厚度的變化，只反映地層界面的轉移趨勢，屬於半定量分析。地層壘積分析把不同岩性地層編號且考慮地層厚度，以壘積的地層層數為變數計算個岩性百分比、重心及重心兩側分布範圍，分析沉積旋迴。

3.沉積間斷點識別

除了上面的旋迴分析外，還用地層累計傾角交會圖、測井相態分維識別小的不整合面和沉積間斷點。圖表示了測井層序地層分析的工作流程。

測井曲線變化趨勢的數學分析

在沒有斷層或倒轉的層系中，任何測井曲線的深度軸都是地質時代的某種單調函式。因此，多數測井曲線是地質變化的時間序列的自然表示。近幾時年來，在研究利用測井曲線自動分層、井間對比及沉積周期的分析方面常常利用時間序列分析、富里葉分析、頻譜分析、小波分析等數學方法。

1.測井數據的時間序列分析

1)測井曲線長期趨勢的多項式分析

對於波動起伏的數據的時間序列常用時間的多項式擬合，以便把長期趨勢和局部波動區分開來。假設我們把一條測井曲線(如自然伽馬)看作代表岩性(GR 值)隨地質時代(深度)的函式。我們就可以用一個多項式把這個複雜的函式擬合成一個單調函式。

大量統計證明，對於一般沉積岩剖面的自然伽馬和自然電位曲線的多項式擬合，以四次

項為好，再高對分層及趨勢分析沒有多大意義。

2)短趨勢的多項式濾波

所謂短趨勢的多項式濾波，一般是指均權的滑動平均計算。對地層學研究來說一般採用5ft 的窗長對曲線求平均，可以篩去厚度為半個窗長的地層的影響，而保證了範圍比較大的那些變化。這種平滑處理過程一般稱為濾波處理，這種濾波器又叫褶積濾波器。主要用於曲線局部趨勢的擬合。

2.循環組分的富里葉分析

在岩性縱向排列上出現旋迴、韻律和重複層系的地方，測井曲線能反映出循環特徵。循環組分的信號分析，一般是由傅立葉分析來解決，它把“時間域”上的變化轉化成“頻率域“的頻譜顯示。這個數學處理過程，同三稜鏡將白光分解成具有不同頻率的各種顏色所組成的光譜相似。富里葉分析的條件之一是，輸入數據應該是穩定的(沒有長期偏移或趨勢)。數據擬合的總體四次多項式函式，代表長期的變化，而剩餘部分保存了短期波動信息，並且是相當穩定的。

從原始數據中減去多項式趨勢，便分離出同較短期的相變化有關的剩餘變化。推測剩餘部分的模式是否是隨機的，或者是否可以用某種周期成分來表示，是很有意義的。隨機性意味著單個地層代表偶然的局部相波動，這種局部波動總體上是從屬於非正式分層劃出的相帶的主體變化。相反地，系統的周期性成分將意味沉積相控制因素的周期性機制。

將剩餘變化進行富里葉變換，可以作出以諧波頻率為橫坐標、以功率(幅度變化)為縱坐標繪製的測井曲線功率譜圖。功率譜明顯地表現出，非正式的地層分層中相單元交替變更的周期性結構。分層可能表示區域性相帶的變動，這種變化是海平面的升降或陸台的沉降等某種過程的結果。內部循環

模式的存在，表明這些過程不是突變的事件，而是連續和波動的。根據這種解釋，在區域上可以對比的單元是代表主要的海侵或海退相，中間混雜一些小的相反的相，而整個過程具有明顯的循環特徵。