常规测井信号频谱分析
FMI孔隙频谱分析(A类基础)
PHITmataix =PHITave-PHITvug
a教类
13
同时，计算出井周孔隙度非均质性参数，视孔隙度变异系数 (Vk)视孔隙度突进系数(Sk)视孔隙度级差(Nk):
视孔隙度变异系数(Vk)
视孔隙度突进系数(Sk)
其中: Φ为总孔隙度(PHITave); N为每个深度点的电扣个数; Φi为每个电扣的孔隙度值; Φ为每个深度点电扣孔隙度的 平均值"
分析井段： 2818-2845.5米 3044-3645 米
孔隙参数统计
顶深 底深 有效孔隙度(%) 次生孔隙度（%） 岩性 厚度(米)
2826.8 2845
6.5
角砾凝灰岩、
1.72
凝灰岩
18.2
3125 3140
6.14
1.77
火山角砾岩 15
3225 3245
6.07
1.84
火山角砾岩 a教20类 王府1井火山岩段孔隙频谱发育层段8分析
a教类
15
孔隙度分类方案
a教类
16
大，对应的孔径也大;反之，颜色浅的，对应的孔径小。
2）制作各扫描点对应孔径大小的累计频率图。从频率图可
发现，它不是连续状的，而是呈两个或三个分离的峰状，且
小孔径对应峰的累计频率高，变化范围大;大孔径对应峰的累
计频率低，变化范围小。这种现象正好反映了地下岩石中原
生孔和次生孔的状态:原生孔与次生孔的孔径之间不是连续变
a教类
6
由Porospeot程序计算出的孔隙度较好地反映了孔隙尺寸大小的变化,不同大 小孔径的孔隙可分为不同的百分比(20%，40%，60%，80%)
对各统计窗求最小孔隙度PorMin与最大孔隙度PorMax，对各频谱从左（小） 至右（大）统计累积频率为0.2、0.4、0.6、0.8的临界点分别得孔隙度分布曲 线平、Por02、 Por04、 Por06和 Por08，在剖面上用不同颜色依次填充可绘制 孔隙度分布曲线图，图第四道和第七道。
石化测井常规曲线评析
判别一个曲线是否合格的关键 是针对现象，分析形成的原因。井 下情况十分复杂，测井的影响因素 很多，一般来说，在仪器刻度正常、 测量操作规范的情况下，不随便否 认一条曲线，对认识不到，解释不 了的异常现象，只要经验证是正确 的，就应该接受资料，留给以后和 其他的人进行再认识。
一、电阻率曲线存在的 现象及认识分析
原因分析：
微球在水层数值高于双侧向必须 要满足三个条件：1）泥浆柱的压力 比地层压力大得多；因为通常意义上 泥浆的侵入是指泥浆虑液对地层流体 的驱替，是由二者的压差来推动的。 若压力相等或者是稍大，会在井壁界 面或附近形成压力平衡，不会有过多 的侵入；
2）泥浆电阻率比地层水的电 阻率大得多，最好是3 ≤Rmf／ Rw≤5；因为微球探测距离较小， 受泥浆和泥饼的影响较大，当增 阻侵入较小时，微球曲线反映不 明显。
常用的电阻率曲线有双侧向、 微球、微电极、2.5米，因为电 极系的不同，探测深度、分辨 率和曲线形态不同。
A）微球径向特征
一般认为砂泥岩剖面、淡水泥浆 中，微球和双侧向在泥岩处基本重合， 在水层中应高于双侧向。但在实际测 井中，微球在水层高于双侧向的情况 并不多见，而单凭微球在水层不高于 双侧向就认定微球数值偏低也是不可 取的。
井温曲线要求是第一趟下井，并 采用下放测量。仪器在井口读数与 地面温度相差应在1.5度以内，异常 部位应在停测30min后重复测量，重 复误差在1度以内。
点测井温应保证三点是在同一次 泥浆循环中测得，且井温仪在井底 停留5-10分钟。
五、井斜
5700测的赵81井斜，测前、测后吊 零和重复曲线都不超差，但2430米的井 段，井斜都在1度之内，而且方位过于 平直。后被HH2530仪器验证是错误的， 说明井斜的吊零合格不能证明仪器是正 常的，曲线形态更重要。
《声波测井应用学习及常规测井曲线的不同特征》
声波测井应用学习及常规测井曲线的不同特征声波测井是研究地层声学性质的各种测井方法的总称，主要用来测量地层各种波的传播速度（纵波、横波和斯通利波）和幅度。
常用的声波测井方法有补偿声波测井、长源距声波、阵列声波测井、偶极子阵列声波测井、超声波成象测井等。
补偿声波测井是在油气勘探、开发中应用最多的测井方法之一，是通过测量井壁介质的声学性质来判断井壁地层的地质特征及井眼工程状况的一类测井方法。
通常是采用单发—双收或双发—双收的探头设计，用于补偿井眼扩径造成的对纵波幅度影响。
这类声波测井仪的测量数据主要用来估算地层的孔隙度。
这里介绍的声波测井就是指声波速度测井，声波速度测井曲线上记录的是地层的声波时差（单位：μs/ft或μs/m）。
一、声波曲线的应用1、划分地层由于不同的地层具有不同的声波速度，所以根据声波时差曲线可以划分不同的岩性地层。
砂泥岩剖岩中砂岩声波速度大，时差小；泥岩声波速度小，时差大；在碳酸盐岩剖面中致密灰岩和白云岩时差低，含泥质时时差增大，若有裂缝和孔隙时声波时差明显增大。
常用岩石骨架值如下：砂岩为55.5μs/ft(182μs/m)，灰岩为47μs/ft(155μs/m)，白云岩为43μs/ft(141μs/m)，淡水为189μs/ft(620μs/m)。
2、确定岩石孔隙度声速测井是最常用的岩性—孔隙度测井方法之一。
要用声速测井确定孔隙度，就必须建立声速测井响应方程，即时间平均公式Δt=φΔtf+(1-φ)Δtma，其物理意义是声波在单位厚度岩层上传播所用的时间，等于其在孔隙中以流体声速经过全部孔隙所用时间，以及在孔隙外岩石骨架部分以岩石骨架声速经过全部骨架所需时间的总和。
若考虑地层压力，则孔隙度Δt—测量的纯岩石声波时差，μs/ft或μs/m；Δtma—岩石骨架的声波时差，μs/ft或μs/m；Δtf—岩石孔隙流体的声波时差，μs/ft或μs/m；CP—压实系数；φ—纯岩石孔隙度，%。
3、识别气层和裂缝声速测井曲线表现为时差值急剧增大，增大的数值是按声波信号的周期（50微秒左右）成倍增加，这种现象称为“周波跳跃”。
随钻测井钻柱声波的频谱特性
ｕ ａｅ ｔ ｅ ｔ ｎ ｍｉｓ ｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｏ ｏ ｇ ｔ ｄｎ ｌｗａ ｅ ｔ ｖ ｌ ｇ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｄ ｉ ｔ ｎ ｏ ｏ ｅ ｆｍｕ ｔ ｌ ｒ ｌｐ ｐ ｓ ｌｔ ｈ ｒ ｓ ｓ ｉ ｈ ｒｃ ｅ ｉ ｉ ｆｌｎ ｉ ｉ ａ ａ ｏ ｓｃ ｕ ｖ ｒ ｅｉ ｈ ｏ ｇ ｈ ｒ ｌ ｓ ｇ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｏ ｌ ｐ ｅ ｄ ｉ ｉｅ ａ ｎ ｌ ｒ ｉ ｉ ｌ
关键词 ： 传递矩阵法 ；随钻测井 ； 频谱特性 ； 钻柱 ； 波 ； 纵 有限差分法 中图分类号 ：Ｅ２ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ
Ａｃ ｕ ｔｃ ｓ ｃ ｒ ｌｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ｏ ｒ ｌ ｓ ｒ ｎ ｆｌ ｇ ｉ ｉｅ ｄｒｌｉ ｏ ｓ ｉ ｐｅ ｔ ａ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆ ｄ ｉ ｔ ｉ ｇ ｏ ｏ ｇ ｎｇ ｗｈ ｌ和降低钻井
成本 ， 要将井 下 工程 参 数 和地 质 参 数 实 时测 量 并 需 传 送至地 面 ， 而催 化 了随钻 测 井 技 术在 钻 井 工 程 从 及 储层评 价等 领 域 中越 来 越 多 的应 用 需 求 。尽 管 国外 利用 随钻测 井技术 几乎 实现 了所有 电缆测 井 的功能 ， 但遥测 技 术仍 然 是 随 钻测 井 技术 发展 的瓶 颈 。利用 钻井 液脉 冲波 的方法 实现信 息从钻 头 到地
（． ２ｋ ｚ更 高 ， ０４～ Ｈ ） 因而具 有 更 强 的载 波 能力 。 国
随钻测 井钻柱声波的频谱特性
车小花 ， 乔文孝 ， 李 俊 ， 晓东 ，王春艳 鞠
（ 中国石油大学 油气资源与探 测国家重点实验 室，北京 １２ ４ ） ０ ２９
摘要 ： 分别采用传递矩阵法和有 限差 分法数值模拟 了由多根钻杆和接箍组 成的钻柱 中的纵 波的传输特性 ， 得到 了钻 柱脉冲响应的频谱 曲线 。结果表 明： 可以根据钻柱具有 的通带和 阻带 的传 输特性来选择 发射信号 的频率 ， 使声 波信 号通过钻柱传输 或者被 衰减掉 ； 当钻柱较长时 ， 传递矩阵法 比有限差分法计算 的结果更可靠 。
测井曲线的频谱
测井曲线的频谱
测井曲线的频谱是指将测井曲线进行傅里叶变换后得到的频域信号。
通过对测井曲线的频谱进行分析，可以提取出与地层特性相关的信息，为地层识别、储层评价等提供依据。
测井曲线的频谱分析主要包括以下步骤：
傅里叶变换：将测井曲线进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号。
傅里叶变换可以将信号分解成不同频率的分量，每个分量都具有自己的振幅和相位。
频谱分析：对得到的频域信号进行分析，提取出与地层特性相关的信息。
例如，可以根据频谱的振幅和相位分布，判断地层的岩性、物性、含油气性等。
地层识别：通过分析测井曲线的频谱，可以识别出不同的地层。
例如，可以根据频谱的振幅和相位分布，判断出砂岩、泥岩、碳酸盐岩等不同的地层类型。
储层评价：通过分析测井曲线的频谱，可以对储层进行评价。
例如，可以根据频谱的振幅和相位分布，判断储层的物性、含油气性等，从而为油气勘探和开发提供依据。
需要注意的是，测井曲线的频谱分析需要具备一定的数学和地质知识，同时需要使用专业的测井仪器和软件进行数据处理和分析。
地震勘探频谱及分辨率简述
地震波水平最大分辨率 菲涅尔带 在O点自激自收，子波在 OR1与
OR0之间反射的时间差是半个周期， 认为R0R1半径内的信号能够互相加强， 小于R0R1半径的地质体在地震剖面上 无法识别。
R0R1= 0.5λh
f=
Vh 2（R0R1）2
频率与地质体半径的平方成反比
振幅
主频
频率
地震子波一般为零相位子波，能量集中在中央主瓣上， 其频谱成份宽，地震分辨率高
频谱
振幅
时间
越窄的脉冲，频谱越宽 （也可以这么认为：合成该脉冲需要的简谐波越多） 所以地震勘探也可以这样理解，多个简谐振动在同一地点，同一时间，同一速度往 同一方向传播，这些简谐振动遇到地层界面后反射回来，由检波器接收，形成地震 记录。所以子波的频谱决定了地震记录的频谱范围（类似于蓝光照射到镜子上反射 回来不可能成为红光，也不可能比原来的光照强）。
物探原理 地球物理研究偏重于数学算法，而忽略了本身的物理意义，本人从理论出发， 结合研究实际，探讨一下地震资料分析及运用方面的一些看法 首先简单描述下地震激发接收过程
油气测井微弱信号检测方法分析
第4期2024年2月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.4February,2024作者简介:杨进峰(2001 ),男,本科生;研究方向:数据科学与大数据技术㊂∗通信作者:田怀谷(1994 ),男,助教,硕士;研究方向:非线性系统动力学与控制㊂油气测井微弱信号检测方法分析杨进峰,刘凯轩,杨周礼,田怀谷∗(西京学院计算机学院,陕西西安710123)摘要:文章分析研究了油气测井中微弱信号识别检测方法,首先回顾了微弱信号检测的传统方法,指出传统方法在处理高噪声环境下的微弱信号时的局限性;其次,详细介绍了非线性系统理论中的混沌理论和随机共振理论;最后,探讨了这些先进理论在油气测井微弱信号检测中的具体应用㊂该研究对提升油气资源勘探和开发的效率和准确性具有重要的实践意义,为油气测井领域提供了一种新的微弱信号检测策略㊂关键词:微弱信号检测;油气测井;混沌理论;随机共振中图分类号:TP312㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀石油天然气的需求在工业快速发展的今天依然快速增长,2023年中国成品油消费量预计为3.6亿吨,比2022年增长10.5%,成品油供应量预计为3.8亿吨,比2022年增长11%㊂在现代油气勘探过程中,高精度的测井数据对于评估油气藏㊁指导钻井作业和提高采收率至关重要[1]㊂其中,微弱信号的检测与分析作为提高测井数据准确性的关键环节,在油气层的识别㊁裂缝和细微结构的探测中发挥着不可替代的作用,因此,研究更为高效和精确的微弱信号检测方法具有极高的实际应用价值[2-3]㊂混沌是一种看似无规则的运动形态,它出现在确定性的非线性系统中,能表现出类似随机的行为㊂混沌系统最显著的特点是对初始条件的极度敏感性,即使是微小的初始条件差异,也会随着时间的推移导致系统行为的巨大差异㊂因此,在弱信号检测领域,混沌理论提供了一种全新的视角和方法,研究人员可以更有效地从噪声背景中提取有用的信号,从而提高检测的准确性和效率[4]㊂本文旨在分析油气测井中微弱信号识别的检测方法,探索混沌理论和随机共振理论在油气测井微弱信号检测中的具体应用,评估其相较于传统方法的优势和潜在的局限性㊂此外,本研究还将探讨如何将这些理论有效融入现有的油气测井技术体系,以提高油气资源勘探和开发的效率和准确性,为油气勘探领域的研究人员和工程师提供一个关于混沌理论应用的全面视角㊂1㊀理论基础1.1㊀非线性系统理论㊀㊀在微弱信号检测的研究中,非线性系统理论提供了理解复杂信号行为的基本框架㊂非线性系统与传统的线性系统不同,其输出与输入不成简单的比例关系㊂在油气测井中,地质结构的复杂性和不规则性使得非线性系统理论成为理解和分析测井信号的重要工具㊂该理论有助于识别和处理油气层中的微弱信号,特别是在噪声背景下的信号提取㊂1.2㊀混沌理论㊀㊀混沌理论,作为非线性系统理论的一个分支,关注系统内部的不规则和随机行为㊂在微弱信号检测中,混沌理论的应用主要体现在对信号复杂行为的理解和建模上㊂混沌理论揭示了即使在确定性系统中也可能出现不可预测的行为,这对于理解和分析油气测井过程中的信号动态特别重要㊂混沌理论的关键特征包括对初始条件的敏感性㊁非周期性㊁不可预测性和分形性,这些特征在油气测井的微弱信号检测中具有实际应用价值[4-5]㊂以下是几种有效的油气弱信号混沌识别检测方法㊂1.2.1㊀混沌时间序列分析㊀㊀利用混沌理论分析测井数据的时间序列,识别其中的非线性动态特征㊂这种方法侧重于从复杂的时间序列中提取混沌特征,如奇异吸引子或分形结构㊂通过计算时间序列的Lyapunov 指数或分形维数,可以判断数据中是否存在混沌行为,从而揭示弱信号的特征㊂1.2.2㊀相空间重构技术㊀㊀将一维的时间序列数据转换为多维的相空间,以揭示系统的动力学结构和潜在的混沌特性,如图1所示㊂通过重构测井数据的相空间,可以更直观地观察混沌行为,从而提高对弱信号的识别能力㊂图1㊀重构吸引子示意1.2.3㊀混沌特征参数分析㊀㊀通过分析测井数据的混沌特征参数,如Lyapunov 指数㊁关联维数等,来识别混沌行为㊂这些参数能够量化数据的混沌程度,有助于区分弱信号和随机噪声㊂在实际应用中,根据数据的特性和需求,可以选择合适的方法或将多种方法结合使用,以达到最佳的识别效果㊂随着技术的不断进步,这些方法在油气勘探领域的应用将更加广泛和精准㊂1.3㊀随机共振理论㊀㊀随机共振理论研究在特定条件下噪声能够增强系统对微弱信号响应的现象㊂在油气测井中,随机共振理论可以用来改善微弱信号的检测效率,特别是在高噪声环境下[6]㊂这一理论的核心在于,适当的噪声水平可以增强系统对微弱信号的感知能力,从而提高信号的可检测性[7]㊂随机共振理论为油气测井中微弱信号的提取和增强提供了一种独特的方法,有助于在复杂地质背景下更准确地识别油气层㊂2 混沌随机共振弱信号检测2.1㊀微弱信号检测的传统方法㊀㊀在油气测井中,传统的微弱信号检测方法主要包括时域检测㊁频域检测和时频分析法[8]㊂时域检测侧重于直接在时间序列上分析信号,适用于较稳定和连续的信号特征提取㊂频域检测则侧重于信号的频率成分分析,常用于复杂信号中周期性成分的识别㊂时频分析法结合了时域和频域的优点,特别适用于非平稳信号的分析㊂这些传统方法在一定条件下能够有效地检测和分析微弱信号,但在高噪声环境或非线性信号处理方面存在局限性[9]㊂2.2㊀基于混沌与随机共振的方法㊀㊀在油气测井中,微弱信号的检测常常面临来自复杂地质结构的干扰和噪声挑战㊂这里,混沌理论和随机共振理论的结合开辟了一条新的途径㊂通过混沌理论的应用,能够分析和模拟油气测井数据中的非线性动态行为㊂特别是在使用Duffing系统这样的动力学模型时,其非线性和混沌特性能有效地捕捉隐藏在复杂噪声背景中的微弱信号㊂Duffing模型之所以适用,是因为它能够模拟那些微小的变化,这些变化在传统的线性方法中往往会被忽视㊂而随机共振理论在这一过程中的作用则是利用噪声本身来增强系统对微弱信号的响应㊂这看似矛盾的现象 噪声增强信号检测 实际上是随机共振理论的核心㊂在实际应用中,适当调节噪声水平,可以在不增加外部信号强度的情况下,显著提高信号的可检测性㊂这一点在油气测井中尤为重要,因其允许在保持传感器灵敏度不变的同时,提高对微弱地层变化的识别能力㊂将混沌理论与随机共振理论相结合的一个关键步骤是参数的优化㊂在应用混沌理论时,需要精确调整模型参数来模拟油气层信号的非线性特性㊂而在随机共振的应用中,则需要调整噪声水平以达到最佳的信号增强效果㊂这一过程往往涉及大量数据的分析以及模型的反复调整和验证㊂此外,这种组合方法的一个显著优势是它提供了一种更全面的信号分析框架㊂不仅提高信号的可检测性,更重要的是,可从一个全新的角度理解信号的本质㊂在油气测井的背景下,这意味着可以更准确地识别油气层的位置和特性㊂将混沌理论和随机共振理论的原理应用到油气测井微弱信号的检测中,不仅能够提高信号检测的准确性和灵敏度,还能够更深入地理解和分析这些信号背后的复杂地质结构㊂这为油气勘探领域提供了一种新的㊁更有效的工具㊂2.3㊀综合应用㊀㊀随机共振方法无法确定信号的幅值㊂相反,混沌系统能够识别信号的幅值并验证其频率,但无法独立确定频率值㊂将这2种方法结合起来,不仅解决了混沌系统在检测时需要预先知道信号频率的限制,还弥补了随机共振方法无法检测信号幅值的不足㊂这种综合方法为微弱信号检测开辟了一条新途径,可以形成一种更为全面和高效的检测策略㊂这种综合方法不仅能够提取和分析微弱信号,还能够在复杂的地质环境中准确地识别油气层㊂例如,通过先利用随机共振理论提高信号的可检测性,然后应用混沌理论对信号的非线性特性进行深入分析,最终实现更精确的油气层评估㊂在石油钻探领域,声波为主要检测对象,其通过探杆的传播速度显著快于在钻井液中的传播速度㊂尽管传统的线性系统技术,如线性滤波和线性放大,能够在一定程度上抑制噪声并检测声波通信信号,但当信号频率与噪声频率相同或接近时,这些技术的效果会大打折扣㊂为了克服这一局限,可以考虑混沌理论结合随机共振技术来检测井下短程声波通信信号㊂这种方法在提高信号与噪声区分度方面具有独特的优势,特别是在复杂的井下环境中㊂3 结语㊀㊀本研究对油气测井中的微弱信号识别检测方法进行了深入分析,尽管传统的微弱信号检测方法在某些情况下有效,但在处理复杂地质背景下的微弱信号时存在局限性㊂混沌理论和随机共振理论的引入,为油气测井提供了一种新的视角和方法㊂混沌理论帮助理解和分析信号中的非线性动态行为,而随机共振理论则展示了在特定条件下噪声如何增强系统对微弱信号的响应㊂未来应进一步探索混沌理论和随机共振理论在油气测井中的应用潜力㊂特别是在数据处理算法的开发㊁实验验证和现场应用方面㊂此外,随着人工智能和机器学习技术的发展,将这些先进的数据分析技术与混沌理论和随机共振理论相结合,可能会开辟油气测井微弱信号检测的新领域㊂这不仅能提高信号检测的准确性,还能在油气资源的勘探和开发中带来更大的经济效益和环境效益㊂参考文献[1]刘国强.非常规油气勘探测井评价技术的挑战与对策[J].石油勘探与开发,2021(5):891-902. [2]天工.2018年国际石油十大科技进展(五) 新一代多功能测井地面系统大幅度提高数据采集速度[J].天然气工业,2019(6):106.[3]潘玉婷,曹芳芳,李多宏,等.我国油(气)田测井用放射源运输和使用管理情况分析[J].辐射防护, 2023(增刊1):95-98.[4]闫少辉,宋进才,孙溪,等.一个非自治混沌系统及其弱信号检测的应用[J].深圳大学学报,2023 (2):227-235.[5]聂春燕,曹昕燕,王桔,等.不同流体性质储集层的混沌特性提取及测井解释[J].吉林大学学报,2012 (增刊2):436-441.[6]刘高辉,彭磊.三稳阱内随机共振在微弱OFDM 信号检测中的应用研究[J].计量学报,2023(12): 1872-1881.[7]冷永刚,王太勇.二次采样用于随机共振从强噪声中提取弱信号的数值研究[J].物理学报,2003 (10):2432-2437.[8]张意,冯宏,韩雪,等.石油电磁测井技术发展中的一些关键问题[J].石油地球物理勘探,2021(6): 1430-1447,1204.[9]任涛,冯斌,张飞,等.微球聚焦测井仪推靠系统运动及动力性能[J].西安科技大学学报,2019(3): 541-548.(编辑㊀沈㊀强)Analysis of weak signal detection methods in oil and gas loggingYang Jinfeng Liu Kaixuan Yang Zhouli Tian Huaigu∗School of Computer Science Xijing University Xi an710123 ChinaAbstract This paper analyzes and studies the weak signal detection methods in oil and gas logging.It begins by reviewing traditional methods of weak signal detection highlighting their limitations in processing weak signals in high-noise environments.Subsequently the paper provides a detailed introduction to chaos theory and stochastic resonance within the framework of nonlinear system theory discussing their specific applications in the detection of weak signals in oil and gas logging.This study is of significant practical importance for enhancing the efficiency and accuracy of oil and gas resource exploration and development offering a new strategy for weak signal detection in the field of oil and gas logging.Key words weak signal detection oil and gas logging chaos theory stochastic resonance。
测井曲线频谱分析在含煤地层沉积旋回研究中的应用
[ 6] 赵澄林 , 刘孟慧 .东濮凹陷下第三系砂 体微相和成岩作 用[ M]
.东营 :华东石油学院出版社(石油大学出版社), 1988 , 9 -13 . [ 7] 赵澄林 , 张善 文 , 袁静 等 .胜利 油区沉 积储层 与油 气[ M] .北
2.中科院兰州地质研究所气体地球化学国家重点实验室 , 甘肃 兰州 730000)
摘要 :利用频谱分析法 , 以鄂尔多斯盆地陇东地区延安组延二段为例 , 对发育泥炭沼泽河流体系的 自然伽马测井曲线进行分析 , 得出地层中保存着厚度稳定的地层旋回 , 其厚度比值与米兰科维奇旋 回比值之间有很好的一致性 。因此 , 可以认为 :米兰科维奇旋回是影响本区地层沉积旋回发育的主 要因素 ;古气候周期性变迁决定着大面积沼泽化的曲流河 —网状河流体系中高频沉积旋回的发生 、 发展和定格 。 其中偏心率周期引起的地层旋回厚度变化范围为 8.72 ～ 11.29 m ;地轴倾角周期和岁 差周期引起的地层旋回厚度变化范围分别为 2.54 ～ 4.3 m 和 1.23 ～ 1.91 m 。 本区含煤层和碳质泥 岩地层旋回厚度约 10 m , 其发育受控于时间为 123 ka 的偏心率周期 。自然伽马曲线包含丰富的地 质信息 , 很好地反映了由气候变化引起的地层旋回 。 关 键 词 :测井曲线 ;米兰科维奇旋回 ;快速傅立叶变换 ;延安组 ;鄂尔多斯盆地 中图分类号 :P618.1102 P539 文献标识码 :A
造 —岩性油藏 。 该油气藏已钻探生产的井 , 主要分 布在深水沟道浊积岩体的东部 , 建议在永 554 井以 西 , 即该 砂砾岩 体的 西部 部署深 探井 , 以 3 500 ～ 3 600 m 的次水道微相和近漫溢微相作为目的层段 。
常规测井曲线的原理及应用课件
• 引言 • 常规测井曲线的原理 • 常规测井曲线的应用 • 常规测井曲线的优缺点 • 常规测井曲线的发展趋势
目录
01
引言
目的和背景
了解测井曲线在石油 勘探和开发中的重要 性
学习测井曲线在油气 藏评价和开发中的应 用
掌握常规测井曲线的 原理及特点
测井曲线简介
测井曲线定义
核测井
利用放射性核素在地层中的衰变特性 来分析地层的物理特性和含油气性的 方法。
核测井是利用放射性核素在地层中的 衰变特性，通过测量地层中的放射性 强度、能量分布等参数，来推断地层 的岩性、物性和含油气性。
密度测井
通过测量地层的密度来确定地层的岩性和含油气性的方法。
密度测井是利用地层岩石的密度差异，通过测量地层中的伽马射线散射强度，来 计算地层的密度值，进而推断地层的岩性和含油气性。
测井曲线可以为钻井和开发提供指导 ，通过分析曲线变化趋势，可以确定 最佳的钻井位置和开发方案，提高油 气开采效率和效益。
评估油气储量
测井曲线可以提供油气储量的估算依 据，通过分析曲线特征和变化规律， 可以计算出油气层的厚度、孔隙度、 含油饱和度等参数。
煤田勘探
确定煤层和岩层
通过分析测井曲线，可以识别出煤层和岩层的特征，如电 阻率、声波速度和密度等，从而确定煤层的存在和分布。
操作简便
常规测井曲线适用于各种类型的地层和油 气藏，能够提供较为全面的地层信息。
常规测井曲线的测量过程相对简单，易于 操作和维护，能够满足大规模测井的需要 。
缺点
数据量大 常规测井曲线数据量较大，需要 较大的存储空间和较长的处理时 间，对数据处理能力提出了较高 要求。
对新技术接受度较低 由于常规测井曲线采用传统测量 方法，对于一些新技术的接受度 较低，可能需要较长的时间进行 技术更新和升级。
胜坨油田三角洲前缘地层测井频谱分析及地质意义
［］ 宋子齐 ， ２ 景成 ， 宝 佃 ， ． 孙 等 自然 电 位 、 自然伽 马 测 井 曲 线 在 文 ｌ） １０１ ３ Ｊ． ２ １ ，８ １ ：３ —３ ．
断
块
油
气
田
２１ ０ ２年 ７月
对 Ｇ 一 曲线 进行 积 分 处理 后 能 够得 到 反 映 Ｒ咫
２ 基 于预 测误 差 滤 波 分析 的 频谱 趋 势分 析 ， 够 ） 能
有 效识别 地层 中的基准 面旋 回和层 序界 面 ，建立 反 映
其 变化趋 势 的曲线 （ Ｒ Ｇ一
Ｉ Ｐ Ｆ 曲线 ，总体 上 呈 现 为 ２个 完整 的 水进一 水 退 Ｎ ＥＡ
过 程 ，并 由此 将整个 地层 划分 为 ２个 完整 的中期基 准
［ ］ 崔 光 锋 ， 庆 芳 ． 分辨 率 层 序 地 层 分 析 技 术 及 其 应 用 ［］断 块 油 ３ 汪 高 Ｊ．
气 田 ，０ ３ ｌ （ ）３ —５ ２０ ，Ｏ ３ ：２３ ． ［ ］ 肖亮 ， 志 强 ， 中 春 ， ． 优 化 方 法 在 复 杂 岩 性 储 集 层 测 井 评 价 ４ 毛 孙 等 最 中的 应 用 ［］断块 油 气 田 ，０ １ １ （ ）３ ２３ ５ Ｊ． ２ １ ，８３ ：４ —４ ． ［ ］ 李 阳 ， 建 民 ． 藏 开 发 地 质 学 ［ ． 京 ： 油 工 业 出版 社 ，０ ７： ５ 刘 油 Ｍ］ 北 石 ２０
１ — ４ ２１．
面旋 回 ，这与 高分辨 率层 序地层 分 析所取 得 的认识 基
本 一致 ， 较好地 揭示 了地 层 的成 因及 地层 沉积 过程 （ 见
图 ３。 ）
频谱分析-时频分析,谱分解-分频技术的区别
自1807法国工程师Fourier 提出傅立叶变换以来，随着数值和计算技术，特别是计算机技术发展，傅氏分析称为各学科信号分析的重要手段和工具，数学描述为：()()jwt F w f t e dt ∞--∞=⎰逆变换为： 1()()2jwt f t F w e dw π∞-∞=⎰傅氏变换的数学意义使得微分，积分，卷积等运算经傅氏变换后简化为一般运算，物理意义在于通过变换将时域和频域联系一起。
在时域内隐藏的信息在频域内表现出来。
因此，傅氏变换得到广泛发展与那个。
由上式可知，信号时域内是时间函数，频域内是频率函数。
当希望知道随时间的推移，信号频率成份变化规律与特征时，傅氏分析就表现出局限性。
因为频域内某一个频点幅值由时间域上整个波形决定，某一时刻状态由整个频域信息决定。
为克服这一缺点，需要一种能在时域局部进行频谱分析的数学方法。
基于以上，1946年Gabor 发展了傅氏变换，提出时频分析的一种具体方法——短时傅立叶变换（STFT ），数学表达式为：(,)()()jwt F w f t g t e dt ττ∞--∞=-⎰可改写为： (,)()()jwt F w f t g t e dt ττ∞--∞=+⎰表示窗口不动，信号沿时间轴滑动，对时间离散，取,tmT nT τ==，则STFT 可表示为： (,)()()i m m F n f m n g m e ∞-Ω=-∞Ω=+∑其实：wT Ω=，T ~采样间隔；m ~时窗宽度；n ~数据点数；()g m ~窗口函数；(,)F n Ω反映了()f n 在时刻m 频谱的相对含量。
频谱分析→时频分析1、谱分解技术谱分解技术是三维地震数据体和离散富氏变换时频转换的一种新手段。
它的理论基础是薄层反射系统可产生复杂的谐振反射。
薄地层反射在频率域中唯一特征表达可指示时间厚度变化。
由薄层调谐反射得到的振幅谱可确定构成反射的单个地层的声波特性之间的关系，振幅谱通过谱陷频曲线确定薄地层变化情况。
9条常规测井曲线作用
9条常规测井曲线作用9条常规测井在渤海油田又叫大满贯测井，指的是1.三条岩性曲线：自然伽马（GR），自然电位（SP）、井径（CAL）2.三条电阻率曲线：一般是指双侧向（DLL）（深侧向，浅侧向两天曲线）、微侧向（MLL）（或者微球型聚焦）3.三条孔隙度曲线：补偿中子（CN）、岩性密度（ZDL）、补偿声波（AC）。
三条泥质指示曲线：自然电位（SP）、自然伽马（GR）、井径（CAL）三条电阻率曲线：深、中、浅电阻率（一般是组合的，如双侧向－微球，双感应－八侧向等）三条孔隙度曲线：声波（AC）、密度（DEN）、中子（CNL或SNP）这是裸眼测井最基本的系列，可以解决储层划分、孔隙度计算、油气层识别（饱和度计算）等基本问题。
SP-GR-ZDL-CN-BHC-DLL(DIL)-MSFL-CAL自然电位（SP）自然伽玛（GR）--泥质含量，校深岩性密度（ZDL或者LDT）--孔隙度补偿种子（CNS）--孔隙度补偿声波（BHC）--孔隙度双测向（DLL）或者双感应（DIL）--电阻率微球（MSFL）--电阻率井陉（CAL）此外特殊方法还有声电成像（CBIL/CAST；STAR/XMRI/FMI）偶极子声波/全波列声波（MAC/XMAC；WSTT）核磁成像（NMR/MRIL）地层测试（FMT/RFT/SFTT/MDT）垂直地震剖面（VSP）爆炸/旋转取芯（SWC；RSCT）砂泥岩剖面测井曲线特征：储集层—砂岩，自然电位负异常（RwRmf）；自然伽马值低，井径测井体现为缩径，深中浅测井电阻率表现为高阻，声波测井曲线数值大多<300us/m.非储集层—泥岩，自然伽马值较高，井径测井体现为扩径，深中浅测井电阻率表现为低阻，声波测井曲线数值大>300us/m.碳酸盐岩剖面电阻率一般较高，自然电位效果不好。
为区分岩性和划分储层，一般使用自然伽马测井曲线识别，储集层相对于致密的围岩具有低阻、低自然伽马以及孔隙度测井反映孔隙度较大的特点。
常规测井曲线的原理及应用
移测井寻找气层。
中子伽马推移测井气层识别图
６.微电极曲线测井（RMG/RMN） 原理：
在视电阻率测井的基础上，为了细 分层，减少上下邻层、泥浆及井径对曲 线的影响，改装电极系，使电极系靠井
壁测量岩层电阻率。这样，大大缩小了
电极之间的距离的电阻率测井。
曲线应用
①确定岩层界面 ②划分渗透层 ③确定岩性
①确定岩层界面
曲线应用
由于它电极距小，紧贴井壁进行 测量，消除了邻层屏蔽的影响，减小 了泥浆的影响，因此岩层界面在曲线 上反映清楚。分层原则是用微电位曲 线的半幅点来确定地层顶底界面。对 于薄层，必须与视电阻率曲线配合， 才能获准确结果。
②划分渗透层
曲线应用
渗透层处，两条微电极曲线出现幅度 差，非渗透层处，两条曲线出现很小的幅 度差。 微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度， 称做正幅度差。渗透性岩层在微电极曲线 上一般呈正幅度差。当泥浆矿化度很高， 使得泥浆电阻率大于侵入带电阻率，微电 位曲线幅度低于微梯度曲线幅度，出现负 幅度差。
• 气探井测井系列
1：500测井项目（全 井 1：200测井项目（目的层段）选测项目
1
2 3 4 5 6
双侧向
声波时差 自然电位 7
双侧向—微球形聚焦
岩性密度 补偿中子 声波时差 自然电位 自然伽马能谱 井径
微电阻率成像
声波成像 核磁共振
8 9
地层倾角 双感应—八侧向（上古）
曲线应用
3.声波时差测井
原理：不同的地层中，声波的传播速度是不 同的。声波速度测井仪在井下通过探头发射 声波，声波由泥浆向地层传播，其记录的是 声波通过1米地层所需的时间△t（取决于岩 性和孔隙度）随深度变化的曲线。
曲
优选常规测井曲线说明[可修改版ppt]
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图24. T760井ECS元素俘获分析图
ECS
本段为低RT特征层，含沙特征同上层，GD异常 出现部位较零星，碳酸盐含量相对稳定。
图25. T760井ECS元素俘获分析图
粘土含量与GD存在近似的线性特征
粘土含量与AL和SI 具有较好的线性关系
碳酸盐含量与Ca具有明显的线性特征
质 量
固井质量差： 40%<CBL<100%
评
价
图
图例：
例
固井质量好：
固井质量中等：
固井质量差：
一、地层倾角测井(DIP)
地层倾角测井主要用来测量地层的倾角和倾斜
方位（王曰才、王冠贵）。地层倾角和倾斜方位角
不是直接测井的，是通过倾角测井的测量值计算出
基பைடு நூலகம்
来的。因此，倾角测井的测量值要保证一个层面的
本
层段1：O3q-O2yj接触面，铀异常，RT相对高值 GD含量高
层段2：低RT层，GR/GD及含沙量较高—砂泥影响 层段3：低RT层，低GR，GD略高，含沙不明显—非砂泥影响 层段4：相对低RT层，GD含量较高
ECS
1 2
3 4
图23. T760井ECS元素俘获分析图
ECS
本段为相对低RT特征层，顶部GD略有异常， 层段内含沙量相对升高，碳酸盐含量较稳定。
常
规
八侧向电阻率(RFOC)：对应阵列感应HT02(或者M2R2、RT10)
测
(含油)饱和度 中感应电阻率(RILM)：对应阵列感应HT06(或者M2R6、RT30或RT60)
井
曲
深感应电阻率(RILD)：对应阵列感应HT12(或者M2RX、RT90)
线
声波(AC):砂岩段值比泥岩段值高。
9条常规测井曲线作用
对于砂岩骨架，主要矿物为石英，其声波时差为182 us/m。Rt为当前地层的电阻率，m为胶结指数为2。
t) ?.。确定泥质含量Vsh，采用了老地层GCUR=2.0，
新地层GCUR=3.7。需强调的是，在同一解释井段，如果油气层与水层岩性、地层结构和孔隙度基本相同，
则油气层是纯水层的电阻率的3-5倍。水层自然电位异常最大，油气层异常偏小，油水同层介于他们之间，
并且厚度较大的油水同层，自上而下电阻率明显的减小。
分层后，要从有关的主要测井曲线将代表
双测向（DLL）或者双感应（DIL）--电阻率
微球（MSFL）--电阻率
井陉（CAL）
此外特殊方法还有
声电成像（CBIL/CAST；STAR/XMRI/FMI）
偶极子声波/全波列声波 （MAC/XMAC；WSTT）
核磁成像（NMR/MRIL）
地层测试（FMT/RFT/SFTT/MDT）
这是裸眼测井最基本的系列，可以解决储层划分、孔隙度计算、油气层识别（饱和度计算）等基本问题。
SP-GR-ZDL-CN-BHC-DLL(DIL)-MSFL-CAL
自然电位（SP）
自然伽玛（GR）--泥质含量，校深
岩性密度（ZDL或者LDT）--孔隙度
补偿种子（CNS）--孔隙度
补偿声波（BHC）--孔隙度
自然伽马值较高，井径测井体现为扩径，深中浅测井电阻率表现为低阻，声波测井曲线数值大>300us/m.
碳酸盐岩剖面电阻率一般较高，自然电位效果不好。为区分岩性和划分储层，一般使用自然伽马测井曲线识别，
基于常规测井曲线频谱分析的多尺度地质分层
基于常规测井曲线频谱分析的多尺度地质分层易觉非【摘要】测井曲线的频谱具有其特殊的地质意义,即测井曲线的不同频率与不同尺度地层相对应.首先讨论了测井曲线频率与地层的关系,进一步给出了用带通滤波进行多尺度地质分层的方法,最后,通过一个实际分层实例,说明了方法的正确性和有效性.【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》【年(卷),期】2009(006)003【总页数】3页(P60-62)【关键词】测井曲线;频谱;带通滤波【作者】易觉非【作者单位】长江大学信息与数学学院,湖北,荆州,434023【正文语种】中文【中图分类】P631.84在信号分析中，有时域分析方法和频域分析方法2类，有些信号特征在时域中难以获得，在频域中则容易获得，反之亦然。
因此，时域分析方法和频域分析方法两者缺一不可，互为补充。
测井曲线的分析也不例外，可以在深度域(即时域)中，分析其依深度变化的规律，当将它转换到频域时，则可以分析其结构特征，发现其频率对应的地质意义。
比如用频谱分析方法来确定沉积旋回和层序地层[1,2]。
在利用测井资料进行地质分层方面，笔者在文献[3]中详细阐述了活度分层法的原理和算法，该方法能够快速有效的确定地层界面，但不能反映地层的尺度变化规律。
下面，笔者从频谱分析的基本原理出发，结合测井曲线的频谱特征及其地质意义，给出了利用测井曲线频谱进行多尺度地质分层的方法。
常规测井曲线是一系列不同厚度地层的数字化，因此，可将它理解为一系列宽度不同的矩形脉冲的叠加，图1为塔里木盆地哈得地区某井的自然伽玛曲线，体现了这一解释的合理性。
依据矩形脉冲及其频谱响应，地层与常规测井曲线的频谱应具有如下关系：1)厚地层谱幅高，频率衰减快，薄地层则相反；2)频率与层厚成反比例关系，厚地层频率低，薄地层则相反。
因此，可以认为不同厚度地层对应不同频率范围，一般来说，较厚地层占据低频段，较薄地层占据高频段。
依据这一原理，笔者提出了采用测井曲线带通滤波进行多尺度地质分层的方法。
VSP测井频谱比值法Q反演及自动化改进
136引言在地震勘探中，Q值（也称品质因子）是衡量地层岩石物理性质的一个重要参数，它直接影响地震波在介质传播过程中的吸收衰减效应，因此在地震资料的属性分析与反Q滤波中都有重要的作用。
利用地震波求取地层Q值有多种途径和方法。
如振幅衰减法、上升时间法、频谱比值法等。
振幅衰减法与上升时间法在时间域里计算，而频谱比值法在频率域里计算。
振幅衰减法与频谱比值法侧重于利用地震波振幅与衰减系数之间的关系，而上升时间法侧重于利用地震波频率与衰减系数之间的关系。
相对于地面地震反射波而言，零偏VSP的直达波的信噪比更高，频带更宽，失真较小，能够相对完好地保留浅深层地震波振幅频率的变化关系，因此用零偏VSP 的直达波计算地层的Q值是目前可信度最大的一个途径。
综和考虑上述因素，利用零偏VSP直达波资料，本文主要研究分析频谱比值法并加以优化改进来反演地层Q值。
一、方法原理图1 地震波吸收衰减的地层模型设定一个地层模型，厚度为ΔH，速度为V，地震波的吸收系数为α，品质因子为Q（如图1所示）。
在t 1和t 2时刻到达地层顶底两端的直达波波形分别为W 1与W 2，令初始子波的频谱为S 0(f)，则W 1与W 2对应的频谱分别为：)(02)(01)()()()(t f t f e f S f S e f S f S αα−−== （1） （2）大量岩心试验证明，当频率在几Hz到几千Hz的范围内，吸收系数α是与频率成正比的函数，且与Q有Qff πα=)(（3）的关系。
将上式代入（1）与（2）式，取频谱比的自然对数得：f Q tt t f f Sf S ∆−=−−=πα))((])()(ln[1212（4）微分得：Qt df f S f S d ∆−=π)](/)((ln[12（5）整理可得：XtQ ∆−=π（6）其中：dff S f S d X )](/)((ln[12=（7）实际计算时，对频谱比自然对数的离散数据点，采用最小二乘法拟合出一条直线，取该直线的斜率作为X，然后利用（6）式即可估算出对应的Q 值。
常规测井曲线说明
一、碎屑岩常规测井曲线
T903
在泥岩层处， CAL扩径，
具 体 图 例
可编辑ppt
在泥岩层处， SP显示
为基线，电阻率变小。
4、油气层：
CAL不扩径，SP呈副幅 度差，电阻率在1.5－ 3.0Ω.m。
水层
CAL不扩径，SP呈副幅 度差，电阻率在0.3－ 1.0Ω.m。
5
一、碎屑岩固井
固
碎屑岩固井评价标准：
项
3. 元素俘获测井(ECS)。
目
可编辑ppt
13
二、碳酸盐岩特殊测井项目
闭合裂缝特征
FMI
T760井FMI可成象编裂辑缝p分pt析图
14
ST异常特征反映泥质， 层界面，垮塌等特征
DSI
反
射
渗
系
流
数
差
能
分
力
能
量
T760井D可SI编斯辑通p利pt波分析图
15
DSI
O2yj： ST无异常指示
O2yj： ST弱异常指示 反映岩相特征
3、差油气层： CAL不扩径，SP呈
副幅度差，电阻率在 1－1.3Ω.m,DEN变大，
CNL变小，AC基本不变。
4、油气层：
CAL不扩径，SP呈副幅 度差，电阻率在0.9－ 2.0Ω.m,DEN变小，CNL 变大，AC基本不变。
5、水层
CAL不扩径，SP呈副幅 度差，电阻率在0.3－ 0.4Ω.m,DEN变小，CNL 变大，AC基本不变。
层段1：O3q-O2yj接触面，铀异常，RT相对高值 GD含量高
层段2：低RT层，GR/GD及含沙量较高—砂泥影响 层段3：低RT层，低GR，GD略高，含沙不明显—非砂泥影响 层段4：相对低RT层，GD含量较高