数学建模矿井分层论文--测井曲线自动分层的研究.doc

测井曲线自动分层的研究 摘 要 在地球物理勘探中，为了了解地下地质情况，以便于对具有不同特点的地层确定研究目标，以及确定将要重点研究的地层，统一不同井号的研究范围，其中测井曲线分层是首先要完成的基础工作。 本文以1号井为标准井，建立数学模型实现了测井曲线的自动分层。在建立模型过程中，对1号井的数据进行了分类：有效值、无效值、过渡值。我们采用零替换的方法处理了题中出现的无效数据，对于其他非正常数据，由于其表现出的无规律性，因此我们采用了中值滤波的处理方法减小了噪声干扰，从而提高了数据质量。鉴于测井曲线中评价指标过多的情况，首先根据参考资料的初步筛选，剔除了一些前人研究过影响较小的指标。对于留下的22个指标，又根据信息论的思想，计算出每一项指标的信息量，进一步剔除信息量较低的指标，再利用主基底分析方法最终得到4个测井曲线评价指标。针对问题1，采用综合曲线的方法将所选的4条测井曲线融合为足以包含测井信息的1条曲线。利用1号井测井曲线数据，根据内部一致性准则求解出综合曲线方程，将2号—7号井对应的4条测井曲线数据代入综合曲线方程，得到对应值。采用自组织神经网络的方法将1号井的数据代入进行学习，继而求得2号—7号井的分层结果。并基于模型重新对1号井的分层结果进行评估说明。 依据建立的模型对1号井进行了自动分层，根据分层结果论证了该模型的准确性程度，得出该模型有较高的准确性。然后对2至7号井进行了自动分层，通过了人工分层结果进行对比，分析了在测井曲线分层中出现的自动分层模型的准确度问题和人工分层的主观性问题。 关键字：中值滤波；主基底分析；自组织神经网络 一、问题重述 在地球物理勘探中需要利用测井资料了解地下地质情况，其中测井曲线分层是首先要完成的基础工作。测井曲线分层的目的是为了在今后的研究中，便于对具有不同特点的地层确定研究目标，以及确定将要重点研究的地层，统一不同井号的研究范围。 通常，在一个区域内，通过前期地质研究工作，结合各种测井数据，首先对最早开发的参考井进行详细研究。每一种测井数据，都反映了地质结构的特点和地层的变化，地质人员通过经验，综合各种测井数据反映的地层特点，将井从一定深度开始，对井进行井层划分和命名，如1号井从距井口深368米处开始，依次往下，定名为长31、长32、长33、长41、长42、长61、长62、长63、长71、长72、长73、长81、长82、长91、长92等地层。接着在分析随后开发的2号井时，也根据和1号井分层的特点和规律，依次定名为长31、长32、长33、长41、长42、长61、长62、长63、长71、长72、长73、长81、长82、长91、长92等地层。井的位置不同可能会导致这口井的每一个层位的深度范围也不同，甚至有可能会出现缺失中间某层的现象。如第6号井缺长31、长32层。通常这些工作都是通过人工来进行的，这就是所谓人工分层方法。该方法不仅费时费力，而且分层取值过程中受测井分析人员的经验知识和熟练程度影响较大，主观性较强，也会因为不同的解释人员的个人标准有误差，而造成不同的人员有不同的分层结果。 自动分层的基本思想、实现手段是一个不断发展变化的过程。由人工分层到自动分层，除了计算机工具的引入，各种数据处理技术也被应用于自动分层。随着一个区域开发井的数量增加，我们希望利用已有分层井点数据与变化特点作为控制点，结合每口井丰富的测井曲线数据，如密度 (DEN)、声波 (AC)、中子 (CNL)、自然伽玛 (GR)、自然电位 (SP) 和电阻率 (RT) 等的变化特点，建立合理的数学模型，实现井位分层人工智能处理，也就是实现自动分层。相对于人工分层，自动分层可以避免人为分层的随意性，并可在很大程度上提高工作效率。进行具体的井位分层人工智能处理，这将极大地提高工作效率。另一方面，希望通过自动分层处理，与人工分层的结果进行比较分析，进一步提高分层精度。 下面请完成以下工作： 以1号井为标准井，根据此井的各种测井曲线数据，建立数学模型，对第2号至7号井进行自动分层，并且通过分析，与人工分层结果进行比较分析。考虑是否需要利用你所建立的数学模型，对1号井的分层结果进行说明。 二、问题分析 2.1通过对本题的研究，要解决以下三方面的问题： (1)根据1号井（标准井）的各种测井曲线数据，建立数学模型对2号~7号井进行自动分层。 (2)分析比较2~7号井自动分层和人工分层的结果。 (3)根据所建模型，对1号井（标准井）所给的分层结果进行说明。 2.2对问题求解方法的分析 通过以下3个步骤进行求解： 第一：数据处理。 数据筛选。题目中给定了每口井大量的测井参数和测井数据，据参考文献[3] 并对测井数据进行物理分析，从SP（自然电