測井曲線預處理技術在時深標定中的應用

苗凡勝

（中石油大慶油田有限責任公司第一采油廠地質大隊，黑龍江 大慶 163001）

地震分層的分層原理和分層標準不同于測井分層。從分層原理上看，地震分層屬于時間域，是沉積巖層的彈性差異在某一時段上的累積效應；而測井分層屬于深度域，是電信號、聲信號和放射性信號對地層的瞬時反應。從分層標準上看，地震分層的依據是連續性好的同相軸，不能代表薄互層砂巖油藏的儲層界限；而測井分層是多種測井手段對儲層序列的綜合評判，可信度極高。而原始的聲波測井數據和密度測井數據，受井壁垮塌、井壁噪聲、井壁泥餅、泥漿比重變化等因素的影響，都在不同程度上，存在著失真現象。這些失真現象對時深標定影響較大，是降低井震結合精度的主要問題。因此，在制作合成記錄以前，必須對測井曲線做預處理，以減小或消除失真現象對時深標定的影響［1，2］。

因此，測井分層通過時深轉換后，在地震體中的投影與地震分層有一定的差異 （見圖1）。可見，要精確標定測井分層在地震體中位置，必須做好時深標定工作。

圖1 地震分層與測井分層的差異對比

1 聲波曲線和密度曲線對時深標定的影響

合成記錄是實現井震結合時深標定的根本途徑，是實現深度域 （測井數據）向時間域 （地震體）投影的信息載體。合成記錄的初始時深關系由聲波曲線形成，而合成記錄的波組形態受到聲波曲線和密度曲線的共同控制［4］。

在理想的情況下，合成記錄的波組特征與井旁地震道完全一致，在鉆井質量和測井質量較好的情況下，合成記錄的波組特征與井旁地震道近似一致。

1.1 聲波曲線

井壁垮塌和井壁噪聲是影響聲波曲線質量的主要因素。受其影響，部分井的聲波曲線中存在 “周波跳躍”和 “提前觸發干擾”等假現象，使測井資料失去真實性和可靠性。這些失真現象對測井解釋影響不大，但對時深標定影響較大。合成記錄的初始時深關系由聲波測井的積分來決定，積分運算不可避免地放大了失真程度，使時深標定偏離真實情況。

以M井為例，該井的最大井徑為30.8cm，超出正常范圍上限36.8%。受擴徑影響，該井的聲波時差最大值677μs／m，超出正常范圍上限41.0%。該井的井徑的變化，直接影響到聲波曲線的形態 （見圖2）。

圖2 M井聲波曲線與井徑曲線對比

1.2 密度曲線

薩中開發區的井絕大多數一次加密、二次加密，而高臺子老井沒有密度曲線，但這些老井的鉆井深度大，是標定高臺子油層時深關系的必選目標。新井雖然有密度曲線，但鉆井深度淺，無法標定高臺子油層的時深關系。因此，要完成高臺子油層的時深標定，需要通過已有的電測、聲測或放射性測井曲線，擬合出符合該井特點的密度曲線。

2 測井曲線預處理

測井曲線預處理技術是井震結合的核心技術之一，主要包括曲線編輯技術和曲線重構技術。

2.1 曲線編輯

曲線編輯的對象是因 “井壁噪聲”、“泥漿侵蝕”等因素引起毛刺狀異常的測井曲線，其方法是采用數理統計方法分析測井曲線合理形態，并采取合理調整，使測井曲線達到制作合成記錄的要求。測井曲線編輯技術主要包括測井曲線平滑濾波和測井曲線削峰。

1）測井曲線平滑濾波技術 測井曲線平滑濾波能有效消除毛刺狀異常值，同時又能很好的保留代表地層性質的有用信號。以N井為例，該井的井壁變化較大，井壁噪聲較大，聲波曲線的毛刺較多，影響合成記錄的質量。聲波曲線平滑濾波后，所制作的合成記錄明顯好于平滑濾波前的合成記錄 （見圖3）。

圖3 N井聲波曲線平滑濾波對合成記錄影響對比

2）測井曲線削峰技術測井曲線削峰處理能有效消除由井壁擴徑引起的尖峰狀異常值，并根據測井數據的統計結果，確定異常段的合理值，減小井壁擴徑對測井曲線的影響。以A井為例，該井在擴徑段的聲波曲線呈尖峰狀放大，影響合成記錄的形態，削峰處理后，合成記錄的波組形態與井旁道的相似性增強 （見圖4）。

2.2 曲線重構

曲線重構就是在沒有目標測井曲線或目標測井曲線嚴重失真的情況下，借用該井的其他測井曲線或相鄰井的目標測井曲線，分析目標測井曲線與其他測井曲線之間的數理統計關系或神經網絡擬合關系，擬合出能夠反映該井特點的目標測井曲線。曲線重構的方法主要有——經驗公式法、神經網絡分析法和鄰井擬合法。

1）經驗公式法 法斯特公式和甘德公式是井震結合常用的測井曲線擬合公式，甘德公式 （式 （1））是根據聲波曲線擬合密度曲線，法斯特公式 （式 （2））則根據電阻率和深度擬合聲波曲線:

式中，ρ為密度；ɑ，m，c，b為地區經驗常數；DT為聲波時差；H為測井深度；R為電阻率。

薩中開發區甘德公式經驗值為:

法斯特公式的經驗值為:

圖4 A井聲波曲線削峰處理對合成記錄影響對比

圖5 B井原始聲波合成記錄與法斯特聲波合成記錄對比

圖6 神經網絡分析聲波曲線與實測聲波曲線對比

以B井為例，該井的聲波曲線較差，所形成的合成記錄形態紊亂，與井旁道不一致。但該井的電阻率測井效果較好。根據上述參數，采用R250電阻曲線擬合該井聲波曲線，所形成的合成記錄與井旁道的符合情況較好 （見圖5）。

2）神經網絡分析法 神經網絡分析法的技術路線是:首先應用 “神經網絡”分析多井的非目標曲線與目標曲線的相關性，選出與目標曲線相關性強的非目標曲線作為培訓曲線，形成神經網絡重構模型，然后應用所形成的神經網絡重構模型擬合出目標井的目標曲線。

該方法所擬合出的測井曲線，能有效避開測井噪聲和井壁垮塌對測井的影響。由神經網絡分析法產生的聲波曲線與實測聲波曲線之間相識度達到80%以上 （見圖6）。

3）鄰井擬合法 鄰井擬合法［3］的主要作法如下:在鄰井鉆井質量和測井質量均較好的情況下，對鄰井目標測井曲線加權平均，求取目標井的目標測井曲線。

以G井為例，該井與周圍4口井相鄰，而且鄰井的聲波曲線好于該井的聲波曲線 （見圖7）。G井通過鄰井擬合法形成的聲波曲線，與鄰井相似程度較高，所形成的合成記錄與井旁道相符合 （見圖8）。

3 幾點認識

1）要做好開發地震，必須做好時深標定。開發地震不同于傳統意義的地震勘探，在油田開發階段，其主要目的是為油水井措施和開發布井提供參考。油水井措施和開發布井要求開發地震解釋到沉積單元，因此，必須做好時深標定工作。

2）測井曲線預處理是標定老井時深關系的前提。薩中開發區高臺子老井沒有密度曲線，而所測得聲波曲線質量較差，不能直接用于合成記錄制作。但一次加密井、二次加密井和高臺子老井的鉆遇深度較大，是標定高臺子油層時深關系的首選對象。因此，必須做好老井的測井曲線預處理。

3）慎重選擇測井曲線預處理方法，并做好處理結果的質量分析。測井曲線預處理的方法很多，每套方法解決問題的側重點不同。如果不能抓住測井曲線的主要矛盾選擇預處理方法，往往達不到處理要求。因此在確定預處理方法之前，應仔細分析目標曲線存在的問題，選擇合適的方法，并把處理結果與測井質量較好的鄰井作對比，分析預處理結果的可靠性。只有這樣，才能保證時深標定的可靠性。

圖7 G井與鄰井聲波曲線對比圖

圖8 G井鄰井擬合聲波合成記錄與原始聲波合成記錄對比圖

［1］王贊惟，畢建軍，包鳳 .井震聯合隨機建模在敖南地區的應用 ［J］.大慶石油地質與開發，2009，28（1）:37－39.

［2］程立華，吳勝和，楊海長，等 .準噶爾盆地莊1井區J1S22砂組儲層沉積模式及隨機建模研究 ［J］.石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2005，27 （1）:161～165.

［3］靳玲，蘇桂枝，劉桂蘭 .合成記錄制作的影響因素及對策 ［J］.石油物探，2004，43（3）:267－271.

［4］杜世通 .地震波動力學 ［M］.山東:石油大學出版社，1996，238－250.