一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法及装置与流程

1.本发明属于石油勘探开发领域，用于测井曲线的岩性划分及对比，具体而言，涉及一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法及装置。


背景技术：

2.通过测井曲线进行岩性识别是进行油田开发地质中常见的工作。目前常见的岩性识别方法有测井曲线交会图版法、神经网络识别法等。
3.对于测井曲线交汇图法来说，需要制作大量的图版，对于井间岩性变化大，或不同岩性参数存在重叠范围等情况，图版识别方法效果并不好。神经网络应用于岩性识别主要包括：(1)对原始测井曲线进行特征提取处理，获取具有岩性特征的测井信息；(2)将特征测井曲线作为标准训练数据输入到初始神经网络结构中进行训练，训练过程中需要大量的数据，调整网络内部的权值，确定测井曲线与岩石岩性的非线性关系；(3)将未知岩性的测井曲线输入到训练后的网络模型中进行岩性识别。能够看出，对于神经网络识别来说，需要制作大量的岩性标签进行训练，工作量巨大。
4.因此，需要提出一种适应性强，快速、高效的岩性分类方法。


技术实现要素：

5.为了解决目前通过测井曲线进行岩性识别过程中识别效果不好、工作量巨大的问题，本技术实施例提供了一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法及装置，可以不考虑地层的实际岩性变化及分类，仅根据测井曲线变化对地层岩性进行快速分类；不需要有岩性的测井解释经验，不需要进行大量交汇图版制作，也不需要提前进行测井解释并制作标签训练样本，即可完成岩性分类和识别。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，包括：
7.s1，选取符合预设条件的多种测井曲线；
8.s2，将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间；
9.s3，对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理；
10.s4，依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值；
11.s5，对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分；
12.s6，根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类。
13.其中，步骤s1，选取符合预设条件的多种测井曲线，包括：
14.选取对岩性变化响应敏感程度满足预设条件的多种测井曲线。
15.其中，测井曲线包括伽马测井曲线、声波测井曲线。
16.其中，步骤s2，将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间，包括：
17.对各条测井曲线进行归一化处理，将各条测井曲线中最大值设为1，最小值设为0；
计算公式如下，假设a测井曲线最大值为amax，最小值为amin，待计算点值为ai，i表示a测井曲线第i个采样点，则有：
18.ai＝(ai-amin)/(amax-amin)。
19.其中，步骤s3，对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理，包括：
20.d为最小岩层厚度，以d为滑动窗口计算测井曲线的算数平均值及方差，如果方差在允许范围内，用算数平均值取代该窗口段的测井值，然后移动窗口进行下一位置计算；如果方差超出范围，认为地层岩性存在突变，则找到突变点，并以岩性突变点位置的测井深度为新的窗口起点进行计算；
21.对测井曲线方波化处理后，曲线平直部位表示该段岩性没有变化，是一套相同的岩性；曲线有突变的地方代表岩性发生了变化，突变点的上下部分为两套不同的岩性。
22.其中，步骤s4，依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值，包括：
23.对每一条测井曲线，整形后曲线的突变点即认为是地层岩性的分界点，每条方波化整形后的曲线的分层个数不一定完全相同，假设各曲线的分层个数分别为am1，bm2,
…
,nmn，其中am1代表测井曲线a分为m1层，bm2代表测井曲线b分为m2层，nmn代表测井曲线n分为mn层。
24.其中，步骤s5，对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分，包括：
25.如果测井曲线a在某一井段判断为一种岩性，测井曲线b在该井段判断为大于两种岩性，则以测井曲线b的岩性判断为准，并更新整个地层的岩性分层位置及个数，以此类推，直至所有测井曲线及井段的岩性分类更新完毕。
26.其中，步骤s5还包括：
27.如果通过岩性判别分层，从上至下重新划分为t套岩性地层，取每一岩性分层段对应的整形后测井曲线值组成向量zi(a,b,
…
,n)，其中a，b，n分别代表方波化整形后的a、b、n测井曲线值，zi代表第i个岩性分层的n条测井曲线值组合的向量。
28.其中，步骤s6，根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类，包括：
29.对各岩性分层向量zi进行聚类分析，依次计算各向量的空间距离，聚类分析计算公式如下：
[0030][0031]
式中，i,j分别代表第zi段和第zj段的地层岩性，k依次为a，b，
…
n测井曲线，d为向量空间距离；当空间距离d大于阈值时，第i段和第j段地层的岩性为两种不同的岩性；当空间距离d小于阈值时，第i段和第j段地层的岩性为同一种岩性。
[0032]
第二方面，本技术提供了一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的装置，包括：
[0033]
选取单元，用于选取符合预设条件的多种测井曲线；
[0034]
归一化单元，用于将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间；
[0035]
整形单元，用于对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理；
[0036]
获得单元，用于依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线
值；
[0037]
重新划分单元，用于对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分；
[0038]
聚类分析单元，用于根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类。
[0039]
本技术实施例基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法及装置具有如下有益效果：
[0040]
本技术一方面，可以不考虑地层的实际岩性变化及分类，仅根据测井曲线变化对地层岩性进行快速分类；另一方面，不需要有岩性的测井解释经验，不需要进行大量交汇图版制作，也不需要提前进行测井解释并制作标签训练样本，即可完成岩性分类和识别。
附图说明
[0041]
图1为本技术实施例基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法流程示意图；
[0042]
图2为本技术实施例测井曲线自动岩性划分的技术流程图；
[0043]
图3为本技术中归一化后的各测井曲线(值范围在0～1之间)；
[0044]
图4为本技术中对归一化后的各测井曲线进行方波化整形的示意图；
[0045]
图5为整形后的测井曲线及岩性聚类分析结果，同一种颜色对应同一种岩性；
[0046]
图6为本技术实施例基于测井曲线自动划分岩性及对比的装置结构示意图。
具体实施方式
[0047]
下面结合附图和实施例对本技术进行进一步的介绍。
[0048]
下述介绍提供了本发明的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本技术也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征a、b、c，另一个实施例包含特征b、d，那么本技术也应视为包括含有特征a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
[0049]
实施例一
[0050]
如图1所述，本技术基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法包括：s1，选取符合预设条件的多种测井曲线；s2，将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间；s3，对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理；s4，依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值；s5，对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分；s6，根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类。
[0051]
本技术通过基于测井曲线，进行地层岩性或物性的分类及划分，加快了测井解释进度，给地质人员提供了一个方便的地层岩性识别方案。
[0052]
实施例二
[0053]
如图2-5所示，本技术提出了一种利用多种测井曲线自动进行岩性划分和对比的方法，一般情况下，地下岩性的变化，会导致测井曲线幅值发生变化。因此可以认为测井曲线幅值产生突变的地方是地层岩性的分界面；测井曲线幅值平稳的地方，可以认为地下岩
性发育也稳定。
[0054]
通过选取合适的测井曲线组合，分析测井曲线幅值的变化，可以实现对地下岩性的快速分类和对比。
[0055]
将参与分类计算的测井曲线数据归一化到0～1之间(即最小值为0，最大值为1)。然后对每一条测井曲线开展方波化整形处理，相同深度的不同测井曲线方波化后的值可以组合成一组向量，该向量值反映了地下岩性的种类信息。可以用向量之间的距离来描述不同岩性之间的差异大小。向量距离越接近，表示岩性越相似；向量距离越远，表示岩性差异越大。因此可以通过计算向量的距离，开展聚类分析，可以对地下岩性进行划分和分类。
[0056]
本技术适用于地下岩性的测井分类和划分。
[0057]
具体地，本技术基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法包括：
[0058]
步骤一，选取对岩性变化响应比较敏感的的多种测井曲线，如伽马测井曲线、声波测井曲线等，作为岩性判别的组合方式。由于不同测井曲线对不同岩性变化的敏感程度不一致，因此选用合适的测井曲线组合可以使得岩性分类更加准确。
[0059]
步骤二，对各条测井曲线进行归一化处理，将各条测井曲线中最大值设为1，最小值设为0。计算公式如下，假设a测井曲线最大值为amax，最小值为amin，待计算点值为ai(i表示a测井曲线第i个采样点)，则有：
[0060]
ai＝(ai-amin)/(amax-amin)；
[0061]
测井曲线归一化后，使得各曲线值范围保持一致，均在0～1之间。各曲线对岩性分类判别的权重均等。
[0062]
步骤三，对归一化后的各测井曲线进行方波化整形处理。假设最小岩层厚度为d，以d为滑动窗口计算测井曲线的算数平均值及方差。如果方差在允许范围内，认为地层岩性变化不大，用算数平均值取代该窗口段的测井值，然后移动窗口进行下一位置计算。如果方差超出范围，认为地层岩性存在突变，则找到突变点，并以此深度(岩性突变点位置的测井深度值)为新的窗口起点进行计算。对测井曲线方波化处理后，曲线平直部位表示该段岩性没有变化，是一套相同的岩性，而曲线有突变的地方代表岩性发生了变化，突变点的上下部分可以认为是两套不同的岩性。
[0063]
步骤四，依次对所有测井曲线进行方波化整形处理，并获得新的测井曲线值。对每一条测井曲线，整形后曲线的突变点即认为是地层岩性的分界点。因此，每条方波化整形后的曲线的分层个数并不一定完全相同。假设各曲线的分层个数分别为am1，bm2,
…
,nmn。其中am1,代表测井曲线a分为m1层，bm2代表测井曲线b分为m2层，nmn代表测井曲线n分为mn层。
[0064]
步骤五，对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分。例如测井曲线a在某一井段判断为1种岩性，而测井曲线b在该井段判断为大于2种岩性，则以测井曲线b的岩性判断为准，并更新整个地层的岩性分层位置及个数。以此类推，直至所有测井曲线及井段的岩性分类更新完毕。假设通过上述岩性判别分层，从上至下重新划分为t套岩性地层，取每一岩性分层段对应的整形后测井曲线值组成一个向量，如zi(a,b,
…
,n)，其中a，b，n分别代表方波化整形后的a、b、n测井曲线值，zi代表第i个岩性分层的n条测井曲线值组合的向量。
[0065]
步骤六，对各岩性分层向量zi进行聚类分析，依次计算各向量的空间距离，值越小
代表岩性越接近，可认为是同一类岩性；值越大代表岩性差异越大。聚类分析计算公式如下：
[0066][0067]
式中，i,j分别代表第zi段和第zj段的地层岩性，k依次为a，b，
…
n测井曲线，d为向量空间距离。d越大，代表第i段和第j段地层的岩性差异越大，可认为是两种不同的岩性；反之d越小，代表第i段和第j段地层的岩性差异越小，假设一定范围内，可认为两者是同一种岩性。该向量空间距离d，可作为一种岩性分类的阈值，可由地质人员根据经验认识进行测试获取。由此，依据同一测井深度的多条测井曲线，通过程序自动完成该井段的岩性在种类和深度上的划分。
[0068]
本技术具有以下优点：
[0069]
1、可以不考虑地层的实际岩性变化及分类，仅根据测井曲线变化对地层岩性进行快速分类。
[0070]
2、不需要有岩性的测井解释经验，不需要进行大量交汇图版制作，也不需要提前进行测井解释并制作标签训练样本，即可完成岩性分类和识别。
[0071]
本技术方法是通过选取合适的测井曲线组合，分析测井曲线的变化，实现对地层岩性快速分类和对比，也可以拓展应用到对储层物性、储层分类、划分流动单元等。
[0072]
实施例三
[0073]
如图6所示，本技术基于测井曲线自动划分岩性及对比的装置包括：选取单元201，用于选取符合预设条件的多种测井曲线；归一化单元202，用于将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间；整形单元203，用于对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理；获得单元204，用于依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值；重新划分单元205，用于对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分；聚类分析单元206，用于根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类。
[0074]
本技术中，基于测井曲线自动划分岩性及对比的装置实施例与基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法实施例基本相似，相关之处请参考基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法实施例的介绍。
[0075]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、dvd、cd-rom、微型驱动器以及磁光盘、rom、ram、eprom、eeprom、dram、vram、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统(包括分子存储器ic)，或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
[0076]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
[0077]
以上介绍仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，包括：s1，选取符合预设条件的多种测井曲线；s2，将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间；s3，对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理；s4，依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值；s5，对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分；s6，根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类。2.根据权利要求1所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，步骤s1，选取符合预设条件的多种测井曲线，包括：选取对岩性变化响应敏感程度满足预设条件的多种测井曲线。3.根据权利要求2所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，测井曲线包括伽马测井曲线、声波测井曲线。4.根据权利要求1-3任一项所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，步骤s2，将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间，包括：对各条测井曲线进行归一化处理，将各条测井曲线中最大值设为1，最小值设为0；计算公式如下，假设a测井曲线最大值为amax，最小值为amin，待计算点值为ai，i表示a测井曲线第i个采样点，则有：ai＝(ai-amin)/(amax-amin)。5.根据权利要求1-3任一项所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，步骤s3，对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理，包括：d为最小岩层厚度，以d为滑动窗口计算测井曲线的算数平均值及方差，如果方差在允许范围内，用算数平均值取代该窗口段的测井值，然后移动窗口进行下一位置计算；如果方差超出范围，认为地层岩性存在突变，则找到突变点，并以岩性突变点位置的测井深度为新的窗口起点进行计算；对测井曲线方波化处理后，曲线平直部位表示该段岩性没有变化，是一套相同的岩性；曲线有突变的地方代表岩性发生了变化，突变点的上下部分为两套不同的岩性。6.根据权利要求1-3任一项所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，步骤s4，依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值，包括：对每一条测井曲线，整形后曲线的突变点即认为是地层岩性的分界点，每条方波化整形后的曲线的分层个数不一定完全相同，假设各曲线的分层个数分别为am1，bm2,
…
,nmn，其中am1代表测井曲线a分为m1层，bm2代表测井曲线b分为m2层，nmn代表测井曲线n分为mn层。7.根据权利要求1-3任一项所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，步骤s5，对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分，包括：如果测井曲线a在某一井段判断为一种岩性，测井曲线b在该井段判断为大于两种岩性，则以测井曲线b的岩性判断为准，并更新整个地层的岩性分层位置及个数，以此类推，直至所有测井曲线及井段的岩性分类更新完毕。
8.根据权利要求7所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，步骤s5还包括：如果通过岩性判别分层，从上至下重新划分为t套岩性地层，取每一岩性分层段对应的整形后测井曲线值组成向量zi(a,b,
…
,n)，其中a，b，n分别代表方波化整形后的a、b、n测井曲线值，zi代表第i个岩性分层的n条测井曲线值组合的向量。9.根据权利要求8所述基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法，其特征在于，步骤s6，根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类，包括：对各岩性分层向量zi进行聚类分析，依次计算各向量的空间距离，聚类分析计算公式如下：式中，i,j分别代表第zi段和第zj段的地层岩性，k依次为a，b，
…
n测井曲线，d为向量空间距离；当空间距离d大于阈值时，第i段和第j段地层的岩性为两种不同的岩性；当空间距离d小于阈值时，第i段和第j段地层的岩性为同一种岩性。10.一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的装置，其特征在于，包括：选取单元，用于选取符合预设条件的多种测井曲线；归一化单元，用于将选取的各条测井曲线数据归一化到0～1之间；整形单元，用于对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理；获得单元，用于依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值；重新划分单元，用于对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分；聚类分析单元，用于根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类。

技术总结
本发明提供了一种基于测井曲线自动划分岩性及对比的方法及装置，该方法包括：选取符合预设条件的多种测井曲线；将各条测井曲线数据归一化到0～1之间；对归一化后的各条测井曲线进行方波化整形处理；依次对所有测井曲线进行方波化整形处理后，获得新的测井曲线值；对比各测井曲线的分层个数，以测井曲线中最细小分层厚度为界，对地层岩性重新划分；根据地层岩性重新划分的结果，利用聚类分析，对岩性进行划分和分类。本发明可以不考虑地层的实际岩性变化及分类，仅根据测井曲线变化对地层岩性进行快速分类；不需要有岩性的测井解释经验，不需要进行大量交汇图版制作，也不需要提前进行测井解释并制作标签训练样本，即可完成岩性分类和识别。分类和识别。分类和识别。


技术研发人员：张阳 施兴刚 李代杰 王兵杰 陈廷东
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/22