【正文】 tigraphic Correlation。在層序地層單元的定量對比中摒棄了傳統(tǒng)地層對比中層層單一比較的方法，而是采用了動(dòng)態(tài)波形匹配算法，通過對井間所有層序地層單元的內(nèi)部特征的比較，選擇匹配代價(jià)最小的對比路徑，從最優(yōu)化的角度來選取相關(guān)的層序地層單元，并且建立了不同地層結(jié)構(gòu)下的地層單元的對比路徑圖。其中在頻譜特征的描述中對河流相沉積環(huán)境建立了Fu旋回、Fu－Cu旋回、Cu－Fu旋回加Cu旋回、Cu－Fu旋回加Cu旋回和Cu旋回五種準(zhǔn)層序類型。然而進(jìn)行層序地層單元定量識(shí)別和對比是開發(fā)層序地層相關(guān)應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)性工作，是將層序地層學(xué)研究中煩雜的數(shù)據(jù)分析工作智能化的前提?，F(xiàn)階段，層序地層學(xué)的定量研究主要是在計(jì)算機(jī)的層序模擬方面，而對于層序地層單元的識(shí)別及對比的定量研究涉及的比較少。在層序地層單元的定量對比方法上首先對層序地層單元的內(nèi)部特征從頻譜特征、測井曲線形態(tài)、地球化學(xué)標(biāo)志，古生物特征等方法進(jìn)行了描述，并將這些特征通過數(shù)字化或是字符串鏈碼轉(zhuǎn)換的方法進(jìn)行定量化。通過這些特征值的對比就可以建立層序地層單元的定量對比。 Stratigraphic Division。另外，還利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模式識(shí)別，頻譜分析等方法來對層序地層單元的劃分進(jìn)行研究。（見第4章）3．建立了層序地層單元測井形態(tài)的描述特征，采用的方法包括對稱斜差法、濾波法以及測井曲線的數(shù)字特征描述。利用地層對比路徑圖來描述層序地層單元的對比過程，并給出了各種地層結(jié)構(gòu)下的地層對比路徑圖。目前各大油田在新區(qū)和老區(qū)都進(jìn)行了層序地層學(xué)的研究，并產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在這方面已有不少學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)的研究，如林暢松[1]通過層序地層模擬分析表明了各級(jí)層序形成的主控因素。由于測井資料的不斷增加，要想利用人工的方法及時(shí)糾正過去存在的錯(cuò)誤是不現(xiàn)實(shí)的。論文擬通過一些數(shù)學(xué)處理方法來進(jìn)行層序地層單元的定量劃分和對比的探索性研究，從而為建立一個(gè)較完備的層序地層單元定量化對比方法打下基礎(chǔ)。Vail（1991）[17]在論文《構(gòu)造、海平面升降和沉積作用的地層標(biāo)記（綜述）》中對層序地層學(xué)的最新發(fā)展做了全面的總結(jié)，對前期論著中的薄弱部分，如構(gòu)造因素的影響，也做了較多的補(bǔ)充。并以西部加拿大盆地的早白堊紀(jì)地層剖面為研究實(shí)例，通過對其自然伽馬曲線的小波分析，在小波尺度圖上發(fā)現(xiàn)不同的沉積速率對應(yīng)于不同的穩(wěn)定狀態(tài)或是混亂狀態(tài)的單元特征，認(rèn)為這些特征可以作為層序地層單元的識(shí)別標(biāo)志。它是通過建立目標(biāo)函數(shù)，使兩口井的測井信號(hào)匹配，實(shí)現(xiàn)最大目標(biāo)尋優(yōu)。實(shí)際上是利用了具有啟發(fā)性的產(chǎn)生式系統(tǒng)來模仿手動(dòng)對比，產(chǎn)生式系統(tǒng)是采用“ifthen”形式的推理機(jī)結(jié)構(gòu)，這種方法解決了利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行對比所無法解決的定性推理問題。第二步利用了串對串的匹配算法，這與DWM比較相似。該方法著重于曲線形態(tài)相似性，但它是一維的。Smith和Waterman(1980)[30]，Waterman和Raymond(1987)，Bakke和Griffiths(1989)利用了一種動(dòng)態(tài)波形匹配（DWM）方法進(jìn)行了地層對比。 國內(nèi)研究歷史及現(xiàn)狀近幾年來，層序地層學(xué)在國內(nèi)得到了長足的發(fā)展，理論研究和方法體系日漸成熟，在研究方法上逐漸出現(xiàn)了一些定量化的研究，米蘭柯維奇旋回分析在氣候變化為主導(dǎo)層序地層定量研究中發(fā)揮了重要的作用。另外，根據(jù)反映可容空間變化的泥沙比可以定量的識(shí)別高頻層序，鄭小武（1999）[35]在河流－三角洲沉積體系中采用了泥砂比定量描述可容空間的變化，并將其應(yīng)用到了高分辨率層序的劃分。此方法是在單元素最佳匹配對比的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。耿耀輝（1995）[39]等采用了模式識(shí)別與動(dòng)態(tài)規(guī)劃中有序元素最佳匹配相結(jié)合的方法．在完成單井分層解釋的基礎(chǔ)上，根據(jù)測井曲線進(jìn)行地層對比。保證處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。陳錫民（1998）[43]等根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)，利用地層一致性概念對測井信號(hào)進(jìn)行綜合分析，研制了一個(gè)較實(shí)用的測井信號(hào)地層自動(dòng)對比系統(tǒng)，在測井信號(hào)對比過程中將局部的相似性和綜合的匹配對比有機(jī)地結(jié)合起來。以此為基礎(chǔ)，利用句法分析方法和測井曲線可進(jìn)行地層的模式識(shí)別對比。潘保芝（2001）[46]提出了融合聚類分析和動(dòng)態(tài)波形匹配技術(shù)進(jìn)行地層自動(dòng)分級(jí)對比，解決了用測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行井間地層自動(dòng)對比中需要解決的地層缺失和厚度不等關(guān)鍵問題。唐世偉（2002）[47]等提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與圖象處理技術(shù)相結(jié)合的地層對比方法。2） 層序地層單元對比的定量方法，解決對比中的各種匹配問題，根據(jù)層序地層單元（體系域、準(zhǔn)層序組、準(zhǔn)層序序、層組）內(nèi)部的綜合特征（包括厚度、深度、頻譜、曲線形態(tài)等）來進(jìn)行對比；（交叉對比、動(dòng)態(tài)波形匹配、句法動(dòng)態(tài)規(guī)劃等），總結(jié)合適不同沉積環(huán)境的定量化對比方法。許多地質(zhì)學(xué)家提出了劃分沉積層序級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)與方案，主要有Vail等以海平面變化的相對頻率為基礎(chǔ)[49,50](強(qiáng)調(diào)時(shí)間區(qū)間)和Embry以基準(zhǔn)面變化的相對振幅為基礎(chǔ)[51]的兩種系統(tǒng)。（表2－1）。形成時(shí)間范圍幾百年至幾萬。準(zhǔn)層序邊界形成機(jī)理有：①泥巖的壓實(shí)作用，主要發(fā)育在各類沉積扇體的朵體內(nèi)，準(zhǔn)層序面積與朵體本身范圍相當(dāng)；②斷層活動(dòng)，主要發(fā)育在在各類濁積扇體當(dāng)中；③湖平面的升降，發(fā)育在湖相各種沉積環(huán)境中。表2－1 層序地層單元次級(jí)劃分表層序地層單元定義厚度范圍(m)橫向分布范圍(Km2)形成時(shí)間(a)界面特征識(shí)別手段層序一組有內(nèi)在聯(lián)系相對整合的地層，它以不整合或與之相關(guān)的整合為頂、底的界面幾十米至幾百米幾千平方公里至數(shù)萬平方公里幾十萬年到幾百萬年界面為不整合及其對應(yīng)的整合①各項(xiàng)測井參數(shù)的突變面②大型構(gòu)造削截面、沉積超覆面，角度不整合面地震勘探資料上識(shí)別，也可在測井、巖心和露頭上識(shí)別準(zhǔn)層序組一套組成有特色的疊加形式，一般以明顯的海（湖）泛面或與其相當(dāng)?shù)慕缑鏋榻绲谋舜擞谐梢蜿P(guān)系的準(zhǔn)層序序列。十幾米到幾百米幾十至幾千平方公里幾百年至幾萬年①侵蝕作用，主要存在于扇三角洲平原地區(qū)及各類水下河道當(dāng)中；②界面之上有上超；③界面上下層組的疊加形式有明顯變化。形成時(shí)間大約幾千年到幾十萬年之間。 序1)層序：為一套成因上相關(guān)的、相對整合的連續(xù)地層序列，其上下以不整合或與不整合相對應(yīng)的整合面為界。Ⅰ型層序由低水位體系域、海侵體系域和高水位體系域所組成，其下伏邊界為Ⅰ類不整合及其對應(yīng)的整合。、測井判識(shí)標(biāo)志研究層序地層學(xué)研究主要是利用巖芯、露頭、測井和高分辨率地震剖面資料識(shí)別準(zhǔn)層序級(jí)的層序地層單元。準(zhǔn)層序的基本特點(diǎn)是沉積環(huán)境的水深向上變淺，它是在兩次小的水泛之間的沉積。據(jù)準(zhǔn)層序的發(fā)育過程可知，準(zhǔn)層序的形成是一小的海（湖）泛旋回，這一小的海（湖）泛旋回實(shí)際是由3個(gè)小階段組成的。根據(jù)沉積速率與新增可容空間速率之比可將準(zhǔn)層序組疊加模式分為進(jìn)積式、退積式或加積式。在后期可容空間減小趨勢緩慢并略有開始增大之趨勢，低水位前積復(fù)合體便是此期的產(chǎn)物，侵蝕基準(zhǔn)面的向下調(diào)整逐漸停止，對早先沉積地層的切割也逐漸停止，沉積物的顆粒要比低水位沉積物（盆底扇、斜坡扇）細(xì)，上部楔狀體顆粒更細(xì)，準(zhǔn)層序呈前積型疊加。海侵體系域發(fā)育與可容空間的不斷增大至最大增長速率之間的時(shí)間段。海侵體系域的頂界是最大的海泛面。在地層傾角測井圖上，一般以綠—藍(lán)模式顯示，反映向上變粗的沉積環(huán)境。海侵體系域與高水位體系域之間的界面是最大海泛面，最顯著的標(biāo)志是存在密集段。（3） 密集段在巖性特征和體系域的組合關(guān)系在測井曲線和巖性剖面上，體系域的識(shí)別主要依據(jù)準(zhǔn)層序的疊置方式和砂、泥巖比率變化等。（1） 地震剖面上，層序界面不整合的地震反射特征有：削蝕、上超、頂超等；河流下切形成的下切溝谷特征。對于層序地層學(xué)定量的劃分方法的研究也就需要從地震、測井資料開始，我們主要將資料最豐富的測井資料作為研究對象，通過實(shí)際資料的分析建立了幾種不同的層序地層單元界面定量識(shí)別方法。 R/S分析法（極差/標(biāo)準(zhǔn)差）眾所周知，層序地層單元的形成主要受基準(zhǔn)面的旋回變化和沉積物的供給影響。下面我們呈述一種判斷層序地層單元序列是否為相互獨(dú)立隨機(jī)序列（相關(guān)性）的方法——尺度重整分析法（Rescaled Range Analysis）或簡稱R/S分析法。在層序地層單元內(nèi)部R/S曲線將顯示為一條直線，因此，在R/S曲線的拐點(diǎn)處即可識(shí)別層序地層單元的界面。圖3－1勝坨油田坨715井準(zhǔn)層序組單元R/S分析圖 這種方法的缺陷是對于不同級(jí)別的層序地層單元，劃分的效果相差很多。而在不同巖性的地層分界面，特別是在層序地層單元的分界面上，物理性質(zhì)的變化最明顯，測井曲線往往表現(xiàn)為突變。準(zhǔn)層序的界面往往是以不整合面、海泛面或是侵蝕面為主，表現(xiàn)為界面兩側(cè)巖性的突變。圖3－3 T715井GR曲線活度分析準(zhǔn)層序單元識(shí)別結(jié)果由于不同的測井曲線其反應(yīng)的物理性質(zhì)有所不同，如自然電位往往表現(xiàn)在巖層的巖性上，而聲波測井主要表現(xiàn)出巖石的孔隙度等等。圖3－4中就是利用了自然電位、自然伽馬、視電阻率三種測井曲線分別計(jì)算活度加權(quán)后的活度曲線。具體歸一化的方法是： （3－7）式中 ，為實(shí)際測井曲線的活度，、為本條測井曲線所有活度中的最大值和最小值 ，而則為歸一化后的測井曲線的活度值 (0≤≤100 )。小波分析作為數(shù)學(xué)的一個(gè)新分支日益受到重視和深入研究，近十幾年來在信號(hào)分析、圖像處理、量子力學(xué)、計(jì)算機(jī)識(shí)別、機(jī)械故障診斷等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。此時(shí)，上述積分只包含b的視窗[b，aT+b]內(nèi)部不等于0。這與人們觀察事物的規(guī)律剛好一致，站的越遠(yuǎn)視野越開闊，看的越模糊，反之看的較清晰。通過小波分析發(fā)現(xiàn)，某些測井曲線頻譜變化的旋回性可以反映層序地層單元變化的旋回性，我們利用對坨715井沙三中第Ⅱ－（SP）、自然伽馬（GR）、（RT）三種曲線進(jìn)行了小波變換進(jìn)行準(zhǔn)層序級(jí)別的識(shí)別，共識(shí)別出三個(gè)準(zhǔn)層序，下面是分析的結(jié)果。 圖3－5坨715井測井曲線Daubechies小波(db3)分解結(jié)果（5 level）2） Harr小波Harr小波相對于Db3分辨效果要差得多，SP曲線選擇第3尺度的高頻信號(hào)，GR，RT選擇了第2尺度的高頻信號(hào)，識(shí)別效果如圖3－6。GR曲線分辨的也不是很明顯，如圖3－7所示。圖3－8坨715井測井曲線Dmeyer小波分解結(jié)果（5 level）通過上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，4種小波中以Daubechies小波和與之相似的Symlet小波的識(shí)別效果最好。在層序地層學(xué)定量研究中主要利用半線性前饋式BP網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，它能夠很好地解決輸入與輸出間的關(guān)系和難以確切的數(shù)學(xué)形式表達(dá)的復(fù)雜的非線性模式識(shí)別問題。設(shè)前一輪廓點(diǎn)(數(shù)據(jù)點(diǎn))鏈碼方向值為a，當(dāng)前點(diǎn)鏈碼為方向值b，那么鏈碼a與b構(gòu)成的角度（方向）可有如下幾種：=a，則鏈碼方向kj1與kj之間構(gòu)成180176。2) mod 8，則鏈碼方向kj1與kj之間構(gòu)成內(nèi)角是90176。4) mod 8，則鏈碼方向kj1與kj之間構(gòu)成的內(nèi)角是0176。我們采用等間距采樣的橫行間隔差值來表示曲線的振幅。2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及算法圖3－11 測井曲線的編碼方式示意圖對于經(jīng)過鏈碼編碼后的測井?dāng)?shù)據(jù)，我們將采用BP網(wǎng)絡(luò)來對其進(jìn)行訓(xùn)練，建立相應(yīng)的識(shí)別權(quán)系數(shù)。圖3－12 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型它每層的權(quán)值都可以通過學(xué)習(xí)來調(diào)整，可以有二個(gè)或以上的中間層，當(dāng)給定一個(gè)輸入模式時(shí)，輸入信號(hào)由輸入層到輸出層的傳遞是一個(gè)前向傳播的過程，如果輸出信號(hào)與期望信號(hào)有差別，即存在誤差，那么就轉(zhuǎn)入誤差反向傳播的過程，并根據(jù)各層誤差的大小來調(diào)節(jié)各層的權(quán)值。我們選取了濟(jì)陽坳陷東營凹陷的勝坨油田的一個(gè)斷塊作為研究工區(qū)，該斷塊北側(cè)為一傾向向南的正斷層，南側(cè)為兩條小的向北傾斜的次級(jí)斷層。下部主要為深灰色、棕褐色泥巖、鈣質(zhì)泥巖和油頁巖，夾少量粉砂巖，產(chǎn)介形類。根據(jù)兩類準(zhǔn)層序模型，我們將模型的鏈碼＋振幅作為樣本的輸入，輸出樣本為對應(yīng)的兩類（如表3－2）。輸出層節(jié)點(diǎn)對隱層的響應(yīng)函數(shù)為線性傳遞函數(shù)，設(shè)網(wǎng)絡(luò)的輸出為，所要求的目標(biāo)輸出為，則誤差能量構(gòu)成了目標(biāo)函數(shù)。 由于采用梯度下降法訓(xùn)練時(shí)間長，而且容易陷入收斂于局部最小值。自適應(yīng)調(diào)整的改進(jìn)算法將其權(quán)重和閾值（b）更新公式為： （3－15）其中k為訓(xùn)練次數(shù)，是動(dòng)量因子，是學(xué)習(xí)速率，是k的變量，為誤差函數(shù)。訓(xùn)練好網(wǎng)絡(luò)之后，我們對坨76和坨715井的自然電位測井?dāng)?shù)據(jù)在通過鏈碼轉(zhuǎn)換之后進(jìn)行了識(shí)別分析，結(jié)果如表2－3。如在坨715井退積式準(zhǔn)層序組準(zhǔn)層序Ⅳ中測井曲線幅度變化都比較平穩(wěn)。根據(jù)地震道或一段剖面所得結(jié)果有助于三級(jí)層序界面的識(shí)別(圖3－13)；根據(jù)一條聲波測井曲線(多選自然伽馬曲線)所得結(jié)果有助于高頻層序地層單元的識(shí)別。董臣強(qiáng)[57]等利用時(shí)頻分析技術(shù)對三角洲砂體的沉積層序進(jìn)行了劃分，確定了三角洲發(fā)育的頂積層并確定了頂積層剝蝕線的位置。(3)如果疊置于長期基準(zhǔn)面旋回上的中期旋回（或疊置于中期基準(zhǔn)面旋回上的短期旋回）呈以進(jìn)積為主的退積進(jìn)積非對稱型，反映在該時(shí)期是以水退為主的一個(gè)過程，層序的上邊界很有可能就是該旋回的上邊界。Taizhong Duan[23](2001)在對英國金卡丁盆地早石炭組進(jìn)行層序地層研究的時(shí)候采用了這種方法來進(jìn)行層序地層單元的識(shí)別。除了巖性特征外，還可以加入其他的描述特征如厚度等。在建立了距離定義的基礎(chǔ)上就可以用距離聚類方法進(jìn)行層序地層單元的識(shí)別。特殊的情況下，個(gè)模式可以分為個(gè)群組，相當(dāng)于每個(gè)組只含有一種模式。但在實(shí)際的字符串距離定義中還有許多不確定的參數(shù)，如權(quán)系數(shù)等。當(dāng)A/S1時(shí)，地層發(fā)生退積；當(dāng)A/S=1時(shí)，地層發(fā)生加積；當(dāng)A/S1時(shí)，地層發(fā)生前積。由此，可以利用自然伽馬曲線求取泥砂比曲線，并根據(jù)曲線自動(dòng)識(shí)別基準(zhǔn)面旋回，從而識(shí)別對應(yīng)的層序地層單元（一般對應(yīng)于準(zhǔn)層序單元）。在實(shí)際的計(jì)算中，不同的沉積環(huán)境中純泥巖自然伽馬值和純砂巖自然伽馬值并非是一個(gè)常量，而是有一定的變化。利用這一方法設(shè)計(jì)了相關(guān)的識(shí)別算法（見附錄6），并對長堤樁206井的自然伽馬曲線進(jìn)行了準(zhǔn)層序的自動(dòng)劃分（圖3－15），通過自動(dòng)識(shí)別共將該段劃分出4個(gè)準(zhǔn)層序，進(jìn)一步可以繪制出可容空間的變化曲線，根據(jù)可容空間的變化可以判斷出所識(shí)別出的準(zhǔn)層序類型。由于沉積旋回所導(dǎo)致的層序地層單元界面比較模糊，或遭受侵蝕，在地震剖面上不整合特征不夠