【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旋回五種準層序類型。然而進行層序地層單元定量識別和對比是開發(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，層序地層學的定量研究主要是在計算機的層序模擬方面，而對于層序地層單元的識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)、地球化學標志，古生物特征等方法進行了描述，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)，模式識別，頻譜分析等方法來對層序地層單元的劃分進行研究。（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)都進行了層序地層學的研究，并產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益。在這方面已有不少學者進行了相關(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糾正過去存在的錯誤是不現(xiàn)實的。論文擬通過一些數(shù)學處理方法來進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記（綜述）》中對層序地層學的最新發(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，也做了較多的補充。并以西部加拿大盆地的早白堊紀地層剖面為研究實例，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，認為這些特征可以作為層序地層單元的識別標志。它是通過建立目標函數(shù)，使兩口井的測井信號匹配，實現(xiàn)最大目標尋優(yōu)。實際上是利用了具有啟發(fā)性的產(chǎn)生式系統(tǒng)來模仿手動對比，產(chǎn)生式系統(tǒng)是采用“ifthen”形式的推理機結(jié)構(gòu)，這種方法解決了利用統(tǒng)計學方法進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)利用了一種動態(tài)波形匹配（DWM）方法進行了地層對比。 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)上改進而成的。耿耀輝（1995）[39]等采用了模式識別與動態(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)測井曲線進行地層對比。保證處理結(jié)果的準確性。陳錫民（1998）[43]等根據(jù)專家經(jīng)驗，利用地層一致性概念對測井信號進行綜合分析，研制了一個較實用的測井信號地層自動對比系統(tǒng)，在測井信號對比過程中將局部的相似性和綜合的匹配對比有機地結(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行地層的模式識別對比。潘保芝（2001）[46]提出了融合聚類分析和動態(tài)波形匹配技術(shù)進行地層自動分級對比，解決了用測井數(shù)據(jù)進行井間地層自動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、準層序組、準層序序、層組）內(nèi)部的綜合特征（包括厚度、深度、頻譜、曲線形態(tài)等）來進行對比；（交叉對比、動態(tài)波形匹配、句法動態(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)學家提出了劃分沉積層序級別的標準與方案，主要有Vail等以海平面變化的相對頻率為基礎(chǔ)[49,50](強調(diào)時間區(qū)間)和Embry以基準面變化的相對振幅為基礎(chǔ)[51]的兩種系統(tǒng)。（表2－1）。形成時間范圍幾百年至幾萬。準層序邊界形成機理有：①泥巖的壓實作用，主要發(fā)育在各類沉積扇體的朵體內(nèi)，準層序面積與朵體本身范圍相當；②斷層活動，主要發(fā)育在在各類濁積扇體當中；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)形成時間(a)界面特征識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別，也可在測井、巖心和露頭上識別準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?shù)慕缑鏋榻绲谋舜擞谐梢蜿P(guān)系的準層序序列。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。、測井判識標志研究層序地層學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別準層序級的層序地層單元。準層序的基本特點是沉積環(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)準層序的發(fā)育過程可知，準層序的形成是一小的海（湖）泛旋回，這一小的海（湖）泛旋回實際是由3個小階段組成的。根據(jù)沉積速率與新增可容空間速率之比可將準層序組疊加模式分為進積式、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，低水位前積復合體便是此期的產(chǎn)物，侵蝕基準面的向下調(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，上部楔狀體顆粒更細，準層序呈前積型疊加。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，體系域的識別主要依據(jù)準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別方法。 R/S分析法（極差/標準差）眾所周知，層序地層單元的形成主要受基準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立隨機序列（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曲線的拐點處即可識別層序地層單元的界面。圖3－1勝坨油田坨715井準層序組單元R/S分析圖 這種方法的缺陷是對于不同級別的層序地層單元，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曲線活度分析準層序單元識別結(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)學的一個新分支日益受到重視和深入研究，近十幾年來在信號分析、圖像處理、量子力學、計算機識別、機械故障診斷等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。此時，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）三種曲線進行了小波變換進行準層序級別的識別，共識別出三個準層序，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，GR，RT選擇了第2尺度的高頻信號，識別效果如圖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小波的識別效果最好。在層序地層學定量研究中主要利用半線性前饋式BP網(wǎng)絡(luò)來實現(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)學形式表達的復雜的非線性模式識別問題。設(shè)前一輪廓點(數(shù)據(jù)點)鏈碼方向值為a，當前點鏈碼為方向值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數(shù)據(jù)，我們將采用BP網(wǎng)絡(luò)來對其進行訓練，建立相應(yīng)的識別權(quán)系數(shù)。圖3－12 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型它每層的權(quán)值都可以通過學習來調(diào)整，可以有二個或以上的中間層，當給定一個輸入模式時，輸入信號由輸入層到輸出層的傳遞是一個前向傳播的過程，如果輸出信號與期望信號有差別，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。我們選取了濟陽坳陷東營凹陷的勝坨油田的一個斷塊作為研究工區(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，所要求的目標輸出為，則誤差能量構(gòu)成了目標函數(shù)。 由于采用梯度下降法訓練時間長，而且容易陷入收斂于局部最小值。自適應(yīng)調(diào)整的改進算法將其權(quán)重和閾值（b）更新公式為： （3－15）其中k為訓練次數(shù)，是動量因子，是學習速率，是k的變量，為誤差函數(shù)。訓練好網(wǎng)絡(luò)之后，我們對坨76和坨715井的自然電位測井數(shù)據(jù)在通過鏈碼轉(zhuǎn)換之后進行了識別分析，結(jié)果如表2－3。如在坨715井退積式準層序組準層序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)果有助于三級層序界面的識別(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別。董臣強[57]等利用時頻分析技術(shù)對三角洲砂體的沉積層序進行了劃分，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面旋回上的中期旋回（或疊置于中期基準面旋回上的短期旋回）呈以進積為主的退積進積非對稱型，反映在該時期是以水退為主的一個過程，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行層序地層研究的時候采用了這種方法來進行層序地層單元的識別。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行層序地層單元的識別。特殊的情況下，個模式可以分為個群組，相當于每個組只含有一種模式。但在實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A/S1時，地層發(fā)生退積；當A/S=1時，地層發(fā)生加積；當A/S1時，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)曲線自動識別基準面旋回，從而識別對應(yīng)的層序地層單元（一般對應(yīng)于準層序單元）。在實際的計算中，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常量，而是有一定的變化。利用這一方法設(shè)計了相關(guān)的識別算法（見附錄6），并對長堤樁206井的自然伽馬曲線進行了準層序的自動劃分（圖3－15），通過自動識別共將該段劃分出4個準層序，進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別出的準層序類型。由于沉積旋回所導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