【正文】 隱層各節(jié)點對輸入的響應(yīng)函數(shù)為 S 形函數(shù)，即
。 表 3－ 2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別模式的訓(xùn)練模型 模型 樣本輸入 樣本輸出 鏈碼 振幅 模型一 1322342232 6544432221 1000000000 模型二 2221002244 1112234432 0000000001 采用的 BP 網(wǎng)絡(luò)為 3 層結(jié)構(gòu)，輸入節(jié)點為 1，隱層節(jié)點為 5，輸出節(jié)點為 1。 通過人工劃分之后，我們考慮建立該區(qū)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別的訓(xùn)練模型。沙四段有的區(qū)域為白云巖，灰?guī)r，或者油頁巖，有的區(qū)域有大量的砂礫巖，礫巖。中部主要為深灰色泥巖夾泥灰?guī)r和淺灰色不等粒含礫砂巖，含介形類。主要的研究層系是新生界下第三系砂河街組中的沙三段和沙四段。我們借助 MATLAB 功能強大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱和其便捷的矩陣運算能力可以方便的實現(xiàn)上述功能。盡管從學(xué)習(xí)的角度看，信息的傳播是雙向的，但 BP 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)仍是單向的，不存在信息的反饋．所以它仍然是一種前向型網(wǎng)絡(luò)。具有輸入層、中間層（隱藏層）和輸出層的三層結(jié)構(gòu)（如圖 2－ 12）。 BP 網(wǎng)絡(luò)是一種誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是在模式分類中用得最多的一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過鏈碼編碼后的測井曲線序列可以作為我們進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的輸入。假定采樣間隔為一個單元，兩相鄰點間的橫向距離即為振幅。由于鏈碼只能表示出曲線的基本形態(tài)，不能反映出曲線圖 3－ 10 八鄰域鏈碼方向示意 圖 第 3 章 層序地層單元界面定量劃分方法 23 的振幅特征，在實際的特征提取中還需要加入形態(tài)的振幅特征。 我們在分析曲線時往往是自上而下的進行的，因此只需 01234 五個方向就可以表示曲線的輪廓了。； b=(a177。； b=(a177。； b=(a177。內(nèi)角，成一直線線段； b=(a177。 圖 3－ 9向 上變細(xì)和向上變粗的準(zhǔn)層序測井曲線模式 對于這兩種準(zhǔn)層序模式，我們通過鏈碼的方式將這兩種模式數(shù)字化，鏈碼的表示方法是用 0…7 這八個數(shù)值來表示 8 個不同的角度（方向）（如圖 3－ 10），用曲線的分段角度變化值來描述曲線輪廓。 1）準(zhǔn)層序單元特征選取 第 3 章 層序地層單元界面定量劃分方法 22 準(zhǔn)層序是層序地層的基本單元，是以海（湖）泛面或其相應(yīng)的界面為邊界的一組有內(nèi)在聯(lián)系的相對整合的巖層或巖層組序列。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近些年來廣泛的應(yīng)用于模式識別、圖像處理、控制、預(yù)測等問題，在地質(zhì)領(lǐng)域運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對沉積相、地震相的識別方面也取得了可喜的效果。而測井曲線以視電阻率曲線最好，自然伽馬次之，自然電位最差。只有 RT曲線能較好的識別出 2 個界線， SP， GR 曲線幾乎不能分辨，如圖 3－ 8 所示。 圖 3－ 7坨 715 井測井曲線 Symlet 小波 (Sym3)分解結(jié)果（ 5 level） 4） Dmeyer 小波 第 3 章 層序地層單元界面定量劃分方法 21 Dmeyer 小波的分辨效果都不如前面 3 種小波。其分辨效果與 Daubechies 小波差不多， RT 曲線的分辨程度最好， 2 個分界線都很明顯，而 SP 曲線最差，幾乎不能分辨出界限。 對于 GR 曲線和 RT 曲線可以識別出第 2 準(zhǔn)層序與第 3準(zhǔn)層序之間的界面，而 SP 曲線區(qū)分度不大。 SP 曲線的識別效果要差一些，第 2 準(zhǔn)層序與第 3 準(zhǔn)層序之間具有較明顯的分界面， GR 曲線的識別效果最好，可以分出 3 個準(zhǔn)層序。 四種小波均采用了五級分解（縱坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)的點數(shù)，橫坐標(biāo)大小只具有相對的意義），并選擇某一個分辨效果最好尺度的高頻信號來識別。 有關(guān)小波變換及其基函數(shù)的詳細(xì)介紹，請參閱有關(guān)文獻 [55][56]。 小波基函數(shù)的選擇對小波 變換的結(jié)果也有顯著的影響，因此有必要對常用的小波基函數(shù)進行簡單的介紹： a. Harr 小波 ????? ??? ????其它,0,1,1)( tttH （ 3－ 10） 對平移具有正交性： ????? ???? 0)()( dtntt HH， n=0， ????? ,2,1 b. Daubechies 小波（ dbN） Daubechies 小波是具有緊支集的標(biāo)準(zhǔn)正交基，沒有固定的解析表達(dá)式，并且大部分不具對稱性；縮寫 dbN 代表一類 Daubechies 小波基， N 為序號，當(dāng) N=1 時， db1就是 Harr 小波 其離散小波變換的模平方具有固定的表達(dá)式： 當(dāng) ? ?? ?? 12 00 21)( Nk ikwk ehm ? （ 3－ 11） ))2(( s in))2(( c os)( 2220 ??? Pm N? ，其中 ? ?? ??? 10 1)( Nk kkNk yCyP c. Symlet 小波（ symN） Symlet 小波是在 Daubechies 小波的基礎(chǔ)上，增加了對稱性，大部分性質(zhì)與Daubechies 小波相 同，這里的 N也是序號。 a 越大頻帶越窄，視窗越大越模糊；反之， a 越小頻帶越寬，視窗越小，分辨率越高。而視窗的位置隨 b 移動，其大小隨 a 伸縮。 小波變換就是把某一稱為小波函數(shù) )(t? 的自變量 t 進行位移 （ b） 和伸縮（ a）處理后與待變換的函數(shù) )(tf 作內(nèi)積而得到具有雙參數(shù) a 和 b 的函數(shù) ),( baWf ： dtabttfabaW f ? ???? ??? )/)(()(1),( ， a0 （ 3－ 9） 通常 )(t? 具有有限的支撐集，即 )(t? 在 t 的一個有限集合，例如在 [0， T]之外全部等于 0，記為 TtSupp ?? )( 。小波分析的特點是具有多分辨率，克服了 Fourier 分析的單一分辨率及不能反映時域頻域第 3 章 層序地層單元界面定量劃分方法 18 的局部性特征的缺點，因此更能反映由粗到細(xì)的人工層序單元劃分方法。 圖 3－ 4 T715 井測井曲線活度加權(quán)法分析準(zhǔn)層序單元識別結(jié)果 從圖 3－ 4 中可以看出，綜合活度曲線具有各種曲線的分層特點，使得劃分的準(zhǔn)層序更具有參考性。 最后對歸一化后的測井曲線活度進行加權(quán)后就可以得到最后的綜合活度曲 線。因此，在計算綜合活度曲線的時侯，要對各個測井曲線的活度進行歸一化。綜合活度曲線的優(yōu)點是根據(jù)活度曲線的不同分辨率要求，可以人為的控制權(quán)系數(shù)的大小。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。在選定了參與準(zhǔn)層序劃分的測井曲線后，分別計算各自的活度并按權(quán)系數(shù)相加，求出綜合活度曲線。 圖 3－ 3 T715 井 GR 曲線活度分析準(zhǔn)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。因此，通過計算測井曲線的活度可以提高測井曲線識別準(zhǔn)層序界面的分辨率。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。 活度函數(shù)的定義為 dHHXHXH LH LH? ?? ?? )2/( )2/( 20 00 )]()([)(E （ 3－ 3） 式中， )( 0HE 表示深度為 0H 處的測井曲線活度； L 表示計算活度時所取測井曲線的長度，也稱為窗長； X(H) 表示測井曲線； (H)X 表示測井曲線在 0H 上、下各 L/2范圍內(nèi)的平均值，即： 第 3 章 層序地層單元界面定量劃分方法 16 ? ?? ( L / 2 )H ( L / 2 )H 00 X ( H ) dHL1X ( H ) （ 3－ 4） 離散化的形式可以將（ 3－ 3）、（ 3－ 4）式改寫成 ???? ( L / 2 )H ( L / 2 )H 20 00( H ) ]X( H )[X)E ( H i i （ 3－ 5） ???? ( N / 2 )H ( N / 2 )H00( H )X N1( H )X i i （ 3－ 6） 式中， N 表示窗長 L 內(nèi)離散測井曲線的取樣點數(shù)； (H)Xi 表示測井曲線上第 i 點的取樣值。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。當(dāng)?shù)貙拥奈锢硇再|(zhì)變化劇烈時，測井曲線急劇地向左、向右移動（測井值增大或減少）；當(dāng)?shù)貙拥奈锢硇再|(zhì)變化緩慢時。 圖 3－ 1 勝坨油田坨 715 井準(zhǔn)層序組單元 R/S 分析圖 第 3 章 層序地層單元界面定量劃分方法 15 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。如在坨 715井的沙三中第Ⅰ層序 3000－ 3250 米井段劃分的 3個準(zhǔn)層序組內(nèi)部 R/S曲線有較好的線性關(guān)系（圖 3－ 1）。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。 對于一個一維的隨機序列 )(tZ ，則 R/S 分析過程如下： 第 3 章 層序地層單元界面定量劃分方法 14 })()({m in})()({m a x)( 1 10110 ? ??? ? ??????? ???? ui njnunjuinu jZnuiZjZnuiZnR （ 3－ 1） 211212 }])(1[)(1{)( ? ?? ???ninj jZniZnnS （ 3－ 2） 式中： n 為逐點分析層 段測井采樣點數(shù)； )(tZ 為隨采樣時間變量變化的因變參數(shù)； u 為由端點開始在 0～ n 之間依次增加的樣點數(shù)； t 為采樣時間自變量； i 、 j 為表示樣點個數(shù)的變量； )(nR 為過程序列全層段極差； )(nS 為過程序列全層段標(biāo)準(zhǔn)差。 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。因此，層序地層單元也是一個具有時間特征的單元體，我們不妨設(shè)層序地層單元 序列為一個有序的時間序列 Nii tZ 1)}({ ? ，層序地層單元的劃分即是對層序地層單元內(nèi)部的單元體 )(tZi 進行劃分。 層序地層單元定量劃分方法 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。準(zhǔn)層序界面是海（湖）泛面或與之相對的界面，不整合界面和海（湖）泛面在地震和測井中都有特殊的響應(yīng)特征，如 在地震剖面上可以通過削蝕、上超及頂超的同相軸的反射終止方式來識別這些特殊的界面，在測井曲線上這些界面往往表現(xiàn)為曲線的突變，在最大海（湖）泛面之上為低電阻，高伽馬響應(yīng)。 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。在含油氣盆地中，地震和測井方法應(yīng)用最為廣泛，也最為有效。 （ 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；第 2 章 層序地層單元界面定量劃分方法 12 河流下切形成的下切溝谷特征。密集段是海侵體系域晚期到高水位體系域早期沉積的地層，泥巖含量高，自生礦物以及某些微量元素密集。 （ 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(zhǔn)層序的疊置方式和砂、泥巖比率變化等。用測井資料識別密集段的主要判別準(zhǔn)則是： （ 1） 密集段在常規(guī)測井曲線上的特征 主要表現(xiàn)為： a. 高自然伽馬； b. 低自然電位、尖峰狀高阻、高密度、高聲波（為薄層鈣質(zhì)泥頁巖或灰?guī)r反映）； c. 低自然電位、低電阻標(biāo)志層（反映比較純的?；蚝嗄鄮r的存在）； d. 位于向上變細(xì)的測井響應(yīng)到向上變粗的測井響應(yīng)的拐點處（反映相對水平面上升至最大后轉(zhuǎn)為下降的趨勢）。 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。 低水位體系域與海侵體系域之間的界面是初次海泛面。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。隨著可容空間增長速率的減小，準(zhǔn)層序組將有退積型式轉(zhuǎn)變?yōu)榍胺e型式，沉積物不斷的向盆地前積。海侵體系域的頂界是最大的海泛面。在自然伽馬和自然電位測井曲線上，海侵體系域呈齒狀鐘形顯示。 第 2 章 層序地層單元界面定量劃分方法 11 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。在地層傾角測井矢量圖上，低水位體系域一般以亂模式為特征，晚期可能出現(xiàn)綠模式或紅模式，反映出快速堆積的沉積環(huán)境。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