第二节-最优化测井解释方法课件.ppt

1、一、前言一、前言1. 1. 常规测井解释方法的不足：常规测井解释方法的不足：（1)POR1)POR、SARABANDSARABAND、CRACRA、CORIBANDCORIBAND等解释模等解释模型是固定不变的，不能灵活运用，它们最多只型是固定不变的，不能灵活运用，它们最多只能求解除泥质以外的双矿物地层，不能求解由能求解除泥质以外的双矿物地层，不能求解由三种矿物以上成分组成的多矿物地层；三种矿物以上成分组成的多矿物地层； （2)2)不能充分应用所有的测井资料不能充分应用所有的测井资料。常规方法。常规方法都是建立在以中子密度组合为主的交会技术都是建立在以中子密度组合为主的交会技术基础之上，计算过

2、程是仿效经典的基础之上，计算过程是仿效经典的“人工人工”解解释步骤进行的释步骤进行的, ,即先对中子密度测井值进行即先对中子密度测井值进行泥质校正，再进行油气校正，最后求解地层储泥质校正，再进行油气校正，最后求解地层储集参数（孔隙度、饱和度等），它们对新发展集参数（孔隙度、饱和度等），它们对新发展起来的一些探测仪器的测量信息，无法应用。起来的一些探测仪器的测量信息，无法应用。采集信息与实际应用不匹配采集信息与实际应用不匹配 一、前言一、前言 2.最优化数学方法用于测井处理最优化数学方法用于测井处理 最优化解释方法是一种多功能的测井资料解释方最优化解释方法是一种多功能的测井资料解释方法。它使用一

3、种与模型及测井组合无关的结构，法。它使用一种与模型及测井组合无关的结构，建立探测仪器测量值与地层物理参数之间的误差建立探测仪器测量值与地层物理参数之间的误差模型非相关函数，然后借助于最优化方法，模型非相关函数，然后借助于最优化方法，求出使非相关函数最小的解，该解被认为是最小求出使非相关函数最小的解，该解被认为是最小误差的解。误差的解。 80年代发展起来：年代发展起来： 斯仑贝谢斯仑贝谢GLOBAL 啊特拉斯啊特拉斯OPTIMA 哈里伯顿哈里伯顿ULTRA 3. 3. 最优化解释方法具有如下特点：最优化解释方法具有如下特点： 解释模型种类较多、适应性较强。解释模型种类较多、适应性较强。便于引用新

4、的探测仪器、新的测井信息便于引用新的探测仪器、新的测井信息和新的解释模型。和新的解释模型。摒弃了传统的解释方法，采用了最优化摒弃了传统的解释方法，采用了最优化解释技术。解释技术。提供了一种有效的检验解释结果可靠性提供了一种有效的检验解释结果可靠性的质量控制方法。的质量控制方法。一、前言一、前言最优化方法主要是研究在一定限制条件下，最优化方法主要是研究在一定限制条件下，选取某种方案，以达到最优目标的一门数学选取某种方案，以达到最优目标的一门数学方法。达到最优目标的方案，称为最优方案，方法。达到最优目标的方案，称为最优方案，搜索最优方案的方法，称为最优化方法。这搜索最优方案的方法，称为最优化方法。

5、这种方法的数学理论，就称为最优化理论。种方法的数学理论，就称为最优化理论。最优化方法和最优化理论是近二、三十年随最优化方法和最优化理论是近二、三十年随着电子计算机的发展和普及而发展起来的，着电子计算机的发展和普及而发展起来的，并有广泛的应用。并有广泛的应用。 二、什么是最优化二、什么是最优化例1： 边长为边长为a a的正方形铁的正方形铁板，四个角各剪去边板，四个角各剪去边长为长为x x的小正方形，的小正方形，问剪去的问剪去的x x为多大时，为多大时，作成的无盖容器容积作成的无盖容器容积最大。最大。 解：无盖容器的容积解：无盖容器的容积为：为：axxxaxf2)2()(例2： ( (运输问题运输

6、问题) )已知某省煤炭有已知某省煤炭有m m个产地个产地a1a1，a2.a2.，amam，其产量也分别记为，其产量也分别记为a1a1，a2,a2,am (,am (吨吨) )，有，有n n个销售地个销售地b1b1，b2.b2.，bnbn，每个销售地的需要量也，每个销售地的需要量也分别记为分别记为b1b1，b2b2，.bn(.bn(吨吨) )。假定产销是平衡的，。假定产销是平衡的，即即: : njjmiiba11由由aiai到到bjbj的运费单价分别已知为的运费单价分别已知为Cij(Cij(元元/ /吨吨)(i=1,2,3,)(i=1,2,3,m;j=1,2,3,m;j=1,2,3,n),n)。

7、问由每个产地。问由每个产地到每个销售地运输量各为多少时，既保证需要量，到每个销售地运输量各为多少时，既保证需要量，又使总运费最少？又使总运费最少？njmixnjbxmiaxtsxCijmijijnjiijminjijij,.,2 , 1;,.,2 , 10,.,2 , 1,.,2 , 1. .min1111三、 最优化解释模型 .地层体积物理模型地层体积物理模型(1-Sxo)(1-Sxo)( (Sxo-SwSxo-Sw) )SwSwVclVmai多矿物地层体积物理模型示意图多矿物地层体积物理模型示意图 . 响应方程响应方程 hmfmfmfmfmfnimaimaiclclormfbPKATRPT

8、PVVAS15. 1)15. 011. 1 (07. 1)8277. 6(004898. 05000807 . 01)(18. 11其中其中mf 和和P分别是泥浆滤液密度值和矿化度分别是泥浆滤液密度值和矿化度,h 是油气是油气密度值密度值,是经验系数是经验系数,通常取通常取1. 3.最优化解释的数学模型1) 1) 建立最优化测井解释的思路：建立最优化测井解释的思路： 设实际测井值设实际测井值a a（a1,a2,a3a1,a2,a3.am).am) 理论测井值理论测井值f1(x,z) f1(x,z) ， f2(x,z) f2(x,z)，。，。 fm(x,z) fm(x,z) x x为要求的参数，

9、为要求的参数，z z为参数为参数 m m个测井值，个测井值，n n个未知数，个未知数， M n M n M n 超定（没有真解，但可通过方法获得近似解）一般测井属于这种超定（没有真解，但可通过方法获得近似解）一般测井属于这种情况。情况。 残差平方最小化残差平方最小化 epsi epsi2 2（aiaififi）2 2 2) 2) 规格化处理规格化处理 实际测井值与用响应方程计算的理论测井值之实际测井值与用响应方程计算的理论测井值之间是有误差的间是有误差的, ,其误差来自两方面：其误差来自两方面：(1)(1)测井值测井值误差：误差：(2)(2)响应方程误差。响应方程误差。 测井值误差主要来源于测

10、井值误差主要来源于: :测井仪器线路的噪音引起的误差；测井仪器线路的噪音引起的误差；原始数据采集过程不真实出现的误差；原始数据采集过程不真实出现的误差；环境影响校正不精确出现的误差环境影响校正不精确出现的误差; ;曲线之间的深度不相匹配出现的误差。曲线之间的深度不相匹配出现的误差。地层放射性衰变等过程的涨落现象产生的误差。地层放射性衰变等过程的涨落现象产生的误差。 响应方程误差主要来源于响应方程误差主要来源于: :对地层简化处理带来的误差；对地层简化处理带来的误差；公式中对每个区域参数取不准引起的误公式中对每个区域参数取不准引起的误差；差；地层中某些隐参量在模型中未曾考虑进地层中某些隐参量在模

11、型中未曾考虑进去而出现的误差。去而出现的误差。 3) 3) 约束处理约束处理在寻优过程中，某些参数不能超出一定范在寻优过程中，某些参数不能超出一定范围或必须满足一定条件，如围或必须满足一定条件，如Sw0Sw0，Sxo Sxo SwSw，+Vcl+Vcl+Vmai=1Vmai=1， 0 0 maxmax等。等。通过在非相关函数中加入惩罚项来实现。通过在非相关函数中加入惩罚项来实现。 3.最优化解释的数学模型测量误差与响应误差：测量误差与响应误差： aiai的的k k个影响因素造成的误差为：个影响因素造成的误差为： 3.最优化解释的数学模型测量误差与响应误差：测量误差与响应误差： 3.最优化解释的

12、数学模型约束条件：约束条件： 3.最优化解释的数学模型最优化测井解释的目标函数：最优化测井解释的目标函数：采用罚函数处理约束条件：采用罚函数处理约束条件：N N响应方程个数响应方程个数n n约束条件个数约束条件个数aiai第第i i个实际测井值个实际测井值(SP,GR,t,b,(SP,GR,t,b,N N,Rt,.),Rt,.)njjjNiiiiiTxGxfaxF1221222)()()(四、 最优化解释的基本原理 最优化解释的原理框图储层参数储层参数初始值初始值X0响应方程响应方程理论测井值理论测井值实际测井值实际测井值比比较较充分逼充分逼近否？近否？输出最优化输出最优化解释结果解释结果X用最优化方法调整未知量用最优化方法调整未知量X，X0XYN五、 最优化程序的质量控制方法置信度曲线置信度曲线iiaiia)(*xfiia精品课件精品课件！精品课件精品课件！减小非相关函数减小非相关函数 当大部分当大部分Rinc1Rinc1Rinc1时，解释结果不可信时，解释结果不可信 RincRinc越小越好。越小越好。mnNmnNxFRinc)()(