测井地质解释的研究方法论

测井地质学的研究建立于地质学和岩石物理学理论基础之上，以地质信息和测井信息的提取为依据，通过地质信息和测井信息间的正演和反演过程，建立测井解释地质模型，以期解决地质问题。

（一）测井地质解释研究的逻辑步骤

1.钻井岩心和野外露头的观察

露头和岩心观察是地质学及测井地质学研究的基础，通过露头和岩心的观察可获取诸如地层、岩性、岩石物质成分、结构、构造、沉积组合、生、储、盖条件等大量的地质信息和第一性资料。以此为基础，可建立起地层层序、沉积相和生、储、盖组合等概念模型。

2.地质刻度测井

应用野外露头，钻井岩心和实验室分析化验获取的地质信息和参数，进行各种测井曲线的标定和刻度。通过建立正演和反演模型，建立正确可靠的岩电关系，为提高测井地质解释的精度奠定坚实的基础。

3.测井资料的处理

根据各种地质基础资料和测井系统，进行资料的可行性评价及数据处理；并对测井曲线校正和资料处理，是测井地质学研究的重要环节。

4.测井资料的地质解释

在岩石物理研究的基础上，以大量的地质资料所建立的地质模型和测井资料处理结果为依据，完成测井地质解释工作。

（二）测井地质解释的数据资料向地质信息的转换

地球物理测井资料实质上是井剖面岩层各种物理性质（如导电性、放射性、电化学特性等）的二维或三维分析，是一组数据。这些数据仅仅间接地反映了岩石地质特性（如，岩石的成分和结构），而岩石性质的描述信息大量的是不便于数量化的知识信息。

测井地质解释理论和技术的发展，其主要目的是指导测井问题得到正确分析解，解决井中物理场的计算和非均匀介质中测井仪器的测量值问题，即深刻完成由测井数据信息到地质信息知识信息的转换。原理如下：

1.测井数据特点

测井结果（Y）由地质剖面的影响因素参数（W）、井的影响和测量误差（V）所确定。其科学关系表示为

地球物理测井

式中：A为测量转换系数。上式仍可表示为

地球物理测井

式中：U=（W，V），为全影响因素集。这是一种初等函数关系，U为自变量，Y为因变量，Y是U的复合函数。

通过上述分析可以看出，不能直接对地质剖面（岩性与含油性等）进行观测。测井分析者只能用Y数值估计地质环境性质W。因此，测井分析者在解释过程中必须进行以下三种转换，才能得到最终地质成果。它们如下。

1）仪器转换和测量干扰：

地球物理测井

2）测井地球物理场转换为地质环境参数：

地球物理测井

3）根据岩性与物性关系进行地质环境参数转换：

地球物理测井

综合以上三种地质和测井数据的转换，其测量转换系数有如下形式：

地球物理测井

式中：A_pf为岩性转换系数；A_gf为物性转换系数；A_in为仪器响应转换系数。

地质环境性质是受许多地质和钻井条件影响所赋给的特性。其中包括：沉积相、成岩作用、后生变质作用和钻穿地层影响等因素。假设地质和钻井过程为A_G，则可写出：

地球物理测井

式中：ω（t）为环境的函数，与地质时代（t）有关。为定义上述参数而列入目的转换系数（C），按照下式定义特征（X）的真值：

地球物理测井

或按更为复杂的形式：

地球物理测井

测井解释和数字处理工作只能把测井资料转换为可定义地质特征的估计值：

地球物理测井

式中：表示为估计值以区别于地质特征真值；B为处理系数。系数A、B和C之间的关系可由下述表达式表示：

地球物理测井

或

地球物理测井

式中：P表示和X之间的差别，即平均解释或处理误差；P₀为地质状况Q_U与概率分布Φ（U）的平均误差；S（P）=minP₀（A，B，C）称为“最佳准则”。

通过以上对测井数据特点的分析，要达到高质量的定量解释或处理效果，应当合理选择测井解释模型，使A，B，C系数合理，误差P₀为最小。

2.解释方法（或数字处理方法）选择

定量解释方法，目前主要有三类。即体积模型方法、最优化模型方法和概率统计模型方法。最优化模型方法基础仍然没能脱离体积模型，故上述三种方法中的前两种可视为一类方法。

目前，已经提出和发展了概率统计模型测井解释理论。相应地形成了使成果误差达到最小的以下数字处理方法。

1）进行反褶积运算和方差分析，消除随机影响和最佳划分测井剖面。

2）进行相关和判别分析，实现分类的研究（划分油气水层、裂缝类型等）。

3）进行聚类分析，研究沉积相和环境。

4）人工神经网络算法，进行沉积微相的划分。

5）利用米兰柯维奇、小波分析等周期性模型，进行测井层序地层分析。

6）混沌及随机行走分析方法，进行非线性反演计算。