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1、第二节最优化测井解释方法第1页，共26页，编辑于2022年，星期二一、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
2、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泥即先对中子密度测井值进行泥质校正，再进行油气校正，最后求解地层储集质校正，再进行油气校正，最后求解地层储集参数（孔隙度、饱和度等），它们对新发展起参数（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。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 第2页，共26页，编辑于2022年，星期二一、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
3、优化解释方法是一种多功能的测井资料解释方法。最优化解释方法是一种多功能的测井资料解释方法。它使用一种与模型及测井组合无关的结构，建立探测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模型非相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，求出使非相关函数关函数，然后借助于最优化方法，求出使非相关函数最小的解，该解被认为是最小误差的解。最小的解，该解被认为是最小误差的解。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第3页，共26页，编辑于2022年，星期二3.3.最优化
4、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。便于引用新的探测仪器、新的测井信息和便于引用新的探测仪器、新的测井信息和新的解释模型。新的解释模型。摒弃了传统的解释方法，采用了最优化解摒弃了传统的解释方法，采用了最优化解释技术。释技术。提供了一种有效的检验解释结果可靠性的提供了一种有效的检验解释结果可靠性的质量控制方法。质量控制方法。一、前言一、前言第4页，共26页，编辑于2022年，星期二最优化方法主要是研究在一定限制条件下，选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方取某种方案，以达到最优目标
5、的一门数学方法。达到最优目标的方案，称为最优方案，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。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、三十年随着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，并电子计算机的发展和普及而发展起来的，并有广泛的应用。有广泛的应用。二、什么是最优化二、什么是最优化第5页，共26页，编辑于2022年，星期二例1：边长为边长为a a的正方形铁板，的正方形铁板，四个角各剪去边长为四个角各剪去边长为x x的小正方形，
6、问剪去的小正方形，问剪去的的x x为多大时，作成的为多大时，作成的无盖容器容积最大。无盖容器容积最大。解：无盖容器的容积解：无盖容器的容积为：为：ax第6页，共26页，编辑于2022年，星期二第7页，共26页，编辑于2022年，星期二例2：(运输问题运输问题)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,am(a2,am(吨吨)，有，有n n个销个销售地售地b1b1，b2.b2.，bnbn，每个销售地的需要量也分别记，每个销售地的需要量也分别记为为b1b1，b2b2，.bn(.bn(吨吨)。假定产销是平衡的，即
7、。假定产销是平衡的，即: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,m;j=1,2,3,n)(i=1,2,3,m;j=1,2,3,n)。问由每个产地到每个销。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，又使总运费最少售地运输量各为多少时，既保证需要量，又使总运费最少？第8页，共26页，编辑于2022年，星期二第9页，共26页，编辑于2022年，星期二第10页，共26页，编辑于2022年，星期二三、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-Sw)(Sxo-Sw)SwSwVcl
8、Vmai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第11页，共26页，编辑于2022年，星期二.响应方程响应方程 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.第12页，共26页，编辑于2022年，星期二3.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,a3.am)a1,a2,a3.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
9、x为要求的参数，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）一般测井属于这种情况。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。残差平方最小化残差平方最小化 epsi epsi2 2（aiaififi）2 2 第13页，共26页，编辑于2022年，星期二2)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间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)测井值误差：测井值误差：(2)(2)响应方程
10、误差。响应方程误差。测井值误差主要来源于测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。第14页，共26页，编辑于2022年，星期二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差；公式中对每个区域参数
11、取不准引起的误差；地层中某些隐参量在模型中未曾考虑进去地层中某些隐参量在模型中未曾考虑进去而出现的误差。而出现的误差。第15页，共26页，编辑于2022年，星期二3)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围在寻优过程中，某些参数不能超出一定范围或必须满足一定条件，如或必须满足一定条件，如Sw0Sw0，Sxo SwSxo Sw，+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。第16页，共26页，编辑于2022年，星期二3.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：a
12、i ai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：第17页，共26页，编辑于2022年，星期二3.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：第18页，共26页，编辑于2022年，星期二3.最优化解释的数学模型约束条件：约束条件：第19页，共26页，编辑于2022年，星期二3.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：NN响应方程个数响应方程个数nn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,.
13、)第20页，共26页，编辑于2022年，星期二第21页，共26页，编辑于2022年，星期二四、最优化解释的基本原理 第22页，共26页，编辑于2022年，星期二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第23页，共26页，编辑于2022年，星期二五、最优化程序的质量控制方法置信度曲线置信度曲线第24页，共26页，编辑于2022年，星期二第25页，共26页，编辑于2022年，星期二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。第26页，共26页，编辑于2022年，星期二