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沉积相综合分析方法研究及软件研制

作　者: 孟庆武
导　师: 程虎
学　校: 中国科学院软件研究所
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 分维微分模糊判别推理框架属性聚类 VC理论 SVM学习神经网络三层ANN容量二次型映射。
分类号: TP391.9
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

对地下的研究难于对天体的研究，石油行业对高技术的依赖远超过其它一些行业。在石油勘探研究中沉积相的预测占重要地位，尤其是沉积微相预测，对于恢复古地理，确定沉积环境，研究地层的空间变化，分析油气的生、储、运、聚都具有重要意义。限于目前的测量手段和技术水平，要做好地下地层沉积相的预测是很难的。石油勘探具有多学科的性质，沉积相的分析要求综合利用地震、地质及测井数据，进行各种分析和处理，对地下地层沉积相的空间展布做出预测。目前在国内外都还没有系统的沉积相综合分析软件。在部分国外软件中嵌有一些沉积相分析的内容，但无论从功能上，还是方法上都离实际应用上的要求差的较远。实际勘探中的沉积相划分以人工分析为主，一般依靠经验，判别标准也各不相同，相的划分因人而异，差别较大。本论文的研究工作按照中科院软件所与大庆油田公司联合培养计划要求，结合石油勘探中存在的实际难点、重点问题，进行深入的理论和算法研究，同时研制开发较为实用的沉积相综合分析软件系统。充分利用和融合地震、地质、测井等所有来源的各种信息，进行全方位的、多方面的特征分析，减少人为因素影响，初步实现计算机自动划相，为油气藏评价、储量预测、井位部署提供依据。完成的工作主要有以下四个方面： 1．地震资料的高分辨率处理技术石油勘探中，由于成本极高，所钻的探井通常只有稀疏的几口，所以可用的岩心和测井等直接资料通常很少。地震资料是在地表测量的间接资料，得到的是反映地下信息和地层结构的三维数据体，提高其精度是整个石油勘探的基础。且中国科学院博士学位论文我们根据地震波传播机理，利用分形分维理论将地震与声波测井资料紧密结合起来，研制开发了一种地震资料的高分辨率处理技术，恢复由于地层吸收等作用而衰减的高频成分，反映地下真实结构，提高了地层分辨能力。 2．地质模糊推理技术沉积相的分析和判定需要丰富的专业化知识，还要在多种知识之间作出选择。很多预测是不完全和不确定的。不同来源、不同学科的数据和知识对同一地层得出的结论可能相互佐证也可能截然不同。实际勘探中的人工划相依靠经验，判别标准也各不相同，相的划分因人而异。我们利用模糊技术实现综合地质推理。构造沉积相数据结构及知识库。建立不同沉积类型的地质、测井及地震相模式，统一判别标准。用属性框架表示沉积相态模式空间，建立模糊推理机制，对有限输入的地质、测井及地震属性特征，通过地质属性框架的模糊匹配进行综合推理分析，确定相态类型。 3．地震属性聚类技术三维数据体地震资料包含了关于地下地层的大量有用信息，充分利用它们可以进行石油勘探的各种分析和预测。从地震资料中提取的各种属性参数多达三十多种。并不是所有属性参数都要用到，也并不是属性参数可以直接用来做各种预测。我们利用 90年代后期提出并得到迅速发展应用的 VC理论和 SVM算法进行各种地震属性参数分析。开发地震属性聚类技术，将属性参数向高维空间投影分离，并进行模式聚类，降低其VC维，解决沉积相预测的可解性问题，并借助地质理论一沃尔相率解决训练数据的有效性问题，满足大样本要求。 4．空间外推预测沉积相空间展布预测要在井约束下由多种地震属性参数外推得到。我们从 2 I — — 理论上研究神经网络算法用于相态空间分布预测的可行性，数学上证明了三层神经网络隐层节点数与VC维的关系，为实际应用中隐层节点的选择提供了标准和理论依据。提出可变结构的改进神经网络算法，并用于沉积相分布的综合预测。在传统的BP网络算法中引入搜索技术，在数据学习的过程中不断指导搜索方向，使单向传播的网络运行模型具有了一定的反馈功能，根据误差增大及减小趋势控制网络拓扑结构的复杂程度变化。使网络结构随所模拟模式不同而实时变化。

全文目录

  7-9
  9-10
  10-13
  13-14
第一章绪论  14-18
  l.1 课题的目的和意义  14-15
  1.2 沉积相分析的现状  15-16
  1．3 沉积相分析的发展趋势  16
  l．4 我们做的工作  16-18
第二章高分辨率处理  18-31
  2．1 影响地震记录质量的主要因素──地震波的衰减  18-19
  2．2 目前地震资料处理存在的问题  19-21
  2．3 解决地震波衰减问题的途径  21-23
  2．4 高分辨处理基本原理  23-24
  2．5 地层维数的求取  24
  2．6 分数维微分  24-25
  2．7 ies系统下方法实现  25-26
  2．8 理论模型实验  26-27
  2．9 实际资料处理及应用  27-29
  2．10 误差计算  29-30
  2．11 小结  30-31
第三章地质模糊推理  31-73
  3．1 地质属性与沉积框架  31-40
  3．2 沉积相态模式  40-66
  3．3 模糊推理机制  66-71
  3．4 实际预测  71
  3．5 小结  71-73
第四章地震属性聚类  73-89
  4．1 地震属性提取  73-74
  4．2 地层属性选择  74-75
  4．3 地震属性聚类  75-84
  4．4 实际聚类结果  84-87
  4．5 小结  87-89
第五章空间外推预测  89-112
  5．1 ANN容量分析及隐层节点确定  89-96
  5．2 ANN用于沉积相预测的可行性  96-100
  5．3 用于沉积相综合分析的改进BP算法  100-110
  5．4 小结  110-112
第六章结束语  112-115
  6．1 全文总结  112-113
  6．2 工作展望  113-115
致谢  115-116
  116-127
附录A:作者在攻读博士学位期间发表的论文  127-129
附录B:作者在攻读博士学位期间负责或参加的科研项目  129-130
附录C:作者简介  130-131

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