小波变换在饶阳凹陷层序地层格架建立中的应用

小波变换提供了一种研究层序地层格架的新方法,它将测井信号从一维深度域转换到二维深度—尺度域,从多尺度识别不同级次的地层旋回界面。根据小波变换的原理,确定了测井数据小波变换在层序地层划分中的地质意义,建立了四种小波变换中的地层旋回模型。在饶阳凹陷的实际应用中,选取自然伽马曲线进行小波变换,应用时频色谱图分析和快速傅里叶变换多种方法选取尺度因子。通过对时频色谱图和不同尺度下小波系数曲线的综合分析,对饶阳凹陷古近系G104井层序地层进行了划分,并以2 198.625m位置为突变界面,划分出两个较大尺度旋回,以2142.375m、2 163.875m、2 198.625m、2 238.625m位置为界面,划分出5个较小尺度旋回。实际结果应用表明,小波多尺度变换划分层序地层的结果和传统方法划分基本一致。     

小波分析在松辽盆地北部高分辨率层序地层学中的应用

以松辽盆地北部英台—大安地区英37井姚家组二三段地层划分为例,分析一维连续小波变换在高分辨率层序划分中的适用性.通过对GR测井曲线进行Morlet小波变换,将测井曲线信号与深度的关系转换为深度与尺度域的变化关系,得到不同尺度上的小波系数曲线,然后建立最佳尺度因子下的小波系数曲线的周期性振荡特征与各级层序界面的对应关系.划分结果表明:小波变换适用于中期及短期基准面旋回的划分,为高分辨率层序地层学研究提供了一个新的思路.     

测井多尺度分析方法用于层序地层划分研究

测井数据包含了丰富的地质信息,是研究地层多尺度沉积旋回的主要资料.本文阐述了小波变换及多尺度分析方法,探讨了测井多尺度分析方法在层序地层划分中的应用.以东营凹陷某井为例,选取Morlet小波基函数对GR测井曲线进行连续小波变换,将测井信号与深度的关系转换为与深度和尺度域的变化关系.通过研究多种伸缩尺度下小波系数曲线表现出的周期性振荡特征,并结合不同测井曲线多尺度分解后的高频信号特征,划分出各级层序界面,与传统方法所划分的界面基本一致.     

测井数据小波变换用于准层序研究

层序界面的识别及其内部特征是层序地层学研究的关键问题。准层序地层单元的分界面上物理性质变化明显,测井曲线表现为突变,测井数据小波变换能够表征这种突变。以东营凹陷某井为例,选取高斯小波对SP测井数据进行小波变换,得到时频色谱图和不同尺度上的小波系数曲线。选定最佳分解尺度后,依据该尺度下小波系数模极值的位置能准确识别出准层序界面。并利用测井多尺度分析方法对不同井段GR测井曲线进行分析,得到不同尺度下的低频和高频信息能够识别出准层序内部的沉积旋回类型,建立了相应的频谱响应特征。这些探索为层序界面的定量划分及其内部特征研究提供了一种新的思路。     

测井信号小波变换在层序地层划分中的应用——以南海北部莺歌海盆地D14井黄流组为例

本文介绍了小波变换的基本原理和步骤,探讨了测井信号小波变换在层序地层划分中的方法和地质意义。对南海北部莺歌海盆地D14井黄流组自然伽马（GR）测井信号利用Daubechies小波系db5小波进行了一维连续小波变换和一维离散小波变换。根据其时频色谱图特征和高频离散系数曲线特征,将黄流组一段划分出1个长期旋回、3个中期旋回和9个短期旋回。显示出小波变换在测井层序地层划分中较高的分辨率、在识别地质作用中的隐蔽旋回特征的优势。实践证明,将一维连续小波变换和一维离散小波变换进行综合分析,更有利于不同级次的层序旋回识别。     

基于地震资料的多尺度小波变换识别沉积旋回技术

为探究基于地震资料的不同尺度小波变换方法下的沉积旋回识别特点,秉承前人运用测井数据连续小波变换进行地层旋回划分的依据和思路,以合成记录标定为桥梁,成功利用地震资料对歧口坳陷古近系沙三段31砂组进行旋回划分.通过建立理想声波曲线模型,总结了旋回界面和旋回内转换界面与能谱图和不同尺度小波系数曲线对应特征,并对实际测井资料进...     

小波分析在高分辨率层序地层划分中的应用

介绍了小波分析的基本原理和步骤,探讨了测井信号小波分析在高分辨率层序地层划分中的适用性及其意义。对测井信号进行小波多尺度分解后可获得不同级次的旋回周期,将钻井岩相标定的各个级别旋回层序界面与测井信号小波旋回周期对应,然后选取合适的尺度进行地层层序划分。划分结果证明小波变换非常适合中期及其以下级别旋回层序的划分。该方法对提高旋回层序的划分精度与储层评价、预测精度具有重要的意义。      

频谱分析法在识别米兰科维奇旋回及高频层序中的应用——以塔里木盆地塔中－巴楚地区下奥陶统鹰山组为例

在巴楚地区露头高频层序研究及塔中地区钻测井三级层序划分的基础上,对塔里木盆地塔中地区塔中162井和塔中43井下奥陶统鹰山组层序OSQ2的自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线进行了滤波处理、快速傅里叶变换处理、小波时频分析以及调谐处理,识别出具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回。结果表明：斜度（黄赤交角）旋回最为明显,周期为37.0 ka,是以向上变浅为主的六级米级旋回的主要控制因素,其主旋回平均厚度在台地边缘相带的塔中162井及塔中43井中分别为4.55 m及3.97 m,在巴楚地区半局限-开阔台地相带中为2～4 m;95 ka的短偏心率周期是形成五级准层序的主要控制因素,而大致代表四级准层序组形成时限的413 ka长偏心率周期在地层记录中表现并不明显。据高频层序叠置关系分析及平均主旋回个数初步估算,塔中-巴楚地区下奥陶统鹰山组层序OSQ2的形成时限大约为4.92 Ma,塔中43井鹰山组层序OSQ2受后期构造隆升而被剥蚀约192  m。结合四级层序（准层序组）发育时限（413 ka）及其叠置关系,以及与其调谐的小波变换曲线特征,初步将塔中-巴楚地区鹰山组层序OSQ2划分出12个准层序组。自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线包含沉积古水深相对变化的信息,是反映气候变化生成的米兰科维奇旋回层序的良好指标。     

基于测井数据小波变换的准层序自动划分

层序地层分析的关键在于不同级别层序界面的识别,准层序是测井层序地层分析的最小基本单元。准层序地层单元的分界面上物理性质变化明显,测井曲线表现为突变,测井数据小波变换能够表征这种突变。以胜利油田某井沙三上亚段第Ⅲ层序为例,选用二次样条小波,对该井段SP测井数据进行二进小波变换,将一维测井数据拓展为二维深度-尺度空间,得到不同尺度上的小波系数曲线。选定最佳分解尺度后,依据小波系数模极值的位置准确识别出准层序的界面,划分的准层序比人工划分的结果更细。     

基于小波分析的层序地层划分及识别——以川东地区上二叠统龙潭组为例

以川东地区上二叠统龙潭组为研究对象,应用Matlab小波分析工具对川东地区龙潭组钻井的自然伽马曲线进行小波变换和频谱分析,以期为川东龙潭组勘探开发提供基础地质依据。结果显示川东地区龙潭组可划分为3个三级层序,其中SQ1可识别出为低位体系域、海侵体系域及高位体系域,而SQ2、SQ3可分别识别出海侵体系域与高位体系域;基于自然伽马测井曲线小波变换绘制的Fischer图解对于可容纳空间的变化具有良好的显示,与三级层序呈现出较好的对应关系;频谱分析结果显示,川东龙潭组对于米兰科维奇旋回具有较为完整的记录,川东地区龙潭组发育15个偏心率长周期,而受沉积环境不同的影响,发育的偏心率短周期及斜率周期有所不同。     

基于测井曲线的小波变换定量层序地层单元划分

盆地中沉积地层具有明显的旋回性,对应不同的测井曲线特征,可以用它来进行层序地层划分。为降低在一个视觉层次上划分地层的人为主观性,使得层序地层单元的划分更加科学,将一维的测井曲线运用小波变换技术拓展为二维时频域,将不同时间( 深度) 尺度的沉积旋回清晰地展现出来。以梅河盆地钻井为例,选取a 值在0. 25 ～ 0. 5 amax区间利用小波时频能量图识别三—五级层序地层学单元特征明显。在小波时频能量图中,层序顶底高能量向中部减弱,进而划分出三级层序界面; 层序内部能量从向大尺度转移--向小尺度转移--趋于稳定--向大尺度转移,反映了体系域从低水位--水进－高水位--水退的垂向变化过程; 其内部每个小的能量团又可以看作是一个准层序。由此建立应用小波变换划分层序地层单元的模型,为层序地层学的定量划分提供了一种新手段。     

From Cycles to Sequences:Sequence Stratigraphy and Relative Sea Level Change for the Late Cambrian of the North China Platform

In the Late Cambrian, the North China Platform was a typical carbonate ramp platform. The Upper Cambrian of the northern part of the North China Platform is famous for the development of bioherm limestones and storm calcirudites and can be divided from bottom to top into the Gushan, Changshan and Fengshan formations. In this set of strata, the deep-ramp mudstone and marls and the shallow-ramp packstones and grainstones constitute many carbonate meter-scale cycles of subtidal type. More tidal-flat dolomites axe developed in the Upper Cambrian of the southern margin of the North China platform, in which limestone and dolomite beds also constitute many carbonate meter-scale cycles of the peritidal type. These cycles are marked by a variety of litho-facies successions. There are regularly vertical stacking patterns of meter-scale cycles in long-term third-order sequences, which is the key to discerning such sequences. Third-order sequence is marked by a particular sedimentary-facies succession that is the result of the environment-changing process of deepening and shoaling, which is genetically related to third-order sea level changes. Furthermore, four third-order sequences can be grouped in the Upper Cambrian of the North China Platform. The main features of these four third-order sequences in the northern part of the platform can be summarized as follows: firstly, sequence-boundaries are characterized by drowning unconformities; secondly, the sedimentary-facies succession is generally constituted by one from deep-ramp facies to shallow-ramp facies; thirdly, a succession of “CS (?) HST” (i.e., “condensed section and highstand system”) forms these four third-order sequences. The chief features for the third-order sequences in the southern part of the North China Platform comprises: more dolomites are developed in the HSTs of third-order sequences and also developed more carbonate meter-scale cycles of peritidal types; the sedimentary-facies succession of the third-order sequences is marked by “shallow ramp-tidal flat”; the sequence boundaries are characterized by exposure punctuated surfaces. According to the changes for the third-order sequences from the north to the south, a regular sequence-stratigraphic framework can be established. From cycles to sequences, the study of sequence stratigraphy from litho-facies successions to sedimentary-facies successions exposes that as follows: meter-scale cycles that are used as the basic working unit actually are litho-facies successions formed by the mechanism of a punctuated aggradational cycle, and third-order sequences that are constituted by regularly vertical stacking patterns of meter-scale cycles are marked by sedimentary-facies successions. On the basis of the changing curve of water depth at each section, the curve of the relative third-order sea level changes in the late Cambrian of the North China Platform can be integrated qualitatively from changing curve of water depth. The correlation of Late Cambrian long-term sea level changes between North China and North America demonstrates that there are not only similarities but also differences, reflecting control of long-term sea level changes both by global eustacy and by regional factors.     

基于高分辨率层序地层学的测井曲线小波分析模型

以高分辨率层序地层学为指导,以中期基准面上升半旋回和下降半旋回为基本的研究单元,建立其理想的层序地层模型和相应的测井曲线模型,通过Morlet小波对测井曲线模型进行分析,建立中期基准面旋回的小波分析模型,分析小波模型对不同基准面旋回的响应特征。然后以由不同样式中期基准面旋回叠加而成的长期基准面上升半旋回、下降半旋回为研究对象,建立其理想的层序地层模型和测井曲线模型,并利用Morlet小波对测井曲线模型进行分析,建立不同样式长期基准面旋回的小波分析模型,分析小波模型对长期基准面旋回及其内部中期基准面旋回单元、旋回界面的响应特征。史134井实例分析表明,不同样式的基准面旋回的小波分析模型能够有效地应用于层序单元及层序界面的识别和划分,对层序地层学的研究起到较好的指导意义。     

Spectral Analysis based on Wavelet Transform Maxima: Identification of Multi-order Stratigraphic Boundaries and Cycles

In sedimentology, stratigraphic sequences and cycles are ordered by time spans and physical scales, such as thickness, and bounded by discontinuities, including unconformities or flooding surfaces. Spectral analysis based on wavelet transform (WT) maxima is proposed and used as a quantitative tool to identify multi-order stratigraphic boundaries and cycles in well log data. The proposed spectral analysis is based on quantitative analysis on the center frequencies and resolutions of Gaussian wavelets in time and frequency, and uses a combination of the WT maxima based on both the first order Gaussian wavelet having a high time resolution and the seventh order Gaussian wavelet having a high frequency resolution. WT maxima spectra, which can characterize the evolution of WT maxima across scales and periods along WT maxima lines concerned with sequence boundaries, are used to detect dominant spectral peaks corresponding to the time-period domain WT maxima and to determine WT maxima spectral slopes. The WT maxima spectral slopes are helpful for discriminating sequence boundaries from intrasequence cyclic variations in well log data, and the time-period domain WT maxima are used to relate the detected boundaries to relevant cycles. The interval WT maxima spectra and the stationary index, related to the WT maxima spectra, are introduced as indicators that can be used for the hierarchical ordering of the boundaries and cycles. Application of the proposed method to well log data shows that the suggested method is efficient in identifying multi-order sequences that relate well to the Milankovitch cycles.

     

松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层高频层序地层构型分析

应用高分辨率层序地层学理论及其方法技术,依据22口井的钻井岩芯和4256口测井曲线资料,系统分析了松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层各级次基准面旋回界面类型及特征,将葡萄花油层划分为2个中期、4个短期、8个超短期旋回层序,建立了以短期旋回层序为框架、超短期旋回层序为对比单元的高分辨率层序地层格架,并提出了三肇凹陷南部葡萄花油层为同沉积构造抬升控制的中部超短期基准面旋回层序向南逐渐减薄、直至缺失的层序地层模式。三肇凹陷由西北(卫星—宋北)→凹陷中心(徐家围子)→向南(肇州):葡萄花油层上部呈砂岩(非地层)退覆型尖灭,即同层砂岩逐渐尖灭为泥岩,上层砂岩尖灭线逐渐北移;葡萄花油层下部呈砂岩(非地层)超覆型尖灭,即同层砂岩逐渐尖灭为泥岩,上层砂岩尖灭线逐渐南移。     

塔里木盆地寒武系层序地层格架

通过露头、钻测井及地震层序地层特征综合分析,建立了塔里木盆地寒武系三级层序地层格架,将寒武系划分出6个可全盆地追踪与对比的三级层序。结合反映全球海平面相对变化的全岩碳同位素旋回与反映沉积古水深相对变化的沉积旋回的对比分析,可将塔里木盆地寒武系三级层序分为主要受全球海平面变化控制形成的全球海平面层序(层序CSQ2、CSQ4、CSQ5、CSQ6)及主要受地区性构造沉降作用控制形成的构造层序(层序CSQ1、CSQ3)2类。塔北轮南地区寒武系台地边缘总体呈现由早寒武世的缓坡向中—晚寒武世的镶边台地的演变以及由西向东的进积叠置型式,推测主要与寒武纪全球海平面总体微弱下降及塔里木盆地基底沉降速率总体稳定且较小有关。     

测井数据小波变换在层序地层分析中的应用研究

以柴达木盆地北缘某钻井中侏罗统的层序地层划分为例,对各种一维连续小波在地层划分中的效果进行尝试,发现采用db5小波用于层序划分较为理想。通过利用db5小波对自然伽马测井数据进行连续小波变换,将测井信号与深度的关系转换为与深度及尺度域的变化关系,以此识别出了层序界面。利用该小波变换进行的层序地层划分,与传统方法划分的结果基本一致。