李澤宇

(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北 430100)

基于模糊綜合評判的潞安礦區(qū)煤系地層巖性測井識別

李澤宇

(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北 430100)

本文運用模糊數(shù)學(xué)方法，構(gòu)造了模糊關(guān)系矩陣，綜合利用七種貼近度模型，開展巖性識別。通過對潞安礦區(qū)測井資料的處理，計算巖性與錄井分析巖性吻合度較高，應(yīng)用效果良好，具有一定的借鑒意義。

巖性識別 測井曲線 模糊評判 模糊關(guān)系矩陣

1 模糊數(shù)學(xué)綜合評判方法

1.1 確定因素集合評語集

根據(jù)實際需求，確定評價因素集U=(u1,u2,…um)，即選擇合適的測井曲線；需要評價對象巖性的等級為抉擇評語集V=(v1,v2,…vn)。

1.2 構(gòu)造模糊關(guān)系矩陣R

1.3 確定因素重要程度模糊子集A

因各評價因素在總的評價中的影響程度可能不同，需確定各因素ui(1=1,2,…,m)的重要程度系數(shù)ai(i=1,2,…,m)，記作：A=(a1,a2,…am)，它是單因素ui在總評價中對vj影響程度大小的度量。

1.4 確定模糊綜合評判集B

因此根據(jù)Bj=b1j×c1+b2j×c2+b3j×c3+b4j×c4+b5j×c5+b6j×c6+b7j×c7模型可以計算出Bj。

七種模型分別為：

P1:

P2:

P3:

P4:

P5:

P6:

P7:

2 模糊綜合評價模型建立

2.1 評價因素集和抉擇評語集確定

根據(jù)潞安礦區(qū)現(xiàn)場40口井巖心、錄井分析(表1)，該區(qū)煤系地層巖性以灰?guī)r、砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥巖、煤矸、煤巖為主，因此確定了評語集：V=(灰?guī)r，砂巖,細砂巖，粉砂巖，泥巖，煤矸，煤巖)。筆者統(tǒng)計分析了7種巖性的自然伽馬(GR)、自然電位(SP)、電阻率(RD)、聲波(AC)、密度(DEN)、中子(CNL)常規(guī)測井曲線變化值。由統(tǒng)計結(jié)果看，GR、RD、AC不同巖性變化較大，DEN次之，而由于該區(qū)煤系地層滲透性較差，導(dǎo)致井筒與地層之間的離子交換程度低，導(dǎo)致SP幅度異常較小，區(qū)分巖性難度大；而中子主要測量含氫指數(shù)，可以識別出煤層，但其它巖性受黏土礦物較高影響，吸附氫分子高，導(dǎo)致不同巖性中子值變化較小，因此優(yōu)選出了GR、DEN、AC、RD確定著眼因素集U=(GR，DEN，AC，RD)。

表1 潞安礦區(qū)煤系地層不同巖性測井值變化范圍統(tǒng)計表

2.2 確定模糊綜合評判矩陣

圖1 沁水盆地潞安礦區(qū)煤系地層不同巖性GR測井值頻率分布圖

同理，統(tǒng)計出不同巖性的DEN、AC、RD分布集中值，計算出各因素評價集。綜合以上各單因素的評價集，根據(jù)隸屬原則，構(gòu)建模糊評判矩陣R:

2.3 確定重要程度模糊集及模型權(quán)重向量

準確確定不同測井反應(yīng)巖性的重要程度A是挖掘各測井信息的重要條件，由于測井曲線的影響程度具有模糊性，因此采用灰色關(guān)聯(lián)法(是一種多因素比較分析法，如果樣本數(shù)據(jù)列反映出兩因素變化的態(tài)勢基本一致，則關(guān)聯(lián)度較大，反之較小)，首先計算出利用單條測井曲線識別巖性吻合度,然后計算單測井在整體評價中的重要程度=單井吻合度/4條測井曲線計算的吻合度之和。

3 應(yīng)用效果分析

圖2 X1井煤系地層巖性模糊綜合評判識別圖

圖3 X2井煤系地層巖性模糊綜合評判識別圖

計算結(jié)果表明，應(yīng)用模糊綜合評判方法的測井巖性識別，能獲得連續(xù)的巖性剖面，并且由于測井曲線分辨率較巖屑錄井高，能有效的識別出煤層內(nèi)部的煤矸層，對煤層氣開發(fā)煤質(zhì)分析、圍巖性質(zhì)判別有重要的作用。

[1] 李金海，蘇現(xiàn)波等.封閉層對煤層氣含量控制作用研究[J]. 中國煤層氣，2008，5(2)：28-31.

[2] 余燁，張昌民等.應(yīng)用巖性統(tǒng)計方法判別沉積相[J]. 古地理學(xué)報，2011,13(3)：271-277

[3] 張建博，王紅巖，趙慶波主編. 中國煤層氣地質(zhì)[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2000.

[4] 王向公等.應(yīng)用地球物理常用數(shù)學(xué)方法[M]. 武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1995.

[5] 雍世和,張超謨. 測井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M]. 北京石油大學(xué)出版社，2004.

[6] 王向公,楊林等.模糊綜合判別定性劃分水淹層.測井技術(shù)[J]. 1999 (1):46-49.

(責(zé)任編輯 桑逢云)

Discriminate Lithology of Coal Measure Strata by Logging Based on Fuzzy Synthetic Discrimination

LI Zeyu

(Yangtze University College of Earth Sciences, Hubei 430100)

Using fuzzy mathematics method，fuzzy evaluation matrix is constructed，a standard model of lithology identification is established in the paper. Interpretation of well logging data in the research area, predicted lithology is consistent with the analysis of lithology. the application effect is good, this method has certain reference significance.

Lithology identification;log curve; fuzzy evaluation; evaluation matrix

李澤宇，男，本科在讀，長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院資源勘查工程專業(yè)。