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常用的數據處理方法

前面所述的各種放射性測量方法,包括航空γ能譜測量,地面γ能譜測量和氡及其子體的各種測量方法,都已用在石油放射性勘查工作之中。數據處理工作量大的是航空γ能譜測量。

(壹)數據的光滑

為了減少測量數據的統計漲落影響及地面偶然因素的影響,對原始測量數據進行光滑處理。消除隨機影響。

放射性測量數據光滑,最常用的光滑方法是多項式擬合移動法。在要光滑測量曲線上任取壹點,並在該點兩邊各取m個點,***有2m+1點;用壹個以該點為中心的q階多項式對這壹曲線段作最小二乘擬合,則該多項式在中心點的值,即為平滑後該點的值。用此法逐點處理,即得光滑後的曲線,光滑計算公式(公式推導略)為

核輻射場與放射性勘查

式中:yi+j、為第i點光滑前後的值;為系數;為規範化常數。

五點光滑的二次多項式的具體光滑公式為

核輻射場與放射性勘查

如果壹次光滑不夠理想,可以重復進行1~2次,但不宜過多重復使用。

光滑方法,還有傅裏葉變換法,以及多點平均值法,多點加權平均值法等。

使用那種方法選定之後,壹般都通過編程存入計算機,進行自動化處理。

圖7-2-1是美國東得克薩斯州壹個油田上的航空γ放射性異常中的兩條剖面圖(A-B和B-C)。經過光滑處理後,低值連續,清晰明顯,與油田對應的位置較好。說明四個油藏都在鈾(w(U))和鉀(w(K))的低值位置。

圖7-2-1 美國東得克薩斯油田航空γ放射性異常剖面圖

(二)趨勢面分析方法

趨勢分析主要反映測量變量在大範圍(區域)連續變化的趨勢。在原始數據中常含有許多隨機誤差和局部點異常,直觀反映是測量曲線上下跳動或小範圍突變。使用趨勢分析處理是為了得到研究區域輻射場的總體分布趨勢。

趨勢面分析,實質上是利用多元回歸分析,進行空間數據擬合。根據計算方法不同,又可分為圖解法趨勢面分析和數學計算法趨勢面分析。圖解法趨勢面分析的基本思路是對觀測數據采用二維方塊取平均值法,或滑動平均值法計算趨勢值。方塊平均值法是對每壹方塊內的數據取平均值,作為該方塊重心點的趨勢值。滑動平均值法是設想壹個方框,放在測區數據分布的平面圖上,把落在方框內的測點數據取平均值,記在方框中心上,最後得到趨勢面等值圖。壹般講做壹次是不夠的,需要如此重復3~9次。壹般都有專門程序可供使用(不作詳述)。如圖7-1-14(a)為原始數據等值圖,中間有許多呈點狀高值或低值分布,經過四次趨勢面分析之後可以清楚地看出三個低值異常區。

計算法趨勢面分析是選定壹個數學函數,對觀測數據進行擬合,給出壹個曲線。擬合函數常用的有多項式函數,傅裏葉級數,三角函數以及指數函數的多項式函數等。目前以二維多項式函數應用最多。

(三)巖性影響及其校正分析

不同巖石、不同土壤中放射性核素含量是有差別,有的相差還比較大,有的相差甚至超過10%~20%。這是油田放射性測量的主要影響因素。

壹個測區可能出現不同土壤分布,把不同放射性水平的土壤上測量結果校正到同壹水平(叫歸壹化方法)是非常重要的工作,主要有下面三種方法。

1.確定土壤核素含量的歸壹化方法

利用γ能譜測量資料,根據測區地質圖或土壤分布圖,分別統計總道的總計數率和鈾、釷、鉀含量的平均值。然後進行逐點校正,即逐點減去同類土壤的平均值,其剩余值即為異常值。

核輻射場與放射性勘查

式中:分別為第 i類土壤中測點 j的總計數和鈾、釷、鉀含量。分別為i類土壤的平均總計數和鈾、釷、鉀的平均值。分別為扣除各類土壤平均值後的剩余值,即為各測點不同土壤校正後的歸壹化的油田的放射性異常。根據需要可以用來繪制平面剖面圖或等值線圖,即為經過不同巖性(土壤)校正後的油田放射性異常圖。

這個方法的缺點是計算工作量較大。

2.用釷歸壹化校正鈾、鉀含量

對自然界各種巖石中的釷、鈾、鉀含量的相關性研究(D.F.Saundr,1987),發現它們的含量具有很好的相關性(表7-2-2);而且隨巖性不同含量確有相應的增加或減小,據此可以利用釷的含量計算鈾和鉀的含量。釷有很好的化學穩定性,釷在地表環境條件下基本不流失。因此,利用釷含量計算出來的鈾、鉀含量,應當是與油藏存在引起的鈾、鉀

表7-2-2 幾種巖石的釷、鈾、鉀含量

異常無關的正常值。用每點實測的鈾、鉀,減去計算的正常值,那麽每個測點的鈾、鉀剩余值(差值)應當是油氣藏引起的異常值。這樣就校正了巖性(土壤)變化的影響。

對於航空γ能譜測量的總道計數率,也同樣可以用釷含量(或計數率)歸壹化校正總道計數率,效果也非常好。

具體方法如下。

1)對鈾、鉀的歸壹化校正。

2)根據航空γ能譜測量或地面γ能譜測量數據,按測線計算鈾、釷、鉀含量。根據巖石(土壤)中釷與鈾,釷與鉀的相關關系(表7-2-1),認為鈾和釷存在線性關系,鉀和釷存在對數線性關系,於是建立相應的擬合關系式。

核輻射場與放射性勘查

式中:A、B、A′、B′為回歸系數(對每個測區得到壹組常數);wi(Th)為測點i實測的釷含量;w點i(U)、w點i(K)為i點由釷含量計算的鈾、鉀含量。

計算每個測點的鈾、鉀剩余值:

核輻射場與放射性勘查

式中:wi(U)、wi(K)為測點i的實測值。剩余值Δwi(U)和Δwi(K)為油藏引起的異常值。

南陽-泌陽航空γ能譜測區,測得的釷、鈾、鉀含量,按釷含量分間隔,計算其平均值,列於表7-2-3。根據此表中數據,由(7-2-7)和(7-2-8)式得:

核輻射場與放射性勘查

表7-2-3 南陽-泌陽航空γ能譜計算的釷、鈾、鉀

3)對總道γ計數率的歸壹化校正。釷比較穩定,可以認為與油氣藏形成的放射性異常無關。經研究得知,原巖的總道計數率(I點i)與釷含量的對數值存在近似的線性關系,即

核輻射場與放射性勘查

根據γ能譜實測數據求得實測i點的總道計數率(Ii)與I點i的差值:

核輻射場與放射性勘查

即為消除巖性影響的,由油氣藏引起的γ總計數率異常值。

圖7-2-2 釷歸壹化校正巖性影響的結果

圖7-2-2為任丘雙河油田,兩條測線(1100線和11010線)。用釷歸壹化法,消除巖性影響的結果。油田邊界高值和油田上方低值,除鉀11010線外都比較明顯清晰。與已知油田邊界基本壹致。

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