常用的数据处理方法

如题所述

第1个回答  2020-01-18

前面所述的各种放射性测量方法,包括航空γ能谱测量,地面γ能谱测量和氡及其子体的各种测量方法,都已用在石油放射性勘查工作之中。数据处理工作量大的是航空γ能谱测量。

(一)数据的光滑

为了减少测量数据的统计涨落影响及地面偶然因素的影响,对原始测量数据进行光滑处理。消除随机影响。

放射性测量数据光滑,最常用的光滑方法是多项式拟合移动法。在要光滑测量曲线上任取一点,并在该点两边各取m个点,共有2m+1点;用一个以该点为中心的q阶多项式对这一曲线段作最小二乘拟合,则该多项式在中心点的值,即为平滑后该点的值。用此法逐点处理,即得光滑后的曲线,光滑计算公式(公式推导略)为

核辐射场与放射性勘查

式中:yi+j、yi为第i点光滑前后的值;Am,j为系数;Nm,p为规范化常数。

五点光滑的二次多项式的具体光滑公式为

核辐射场与放射性勘查

如果一次光滑不够理想,可以重复进行1~2次,但不宜过多重复使用。

光滑方法,还有傅里叶变换法,以及多点平均值法,多点加权平均值法等。

使用哪种方法选定之后,一般都通过编程存入计算机,进行自动化处理。

图7-21 是美国东得克萨斯州一个油田上的航空γ放射性异常中的两条剖面图(A-B和B-C)。经过光滑处理后,低值连续,清晰明显,与油田对应的位置较好。说明四个油藏都在铀(w(U))和钾(w(K))的低值位置。

图7-2-1 美国东得克萨斯油田航空γ放射性异常剖面图

(二)趋势面分析方法

趋势分析主要反映测量变量在大范围(区域)连续变化的趋势。在原始数据中常含有许多随机误差和局部点异常,直观反映是测量曲线上下跳动或小范围突变。使用趋势分析处理是为了得到研究区域辐射场的总体分布趋势。

趋势面分析,实质上是利用多元回归分析,进行空间数据拟合。根据计算方法不同,又可分为图解法趋势面分析和数学计算法趋势面分析。图解法趋势面分析的基本思路是对观测数据采用二维方块取平均值法,或滑动平均值法计算趋势值。方块平均值法是对每一方块内的数据取平均值,作为该方块重心点的趋势值。滑动平均值法是设想一个方框,放在测区数据分布的平面图上,把落在方框内的测点数据取平均值,记在方框中心上,最后得到趋势面等值图。一般讲做一次是不够的,需要如此重复3~9次。一般都有专门程序可供使用(不作详述)。如图7-1-14(a)为原始数据等值图,中间有许多呈点状高值或低值分布,经过四次趋势面分析之后可以清楚地看出三个低值异常区。

计算法趋势面分析是选定一个数学函数,对观测数据进行拟合,给出一个曲线。拟合函数常用的有多项式函数,傅里叶级数,三角函数以及指数函数的多项式函数等。目前以二维多项式函数应用最多。

(三)岩性影响及其校正分析

不同岩石、不同土壤中放射性核素含量是有差别,有的相差还比较大,有的相差甚至超过10%~20%。这是油田放射性测量的主要影响因素。

一个测区可能出现不同土壤分布,把不同放射性水平的土壤上测量结果校正到同一水平(叫归一化方法)是非常重要的工作,主要有下面三种方法。

1.确定土壤核素含量的归一化方法

利用γ能谱测量资料,根据测区地质图或土壤分布图,分别统计总道的总计数率和铀、钍、钾含量的平均值。然后进行逐点校正,即逐点减去同类土壤的平均值,其剩余值即为异常值。

ΔIij=Iij-Ii(i=1,2,3,…,n,为土壤类型)(7-2-3)

核辐射场与放射性勘查

核辐射场与放射性勘查

核辐射场与放射性勘查

式中:Ii、wij(U)、wij(Th)、wij(K)分别为第i类土壤中测点j的总计数和铀、钍、钾含量。

(U)、

(Th)、

(K)分别为i类土壤的平均总计数和铀、钍、钾的平均值。ΔIij、Δwij(U)、Δwij(Th)、Δwij(K)分别为扣除各类土壤平均值后的剩余值,即为各测点不同土壤校正后的归一化的油田的放射性异常。根据需要可以用来绘制平面剖面图或等值线图,即为经过不同岩性(土壤)校正后的油田放射性异常图。

这个方法的缺点是计算工作量较大。

2.用钍归一化校正铀、钾含量

表7-2-2 几种岩石的钍、铀、钾含量

对自然界各种岩石中的钍、铀、钾含量的相关性研究(D.F.Saundr,1987),发现它们的含量具有很好的相关性(表7-2-2);而且随岩性不同含量确有相应的增加或减小,据此可以利用钍的含量计算铀和钾的含量。钍有很好的化学稳定性,钍在地表环境条件下基本不流失。因此,利用钍含量计算出来的铀、钾含量,应当是与油藏存在引起的铀、钾异常无关的正常值。用每点实测的铀、钾,减去计算的正常值,那么每个测点的铀、钾剩余值(差值)应当是油气藏引起的异常值。这样就校正了岩性(土壤)变化的影响。

对于航空γ能谱测量的总道计数率,也同样可以用钍含量(或计数率)归一化校正总道计数率,效果也非常好。

具体方法如下。

1)对铀、钾的归一化校正。

2)根据航空γ能谱测量或地面γ能谱测量数据,按测线计算铀、钍、钾含量。根据岩石(土壤)中钍与铀,钍与钾的相关关系(表7-2-1),认为铀和钍存在线性关系,钾和钍存在对数线性关系,于是建立相应的拟合关系式。

w点i(U)=A+Bwi(Th) (7-2-7)

w点i(K)=A′+B′lgwi(Th) (7-2-8)

式中:A、B、A′、B′为回归系数(对每个测区得到一组常数);wi(Th)为测点i实测的钍含量;w点i(U)、w点i(K)为i点由钍含量计算的铀、钾含量。

计算每个测点的铀、钾剩余值:

Δwi(U)=wi(U)-w点i(U)(7-2-9)

Δwi(K)=wi(K)-w点i(K)(7-2-10)

式中:wi(U)、wi(K)为测点i的实测值。剩余值Δwi(U)和Δwi(K)为油藏引起的异常值。

南阳-泌阳航空γ能谱测区,测得的钍、铀、钾含量,按钍含量分间隔,计算其平均值,列于表7-2-3。根据此表中数据,由(7-2-7)和(7-2-8)式得:

w算i(U)=1.53+0.03 wi(Th)

w算i(K)=0.82+0.56 lgwi(Th)

表7-2-3 南阳—泌阳航空γ能谱计算的钍、铀、钾

3)对总道γ计数率的归一化校正。钍比较稳定,可以认为与油气藏形成的放射性异常无关。经研究得知,原岩的总道计数率(I点i)与钍含量的对数值存在近似的线性关系,即

I点i=AT+BTlgwi(Th) (7-2-11)

根据γ能谱实测数据求得实测i点的总道计数率(Ii)与I点i的差值:

ΔIi=Ii-I点i

即为消除岩性影响的,由油气藏引起的γ总计数率异常值。

图7-2-2 钍归一化校正岩性影响的结果

(双河油田,1100和11010测线剖面)

图7-2-2为任丘双河油田,两条测线(1100线和11010线)。用钍归一化法,消除岩性影响的结果。油田边界高值和油田上方低值,除钾11010线外都比较明显清晰。与已知油田边界基本一致。

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