（計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）海域油氣化探數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究.pdf

海域油氣化探數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究 摘要 數(shù)據(jù)處理是化探找油方法的數(shù)據(jù)重要組成部分 其開(kāi)發(fā)深度和研究水平直接 影響著化探方法的持續(xù)發(fā)展 本人應(yīng)用研究生學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得的知識(shí) 在參與國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 8 6 3 計(jì)劃 船載地球化學(xué)快速測(cè)試系統(tǒng)研制與應(yīng)用研究 課題中 注 課題 編號(hào) 2 0 0 1a a6 1 1 0 2 0 0 2 0 2 依據(jù)數(shù)據(jù)處理方法的基本原理 結(jié)合海域油氣化 探實(shí)踐資料和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)新技術(shù)對(duì)陸地傳統(tǒng)的油氣化探數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行 改進(jìn) 開(kāi)發(fā)出提取指標(biāo)油氣信息的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 包括以下五個(gè)子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)使用價(jià)值分析的預(yù)處理子系統(tǒng) 指標(biāo)的組合計(jì)算 定性數(shù)據(jù)的定量 化 變量組合運(yùn)算 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 離群點(diǎn)識(shí)別與處理 優(yōu)選指標(biāo)組合的子系統(tǒng) 應(yīng)用相關(guān)分析理論對(duì)指標(biāo)進(jìn)行分類 提取不同級(jí) 次的找油直接指標(biāo) 間接指標(biāo)及輔助指標(biāo) 抑制干擾因素子系統(tǒng) 針對(duì)影響指標(biāo)含量的海水 取樣 深度 沉積物粒 度 碳酸鹽含量等因子 建立了定量校正干擾因素的方法 確定異常子系統(tǒng) 對(duì)有監(jiān)督和無(wú)監(jiān)督兩種測(cè)量形式 分別采取不同的判別 方法確定異常 開(kāi)創(chuàng)了與傳統(tǒng)思維方式及作法截然不同的圈定異常技術(shù) 異常定量評(píng)價(jià)子系統(tǒng) 首次提出單指標(biāo)和多指標(biāo)兩級(jí)綜合指數(shù)定量評(píng)價(jià) 異常的方法 使化探異常含油氣性優(yōu)勢(shì)次序的排列 從定性評(píng)價(jià)走向定量評(píng)價(jià) 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下三點(diǎn) 1 針對(duì)海域油氣化探特點(diǎn)的隨機(jī)性 同一點(diǎn)不同介質(zhì)樣品 大氣 水體和沉 積物 分析數(shù)據(jù)繁雜的特點(diǎn) 建立了數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng) 為指標(biāo)優(yōu)化和提取可靠油 氣信息奠定了基礎(chǔ) 2 在我國(guó)首次提出抑制與校正近代生物地球化學(xué)作用干擾的技術(shù)方法 3 開(kāi)拓了定量確定異常和評(píng)價(jià)異常的數(shù)據(jù)處理方法 論文通過(guò)典型探例說(shuō)明數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的有效性 實(shí)踐證明 該系統(tǒng)是當(dāng)今海 域油氣化探比較系統(tǒng)和新穎的方法 具有功能齊全 方法豐富 重點(diǎn)突出 實(shí)用 性強(qiáng)的特點(diǎn) 為海域油氣化探的持續(xù)發(fā)展與提高提供了技術(shù)支撐 關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)處理 油氣化探 指標(biāo) 異常評(píng)價(jià) 干擾因素 參數(shù) s t u d y o nt h ed a t a p r o c e s s i n gt e c h n i q u e i nm a r i n e o i la n dg a sg e o c h e m i c a l e x p l o r a t i o n a b s t r a c t d a t a p r o c e s s i n gi sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n tp a r to f o i la n dg a se x p l o r a t i o n t e c h n i q u e a n d i t sd e v e l o p m e n td e p t ha n ds t u d yl e v e ld i r e c t l yi n f l u e n c et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fo i l a n d g a sg e o c h e m i c a lt e c h n i q u e b y m e a n so f u s i n g t h ek n o w l e d g ea c q u i r e dd u r i n gh i sg r a d u a t es c h o o l a n db a s e do nt h e b a s i c p r i n c i p l e o fd a t ap r o c e s s i n gm e t h o d t h ea u t h o rh a s i m p r o v e d t h ec o n v e n t i o n a l d a t a p r o c e s s i n gt e c h n i q u eu s e d i nc o n t i n e n t a lo i la n dg a sg e o c h e m i c a l e x p l o r a t i o n a n dm a d e i ts u i t a b l ef o rd a t ap r o c e s s i n gi nm a r i n eo i la n dg a sg e o c h e m i c a le x p l o r a t i o n t h en e w l y i m p r o v e dd a t a p r o c e s s i n gs y s t e m c o n s i s t so f t h e f o l l o w i n g5s u b s y s t e m s 1 p r e l i m i n a r yp r o c e s s i n gs y s t e mf o rd a t a v a l u ea n a l y s i s t h i ss u b s y s t e mi n c l u d e s c a l c u l a t i o no ft h ei n d i c a t o r c o m b i n a t i o n q u a n t i t a t i v ea n a l y s i s o ft h e q u a l i t a t i v ed a t a c a l c u l a t i o no fc o m b i n e dv a r i a b l e s s t a n d a r d i z a t i o no ft h e d a t a a n di d e n t i f i c a t i o n a n d p r o c e s s i n go f t h e s c a t t e r e dv a l u e s 2 s y s t e m f o ri n d i c a t o ro p t i m i z a t i o n t h i ss u b s y s t e mt a ns e l e c tv a r i o u sl e v e l so f d i r e c t i n d i r e c ta n d a u x i l i a r y i n d i c a t o r sf o ro i la n d g a sg e o c h e m i c a le x p l o r a t i o nt h r o u g h t h e c l a s s i f i c a t i o na n a l y s i so f a l lg e o c h e m c i a li n d i c a t o r s 3 s y s t e mf o ri n f l u e n c e f a c t o ro p p r e s s i o n t h i ss u b s y s t e mp r o v i d e st h eq u a n t i t a t i v e c o r r e c t i o nm e t h o d sf o rt h ei n f l t w a e ef 融o r s s u c ha s s a m p l i n gd e p t hu n d e rs e a g r a i no f s e d i m e n t s a m p l e s a n d c o n t e n to f c a r b o n a t e si nt h es e d i m e n t s a m p l e s e t c 4 s y s t e m f o ra n o m a l yd e t e r m i n a t i o n t h i ss u b s y s t e mu t i l i z e sd i f f e r e n td i s t i n g u i s h i n g m e t h o d st od e t e r m i n eo i la n dg a sa n o m a l i e s a n dc r e a t e st h eu n i q u ea n o m a l yd e l i n e a t i n g t e c h n i q u e t h a ti st o t a l l yd i f f e r e n tf r o mt h ec o n v e n t i o n a lo n e 5 s y s t e m f o r q u a l i t a t i v ea n o m a l y e v a l u a t i o n t h i s s u b s y s t e mp r o p o s e s t h e q u a n t i t a t i v em e t h o d t oe v a l u a t eo i la n d g a sa n o m a l i e sb y n a l r 一 gt h ei n t e s r a t e de v a l u a t i o n i n d e xo ft h es i n g l ei n d i c a t o ra n dt h em u l t i p l ei n d i c a t o r s r e a l i z i n gt h eq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o n o f t h e g e o c h e m i c a l a n o m a l i e s t h ep a p e rh a sb r o u g h tf o n l lt h i n en e wa c h i e v e m e n t si no i la n dg a s g e o c h e m i c a l e x p l o r a t i o n 1 i te s t a b l i s h e dp r e l h n i u a r yd a t a p r o c e s s i n gs y s t e m w h i c hp r o v i d e st h eb a s ef o r e x t r a c t i n gt h eo i la n dg a si n f o r m a t i o n a n d o p t i m i z i n gt h eg e o c h e m i c a li n d i c a t o r s 2 i tp r o p o s e df o r t h ef i r s tt i m ei nc h i n at h eo p p r e s s i n ga n d c o r r e c t i n gt e c h n i q u e f o rt h e i n f l u e n c ec a u s e d b y t h er l 砌m t b i o g e o e h e m i e a ir e a s o n 3 i t i n i t i a t e dt h eq u a n t i t a t i v ea n o m a l yd e t e r m i n a t i o na n de v a l u a t i o nt e c h n i q u e t h e p a p e r i l l u s t r a t e x lt h ee f f e c t i v e n e s so f t h ed a t a p r o c e s s i n gs y s t e m b y t h et y p i c a lc a s e s a sa r e l a t i v e l ys y s t e m a t i ca n dn e wd a t a p r o c e s s i n gs y s t e mu s e di nt h ep r e s e n tm a r i n eo i la n d g a sg e o c h e m i c a le x p l o r a t i o n t h i ss y s t e mp r o v i d e st h et e c h n i q u es u p p o r tf o r t h ei m p r o v e m e n t a n dt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f m a r i n eo i la n d g a sg e o c h e m i c a le x p l o r a t i o n k e y w o r d s d a t ap r o c e s s i n g o i la n dg a sg e o c h e m i c a le x p l o r a t i o n i n d i c a t o r a n o m a l y e v a l u a t i o n i n f l u e n c ef a c t o r p a r a m e t e r 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果 據(jù) 我所知 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的 研究成果 也不包含為獲得金鰉王些盔雯或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的 材料 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝 意 學(xué)位論文作者簽名 雷j 伽 簽字日期 力呼長(zhǎng)r 月上礦日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解盒目墨至些盔堂有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 有權(quán)保留并 向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤 允許論文被查閱和借閱 本人授權(quán) 盒壁 王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索 可以采用影印 縮 印或掃描等復(fù)制手段保存 匯編學(xué)位論文 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū) 學(xué)位論文作者簽名 簽字日期 卿年 月巧日 導(dǎo)師簽名 簽字日期 工作單位 黼t 婊焉鐫孑耘目慚乒鉀電話 聲叨 黟夕口 通訊地址 洮孑商垣臣孑撇油移肛短蚴 唧夥 致謝 我是從生產(chǎn)實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)的不足和計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要性 所以在進(jìn) 入碩士研究生學(xué)習(xí)階段 我非常珍惜這次學(xué)習(xí)機(jī)會(huì) 幾年的學(xué)習(xí)生活 使我更深 刻的體會(huì)到理論與實(shí)踐結(jié)合 以及多學(xué)科結(jié)合的必要性和好處 也認(rèn)識(shí)到 學(xué)無(wú) 止境 的真正含意 今后還要付出更大的努力不斷地學(xué)習(xí)和實(shí)踐 以報(bào)答母校和 諸位老師的教導(dǎo)與付出的辛勤勞動(dòng) 在學(xué)習(xí)中 我的導(dǎo)師胡學(xué)鋼教授自始至終給予了精心的指導(dǎo) 胡教授不僅傳 授給我知識(shí) 而且他的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng) 實(shí)事求是的態(tài)度 以及敬業(yè)精神深深的影響和 教育著我 這將成為我以后學(xué)習(xí)和工作的寶貴財(cái)富 這里我首先向我尊敬的導(dǎo)師 一胡學(xué)鋼教授表示衷心的感謝 我還要特別感謝研究生院的各位授課老師 是他們給了我知識(shí)和技術(shù) 對(duì)于 他們付出的心血 我將永遠(yuǎn)銘記在心中 研究生學(xué)習(xí)的艱辛和歡樂(lè) 使我難忘 也為結(jié)識(shí)許多同窗好友而高興 在此 我要感謝研究生院的同學(xué)以及周圍 包括我的家人 所有曾關(guān)心過(guò)我的人 作者 剖偉 2 0 0 4 掣5 月2 0e t 第一章海域油氣化探的基本特點(diǎn) 油氣化探是在石油地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興的綜合學(xué) 科 在系統(tǒng)的分析測(cè)試自然界中含礦物質(zhì)過(guò)程中 發(fā)現(xiàn)與油氣有關(guān)的化探異常 從而評(píng)價(jià)區(qū)域的含油氣遠(yuǎn)景 尋找油氣藏 上世紀(jì)三十年代初 德國(guó)的g 勞伯梅耶 l a n b m e y e r 和前蘇聯(lián)的b a 索 科洛夫 c o k o l o b 等首次將近地表的烴類氣體與地下油氣藏聯(lián)系起來(lái) 創(chuàng)建了 現(xiàn)在所稱的油氣化探方法 該方法經(jīng)過(guò)不斷完善和發(fā)展成為陸地石油 天然氣 勘探的一種方法 由于它是檢測(cè)油氣的物質(zhì)成分被視為新的找油氣技術(shù)與方法 由于化探找油的成功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地質(zhì) 物探等方法 而且成本低 速度快 受 到勘察家的推崇與歡迎 石油和天然氣是重要的基礎(chǔ)工業(yè) 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位 為了爭(zhēng)奪 油氣資源 世界各國(guó) 尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家 在海域開(kāi)展油氣地質(zhì)調(diào)查 其 中化探是普遍應(yīng)用的方法 美國(guó) 英國(guó) 法國(guó) 澳大利亞 日本 加拿大 德國(guó) 前蘇聯(lián)等在海域油 氣化探中投入了較大的工作量 綜觀之有以下幾方面的特點(diǎn) 1 1 應(yīng)用的化探方法 指標(biāo)多 海域油氣化探的初期 應(yīng)用了烴類氣體法 用抓斗采樣器采取近海底表層 沉積物 在船上晾干后送至陸上化驗(yàn)室 脫出氣體分析測(cè)試甲烷及其同系物 由于采樣過(guò)程中 沉積物經(jīng)過(guò)擾動(dòng)和晾曬 游離烴均己釋放 所以測(cè)出的烴氣 含量普遍較低 同時(shí) 由于海底表層沉積物中含有大量生物遺體 給測(cè)試結(jié)果 帶來(lái)外界干擾 影響成果的解釋與評(píng)價(jià) 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究 逐步改進(jìn)了取樣方法 即用重力取樣器 在基本上保持沉積物結(jié)構(gòu)的情況下 通過(guò)加壓和自身重量將 取芯管插下海底 取深度為1 1 5 米的沉積物 目前多數(shù)國(guó)家將采樣深度定為 2 米 取出樣品后 一分為二 一部分樣品立即裝入特制的密封管內(nèi)保存 運(yùn) 回陸地分析測(cè)試游離烴氣中的甲烷及其同系物 另一部分樣品晾干 粉碎后 包裝運(yùn)回陸地分析測(cè)試吸附烴類氣體中甲烷及其同系物 上述采樣的新方法避 免了一部分生物干擾和游離烴氣的逸散 后來(lái) 國(guó)外油氣化探工作者又對(duì)樣品 采取密封加熱的辦法 分解出吸留烴 進(jìn)而完善了從沉積物中全面獲得不同賦 存狀態(tài)烴類氣體 使測(cè)試結(jié)果更加逼近客觀實(shí)際 提高了海域油氣化探的應(yīng)用 效果 前述的游離烴 吸附烴和熱釋烴都是研究油氣組成的烷烴部分 而對(duì)油氣 芳烴組分的研究遲后了十余年 首先由英國(guó)的化探技術(shù)人員開(kāi)發(fā)了用熒光光譜 儀器 測(cè)試與分離了海域沉積物中的芳烴組成 提出了用2 6 5 n m 激發(fā) 在3 0 0 3 5 0 n m 區(qū)段是輕芳烴產(chǎn)生的熒光 3 5 0 4 0 0 n m 區(qū)段是中等分子量芳烴形成的 熒光 4 0 0 n m 以上區(qū)段是重分子量芳烴造成的熒光 因此 他們提出了用3 2 0 n m 3 6 5 n m 4 0 5 n m 等波段作為找油氣的指標(biāo) l h o r v t z 和j b r o o k s 又進(jìn)一步證實(shí) 3 6 5 n m 3 2 0 n m 指標(biāo)是區(qū)分石油與天然氣的有效指標(biāo) 美國(guó)油氣化探工作者從上世紀(jì)四十年代 研究沉積物蝕變碳酸鹽的形成 他們認(rèn)為油氣垂向微運(yùn)移經(jīng)氧化是碳酸鹽積累的主要因素 其理論依據(jù)是 c i i 甲烷 2 0 2 2 h 2 0 c 0 2 2 c 2 h 6 乙烷 7 0 2 6 h 2 0 4 c 0 2 c 3 h s 丙烷 5 0 2 4 h 2 0 3 c 0 2 2 c 4 h l o 丁烷 1 3 0 2 1 0 h 2 0 c o 生成的c 0 2 同沉積物中鈣鎂鹽 或離子 化合生成一種特殊的c a c 0 3 蝕變碳酸鹽 它具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì) 在5 8 0 時(shí) 又可分解成c a 和c 0 2 測(cè)得c 0 2 含量的高值 是找油氣的重要指標(biāo) 前蘇聯(lián)油氣化探工作者提出了沉積物中微生物 金屬微量元素和大氣中放 射性元素的找油氣指標(biāo)組合 并在一些主要含油氣區(qū)域進(jìn)行研究 德國(guó)的地質(zhì)一地球化學(xué)家認(rèn)為沉積物中烴類的碳同位素是判斷氣體成因的 唯一標(biāo)志 在油氣化探中具有重要的指示意義 日本的科技工作者對(duì)水中溶解芳烴組分的找油氣意義做了大量 深入的研 究 指出水中苯 酚是找油氣的直接指標(biāo) 此外 歐美國(guó)家的地球化學(xué)工作人員還探索海水中溶解烴的找油效果 并 且創(chuàng)造性的發(fā)明了隨船連測(cè)水中烴的新技術(shù) 不僅提高了工作效率 而且可以 同地球物理方法 主要找油氣的技術(shù)方法 同步 同點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量 有較高的應(yīng) 用價(jià)值 近年來(lái) 隨著航天一遙感技術(shù)的飛躍發(fā)展 在海域油氣化探中開(kāi)始引 進(jìn)空中激光光譜和機(jī)載紅外光譜等方法 我國(guó)油氣化探是解放后從前蘇聯(lián)引進(jìn)的 上世紀(jì)七十年代初開(kāi)始在海上進(jìn) 行方法試驗(yàn) 由于我國(guó)海域遼闊 地質(zhì)條件優(yōu)越 蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源 在 3 0 余年的油氣化探歷史中 引吸了國(guó)內(nèi) 外十余家單位參加了方法實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用 研究 包括不同精度的工程項(xiàng)目 國(guó)家科技攻關(guān)研究項(xiàng)目 自然科學(xué)基金項(xiàng)目 環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目 綜合地質(zhì) 水文調(diào)查項(xiàng)目 油氣勘探及國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展 計(jì)劃 8 6 3 計(jì)劃 項(xiàng)目等 在渤海 黃海 東海 南海四大海區(qū)進(jìn)行了不同程度 的地球化學(xué)調(diào)查 各個(gè)國(guó)家和單位應(yīng)用了自己開(kāi)發(fā)的新技術(shù)方法和專利技術(shù) 爭(zhēng)奪我國(guó)海域油氣化探的市場(chǎng) 所應(yīng)用的化探方法與指標(biāo)概括起來(lái)有以下四大 類 1 1 1 沉積物中的指標(biāo) 烷烴部分有 游離烴 主要是甲烷和重?zé)N 吸附烴 也稱酸解烴 分析測(cè)試c 卜c 2 c 3 i t 4 n c 4 i c 5 n c 5 及c 畸的烯烴 吸 留烴 也稱熱釋烴 主要是甲烷 其次是乙烷 丙烷 丁烷 但這些組分在一 2 個(gè)樣品中全部測(cè)出者不多 芳烴部分有 熒光光譜 3 2 0 n m 3 6 0 n m 4 0 5 n m 4 5 0 n m 及有關(guān)比值 紫外吸收光譜 2 1 2 n m 一3 4 0 n m 六個(gè)波段及比值 金屬 微量元素 f e m n c o n i c u p b z n 等 微生物 甲烷菌 乙烷菌 丙 烷菌 蝕變碳酸鹽 熱釋汞 磁化率 三價(jià)鐵與二價(jià)鐵 p h e h 值 甲烷 丙烷的穩(wěn)定碳同位素 吸附絲主要有 正戊烷 正已烷 正庚烷 3 一甲基 庚烷 正壬烷 正葵烷 正十一烷 正十二一十六烷等4 8 個(gè)組分 放射性一氦 1 1 2 海水中的指標(biāo) 在深海區(qū)分別取海水表層 中層和底層水樣 分析的 指標(biāo)有 溶解烴 甲烷與重?zé)N 苯 酚系列 苯 甲苯 乙苯 鄰二甲苯 對(duì)二甲苯 間二甲苯 酚 間甲酚 鄰甲酚 對(duì)甲酚 二甲酚等 三維熒光與 同步熒光的主要單體化合是 萘 蒽 菲 藐 芴等 二氧化碳 斯尼法 s i n f f e r 連續(xù)測(cè)定與水中總烴及p a k 技術(shù)測(cè)試水中痕量芳烴法 1 i 3 大氣指標(biāo) 取海水表面上的氣體 測(cè)試的指標(biāo)有 大氣汞 c 0 2 h 2 s 甲烷 1 1 4 遙感指標(biāo) 根據(jù)衛(wèi)星圖片解釋的油膜 熱膜及激光 熒光的特征波 長(zhǎng)對(duì) 綜上所述 在我國(guó)海域所用化探方法與指標(biāo)多達(dá)1 0 0 多個(gè) 在國(guó)際上是罕 見(jiàn)的 為海域油氣化探研究提供了豐富的資料 1 2 在同一觀測(cè)點(diǎn)上取得不同介質(zhì)的樣品 烴類垂向微運(yùn)移是油氣化探的理論依據(jù) 這種運(yùn)移又為運(yùn)移過(guò)程中所處的 地質(zhì)條件 物理 化探環(huán)境所制約 影響 因此 油氣化探需要查明地球化 學(xué)空間場(chǎng)和時(shí)間場(chǎng)兩個(gè)方面的變化規(guī)律 換句話說(shuō) 既要在平面上區(qū)分背景區(qū) 和異常區(qū)的分布范圍和異常類型 又要查明指標(biāo)在縱向上的聚散特點(diǎn) 為異常 的解釋提供地球化學(xué)依據(jù) 正確認(rèn)識(shí)和判斷指標(biāo)的暈 源關(guān)系 這就要求在野 外調(diào)查和采樣時(shí) 不僅要在平面上均勻布點(diǎn) 而且在垂向有點(diǎn)控制 從而構(gòu)成 立體空間的地球化學(xué)測(cè)量 準(zhǔn)確地襯托出與深部油氣有關(guān)的異常 在陸地油氣 化探中 由于采樣條件與介質(zhì)的限制 只能側(cè)重于化探指標(biāo)在平面上分布特征 地球化學(xué)空間場(chǎng) 的研究 而對(duì)化探指標(biāo)在垂向上變化規(guī)律 地球化學(xué)時(shí)間 場(chǎng) 的研究比較薄弱 因此 化探成果的可信度受到影響 究其原因 主要是 在同一采樣點(diǎn)難易或不可能采到不同介質(zhì)的樣品 尤其是沉積物和地下水樣品 做不到同點(diǎn)采取 為了彌補(bǔ)這一缺陷 化探技術(shù)人員常在地質(zhì)解釋時(shí) 采取異 常迭合的辦法 即分別作沉積物和水的異常圖 而后兩張圖迭加 其結(jié)果必然 導(dǎo)致異常增多 異常面積加大 降低了化探成果的可靠性 在地質(zhì)解釋困難時(shí) 打少量的控制水井 這樣不僅增加了工作量和經(jīng)費(fèi) 影響了進(jìn)度 而且不可能 在每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上都打井 化探質(zhì)量必然受到影響 海域油氣化探的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是在同一觀測(cè)點(diǎn)能取得不同介質(zhì)的樣品 如海 水表面大氣樣 不同深度 一般分表層 中間及底層 的海水樣 海底表面沉積物 樣 淺層 1 3 米 柱狀樣 海底生物樣等 構(gòu)成了立體空間的地球化學(xué)調(diào)查 在同一 采樣點(diǎn)內(nèi)獲得時(shí)間場(chǎng)和空間場(chǎng)的地球化學(xué)資料 為追蹤油氣垂向微運(yùn)移的地球化 學(xué)形跡奠定了基礎(chǔ) 例如1 9 7 3 1 9 7 4 年在北黃海進(jìn)行化探調(diào)查時(shí) 共布觀測(cè)點(diǎn) 1 2 6 個(gè) 每個(gè)點(diǎn)在垂向上采到3 米深和o 5 米深沉積物樣各一個(gè) 底層水 深度 3 0 5 4 米 中層水 深度2 0 米左右 和表層水樣各一個(gè) 并在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)附 近采集了大氣樣 1 9 9 2 年在南海的南沙地區(qū)在同一觀測(cè)點(diǎn)上采到深層 深1 0 米 淺層 深3 米 和近海底表層沉積物樣 不同深度的三層水樣及大氣汞樣 并有航空激光熒光 紅外及航天遙感資料 為本區(qū)油氣勘探提供了較詳細(xì)的地 球化學(xué)依據(jù) 事實(shí)證明海域油氣化探之所以能全面準(zhǔn)確的揭示深部油氣信息 成 功率比較高與多層次的取得樣品 多方位的獲得信息有一定的關(guān)系 1 3 勘探程度低 以隨機(jī)布點(diǎn)為主 油氣化探是通過(guò)布置的采樣點(diǎn)了解區(qū)域地球化學(xué)特征 每一個(gè)化探點(diǎn)代表 著一定面積或控制范圍內(nèi)指標(biāo)含量的平均值 按照油氣化探規(guī)范要求 以測(cè)點(diǎn)的 密度為準(zhǔn)則 油氣化探分為概查 普查 詳查 精查四個(gè)不同級(jí)次階段 目前陸 地的大部分沉積盆地 尤其是我國(guó)中 東部 完成了化探普查 1 點(diǎn) k m 2 進(jìn)入油氣 化探詳查階段 4 點(diǎn)瓜m 2 局部做了每平方公里1 6 個(gè)點(diǎn)的化探精查 油氣化探是 按照先概查 后普查 進(jìn)一步作詳查 最后是精查的級(jí)次程序連續(xù)進(jìn)行調(diào)查的 即工作的范圍由區(qū)域到局部 調(diào)查的比例尺由小到大 異常的可信度由低到高 等 其任務(wù)與評(píng)價(jià)目標(biāo)是由勘探階段決定的 在油氣勘查的初期階段 投資具 有較大的風(fēng)險(xiǎn)性 利用化探簡(jiǎn)便 快速 成本低的優(yōu)勢(shì) 通過(guò)中一小比例尺低 精度的化探概查和普查 預(yù)測(cè)盆地含油氣的可能性 指出找油氣的有利區(qū)帶 從戰(zhàn)略上為油氣勘查提供依據(jù) 此時(shí)的化探異常反映了油氣分布的區(qū)域性變化 特征 隨著油氣化探調(diào)查精度的不斷提高和深入 大比例尺高精度的詳查和精 查可評(píng)價(jià)圈閉的含油氣性或圈定油氣藏的有效范圍 化探異常指示了油氣聚集 的具體特征 然而我國(guó)海域油氣化探測(cè)點(diǎn)布置的隨意性很大 許多測(cè)區(qū)布點(diǎn)密 度達(dá)不到化探最基本的要求 給資料研究和油氣遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)帶來(lái)很大的困難 我 國(guó)海域油氣化探雖然起步較早 但由于認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)和資金 設(shè)備的不足 進(jìn)展緩 慢 勘探程度很低 處于小比例尺的化探概查階段 各海區(qū)只有很稀的化探點(diǎn)或幾 條剖面線控制 而且取樣點(diǎn)的均勻程度極差 以隨機(jī)布點(diǎn)為主 在平面上呈現(xiàn)以點(diǎn) 帶面或以線帶區(qū)的特點(diǎn) 近幾年來(lái) 世界各國(guó)為了控制海域油氣資源 海域地盤爭(zhēng)奪異常激烈 南海尤 為突出 黃海和東海次之 我國(guó)加快了海洋油氣資源調(diào)查和勘探步伐 為油氣化探 帶來(lái)了生機(jī) 我國(guó)海域油氣化探調(diào)查由于跨越年代與間隔時(shí)間長(zhǎng) 調(diào)查單位又各 自為戰(zhàn) 缺乏可遵循的統(tǒng)一勘探規(guī)范和分析標(biāo)準(zhǔn) 因此制約了資料的應(yīng)用 加之我 4 國(guó)海域遼闊 面積大 地質(zhì)條件復(fù)雜 化探樣品的巖性與深度 包括海水深度 變化 大 干擾因素甚多 導(dǎo)致各測(cè)點(diǎn)化探數(shù)據(jù)變異大 含量高低相差懸殊 給資料的統(tǒng)一 應(yīng)用和研究帶來(lái)一定的困難 1 4 千擾因素集中且強(qiáng)烈 化探檢測(cè)到的深部油氣信息 一般比較微弱 而且研究的課題又是十分復(fù)雜 多變 化探指標(biāo)極易受到工業(yè) 農(nóng)業(yè) 大氣 人文等諸多污染源及地形 地貌 植被 氣候及巖性等因素的影響 引起化探指標(biāo)含量的起伏變化 使化探成果具 有多解性 從某種意義上講 油氣化探的地質(zhì)效果與異常的可靠性 取決于對(duì) 干擾因素的抑制程度 與陸地相比 海洋油氣化探的干擾因素較為 單一 其主要影響因素是現(xiàn) 代生物地球化學(xué)作用和沉積物巖性 包括 顏色 粒度 碳酸鹽含量 其中前 者影響最為突出 眾所周知海洋中生物群極為發(fā)育 在低溫 缺氧及低硫酸鹽 環(huán)境下 厭氧細(xì)菌對(duì)其改造 分解形成與油氣成份相似的烴類 從分析測(cè)試技術(shù) 上很難區(qū)分油氣與非油氣形成的烴類氣體 如何消除或約束干擾 關(guān)系到海洋 油氣化探持續(xù)發(fā)展的重要課題 也是必須解決的難題 所以在石油天然氣地球化 學(xué)勘探技術(shù)規(guī)范中 明確規(guī)定了干擾因素調(diào)查與研究的具體內(nèi)容 1 5 本文的研究目標(biāo)和主要內(nèi)容 油氣地球化學(xué)勘查 簡(jiǎn)稱油氣化探 是系統(tǒng)地從沉積物 巖石 氣體 水 體及動(dòng)植物等介質(zhì)中檢測(cè)烴類及其伴生物和蝕變產(chǎn)物 預(yù)測(cè)盆地的含油氣遠(yuǎn)景 指出油氣富集區(qū)帶 評(píng)價(jià)區(qū)塊 構(gòu)造 的含油氣性提供探井試油層段的一種方 法 是尋找油氣藏的直接方法 但受諸多因素的干擾和影響 所以正演都有唯 一的解 而反演具有多解性 這就要求技術(shù)人員根據(jù)工區(qū)具體的地質(zhì)條件 借 助于計(jì)算機(jī)技術(shù) 應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)與處理方法 約制干擾 選取指標(biāo) 提取油氣 信息 從而達(dá)到尋找深部油氣藏的目的 海域油氣化探數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究的目的在于從分析測(cè)試的大量數(shù)據(jù)中 剔 除各類誤差和干擾因子 為油氣化探最優(yōu)提取化探指標(biāo) 建立有效指標(biāo)組合 合理的背景值和異常值提供科學(xué)依據(jù)及軟件系統(tǒng) 作者在參與國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 8 6 3 計(jì)劃 船載地球化學(xué)快速測(cè)試 系統(tǒng)研制與應(yīng)用研究 課題中 注 課題編號(hào) 2 0 0 la a6 1 1 0 2 0 0 2 0 2 結(jié)合 海域油氣化探實(shí)踐資料和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)新技術(shù)對(duì)陸地傳統(tǒng)的油氣化探數(shù)據(jù)處 理方法進(jìn)行改進(jìn) 實(shí)現(xiàn)了多指標(biāo) 多約束條件下的最優(yōu)提取指標(biāo)的新方法 建 立了海域油氣化探數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng) 該項(xiàng)研究具有較高的應(yīng)用價(jià)值和良好的用 戶界面 提出了從分析數(shù)據(jù) 地質(zhì)觀測(cè)參數(shù)等原始資料的可利用程度和合成開(kāi)始 按照化探工作流程及評(píng)價(jià)程序 分別建立了具有共同理論基礎(chǔ)的不同的處理方 法 即 優(yōu)選指標(biāo)組合 抑制干擾因素 確定異常及定量評(píng)價(jià)異常等子系統(tǒng) 它們既是獨(dú)立的 又是環(huán)環(huán)相扣 缺一不可的數(shù)據(jù)處理方法 提出了數(shù)據(jù)使用價(jià)值分析的多種方法 將前人認(rèn)為不能參加運(yùn)算的定性參 數(shù) 如沉積顏色差異 粒度分級(jí)等 賦予定量化數(shù)值 將不同含量單位 量綱 及數(shù)值大小的定量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后 均可直接參加運(yùn)算 增強(qiáng)了用于定量研究的 可能性 提高了數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍 開(kāi)拓了定量校正干擾因素的處理方法 在這之前只有個(gè)別化探工作者對(duì)干 擾進(jìn)行過(guò)定性研究 例如巖性對(duì)指標(biāo)含量的影響 一般不予考慮 常用主巖性 代替全部巖性進(jìn)行研究 也有的學(xué)者采用對(duì)巖性進(jìn)行分類的定性校正方法 而 作者提出的定量校正方法 是將全部樣品的巖性校正到均一粒度或相同巖性的 背景上 求取異常 使化探成果更加科學(xué) 合理 建立了量化確定與評(píng)價(jià)異常方法 提出了用判別函數(shù)值等量化異常 用綜 合評(píng)價(jià)指數(shù)劃分異常級(jí)別 進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià) 這些技術(shù)在油氣化探中首次提出 是帶有方向性研究課題 并且在實(shí)踐中展現(xiàn)了良好的應(yīng)用效果 6 第二章海域油氣化探數(shù)據(jù)處理現(xiàn)狀及 建立數(shù)據(jù)處理方法的意義與原則 2 1 數(shù)據(jù)處理方法的引進(jìn)過(guò)程 借助于計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)研究和解決地球化學(xué)問(wèn)題是在長(zhǎng)期實(shí) 踐中逐漸發(fā)展起來(lái)的 f 新興科學(xué) 早在1 9 世紀(jì)初 萊伊爾 l y e l l t 8 4 0 應(yīng) 用統(tǒng)計(jì)方法研究地層中的生物種屬及其對(duì)比 2 0 世紀(jì)3 0 年代地學(xué)界引進(jìn)統(tǒng)計(jì)檢 驗(yàn)和方差分析 4 0 年代回歸分析和簡(jiǎn)單相關(guān)分析用來(lái)研究化學(xué)元素含量之間的 相互關(guān)系 5 0 年代電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展也使地學(xué)界的科技進(jìn)步進(jìn)入一個(gè)新的階段 6 0 年代 一些多變量統(tǒng)計(jì)方法解決了地質(zhì)學(xué)中長(zhǎng)期以來(lái)不能解決的問(wèn)題 礦 床和礦物含量的變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)等 作為地質(zhì)學(xué)的新流域 地球化學(xué)是以大量 的分析數(shù)據(jù)為研究目標(biāo) 它的興起與成長(zhǎng)更加依賴于數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)的發(fā)展 在油氣化探領(lǐng)域中化學(xué)分析測(cè)試首先應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法 如為了判斷分析 結(jié)果是否準(zhǔn)確可靠 通常用方差和標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)衡量 為了消除系統(tǒng)誤差和偶然 誤差 除進(jìn)行重復(fù)分析外 也借助于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法 在油氣化探資料整理研究 過(guò)程中 化探技術(shù)人員于上世紀(jì)6 0 年代開(kāi)始重視數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用 從最初 的對(duì)分析測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比 用其相對(duì)的高值確定異常 由于高含量存在 許多不確定因素 異常與油氣關(guān)系不明確 到7 0 年代中期應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法確定背 景值 將大于背景值者定為異常 提高了化探異常的可信度 后來(lái)又引入迭代 統(tǒng)計(jì) 穩(wěn)健主分量分析等方法研究地球化學(xué)場(chǎng)特征 在背景的基礎(chǔ)上加上標(biāo)準(zhǔn) 差作為異常下限劃分異常 使異常更加逼近油氣藏的空間范圍 有效地提高了 化探的預(yù)測(cè)成功率 近二十年來(lái) 油氣化探分析測(cè)試方法基本穩(wěn)定 一直沿用著己成熟的烴類 氣體和芳烴等方法 但化探成效及其成功率提高很快 被勘查家視為油氣資源 調(diào)查的重要方法之一 之所以如此 同計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展有直接關(guān)系 數(shù)據(jù) 處理技術(shù)與方法 已是當(dāng)前油氣化探科研與生產(chǎn)不可缺少的手段 我國(guó)油氣化探 工作者在上世紀(jì)七十年代中期開(kāi)始引進(jìn)多元統(tǒng)計(jì)方法 使化探異常的確定 從依 靠指標(biāo)的絕對(duì)含量發(fā)展為異常下限的概念 八十年代中后期初步建立起陸地化 探數(shù)據(jù)處理方法 提出了包括背景分析 異常確定 異常識(shí)別和解釋 質(zhì)量檢查 等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法 九十年代初 數(shù)據(jù)處理技術(shù)與方法被列入了石油天然氣地球化 學(xué)勘查技術(shù)規(guī)范 從此海域油氣化探也就沿用著陸地油氣化探的數(shù)據(jù)處理程序 與方法 2 2 海 陸化探數(shù)據(jù)處理的背景 已有的陸地化探數(shù)據(jù)處理方法基本出發(fā)點(diǎn)是運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析和地質(zhì)統(tǒng)計(jì) 方法 建立區(qū)域均一背景值加標(biāo)準(zhǔn)偏差作為異常下限 提取高濃度或局部相對(duì)高 濃度的異常 其主要方法有 2 2 1 多母體 含多個(gè)異常總體時(shí) 混合總體篩分的方法用以確定背景與異 常母體并計(jì)算各自均值 標(biāo)偏 從而確定背景與異常下限 一般采用背景母體 右拐點(diǎn) 即牙 1 9 6 s o 為異常下限 2 2 2 實(shí)際工作中 通過(guò)作直方圖的方法來(lái)確定異常母體與背景母體 并依 據(jù)均值加n 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作異常下限 n 值一般取0 5 2 0 有時(shí)直接從直方圖上 讀取 這在背景母體與異常母體分離很好時(shí)尤其適用 2 2 3 由于以上n 值的選取帶有經(jīng)驗(yàn)性 常利用等直線圖中異常形態(tài)規(guī)則及 已知區(qū)吻合程度 動(dòng)態(tài)確定異常下限并反推n 值 從而較好地確定異常下限 2 2 4 采用迭代切尾法是在求取背景母體的基礎(chǔ)上 大致確定異常 但當(dāng)背 景母體不服從正態(tài)分布時(shí) 有時(shí)樣本點(diǎn)迭代去了一半仍不服從正態(tài) 用偏度 峰度檢驗(yàn) 此時(shí)應(yīng)改用其它方法為宣 2 2 5 也也有人利用工區(qū)內(nèi)異常幾率1 0 2 0 為準(zhǔn)則并參照異常形態(tài)大致確 定異常 但是在完全背景區(qū) 即無(wú)油氣區(qū) 作油氣化探時(shí) 強(qiáng)制性確定異常 1 0 2 0 將導(dǎo)致異常解釋和評(píng)價(jià)的誤解和困惑 在油氣藏大比例尺測(cè)量時(shí) 異 常母體樣本數(shù)可能占有百分比高于2 0 2 2 6 迭代切尾 均值加標(biāo)準(zhǔn)偏差法 把背景當(dāng)作一個(gè)水平面 然而許多工 區(qū)園地質(zhì)背景單元不同 具有不同的背景母體 常采用分區(qū)作圖拼結(jié)法確定異 常 分區(qū)邊界異常拼結(jié)有許多處理方法 2 2 7 當(dāng)研究區(qū)背景為一變化的規(guī)則曲面時(shí) 常用趨勢(shì)面或泛克立格法來(lái)確 定背景與異常 實(shí)際應(yīng)用中 考慮與已知區(qū)和經(jīng)驗(yàn)成果 采用2 4 階次為宜 也有采用剩余值總和與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)比值作為異常下限并取得了較好效果 2 2 8 有些地區(qū)采用以上方法均不理想 其化探數(shù)據(jù)離散度很大 變異系數(shù) 大于3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定 為了突出低背景中的異常和分離高濃度區(qū)的背景 常用窗口滑動(dòng)平均或框架濾波的辦法提取異常 2 2 9 依據(jù)油氣化探異常主要為 邊高中低 環(huán)狀異常模式 用數(shù)據(jù)空間上 的變化梯度來(lái)圈定異常的梯度分析法被廣泛采用 2 2 1 0 依據(jù)分形理論 變差函數(shù)圖 基臺(tái)值 作為劃分異常的準(zhǔn)則具有重要 意義 上述系統(tǒng)適合于指標(biāo)含量高低差別不大 正態(tài)程度較高 且測(cè)網(wǎng)規(guī)則或均勻 布點(diǎn)條件下的專門面積化探調(diào)查 但是 海域化探工作 都是隨航與其它調(diào)查項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行的 調(diào)查范圍一般很 大 測(cè)點(diǎn)稀少 布點(diǎn)的隨機(jī)性很強(qiáng) 多以剖面為主 均勻程度差 一般屬于查明區(qū)域 含油氣性的化探概查 總之 海域油氣化撩從布點(diǎn) 調(diào)查精度 目地任務(wù)及地 質(zhì)一地球化學(xué)背景等均有別于陸地 當(dāng)前海域油氣化探數(shù)據(jù)處理技術(shù) 是沿用 陸地油氣化探與金屬化探的傳統(tǒng)方法 由于缺乏有效的針對(duì)性 未能最大限度 地抑制干擾 突出化探異常 至使化探應(yīng)用效果在很多地區(qū)不理想 制約了海 域油氣化探的發(fā)展 所以結(jié)合海域油氣化探特點(diǎn) 建立多參數(shù) 多約束條件下 的最優(yōu)提取指標(biāo)技術(shù) 有一定的理論意義與應(yīng)用價(jià)值 2 3 數(shù)據(jù)處理的重要性 油氣化探是從大量的分析測(cè)試數(shù)據(jù)和諸多地質(zhì)參數(shù)中 通過(guò)技術(shù)人員的歸納 分析 提取油氣信息 獲得規(guī)律性的總結(jié) 達(dá)到尋找油氣藏的目的 顯而易見(jiàn) 數(shù) 據(jù)處理在油氣化探中起著十分重要的作用 數(shù)據(jù)處理是以數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)作為基本工具進(jìn)行運(yùn)作的 有利于將地球化學(xué) 的問(wèn)題用數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來(lái) 將定性資料變成定量的概念 油氣化探中有較 多數(shù)據(jù)與工作 需要采取多種多樣的方案試驗(yàn)比較 或者是多次反復(fù)的試驗(yàn) 從中挑選出最佳方案或者計(jì)算結(jié)果 更有意義的是 利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù) 可 以進(jìn)行原來(lái)技術(shù)人員無(wú)法進(jìn)行的計(jì)算 模擬及尋找化探數(shù)據(jù)和參數(shù)之間的內(nèi) 在聯(lián)系 追蹤數(shù)據(jù) 規(guī)律 與油氣藏的關(guān)系 為地球化學(xué)工作者的綜合研究 與地質(zhì)解釋提供新的途徑和方法 換句話講 數(shù)據(jù)處理技術(shù)引入油氣化探 將會(huì)使該學(xué)科及找油氣方法發(fā)生一個(gè)深刻的變革 我國(guó)是世界上僅次于美國(guó)的能源消耗大國(guó) 油氣產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng) 濟(jì)發(fā)展的需要 油氣供需矛盾日益突出 面臨大量進(jìn)口石油的嚴(yán)峻形式 發(fā) 展新的找油氣技術(shù) 開(kāi)拓油氣新領(lǐng)域 增儲(chǔ)上產(chǎn)是每個(gè)石油工作者不可推卸 的責(zé)任 化探是尋找石油與天然氣的直接方法 速度快 成本低 效果好 油氣生產(chǎn)的日益需要 促使該學(xué)科發(fā)展和相關(guān)技術(shù)的日臻完善 建立相應(yīng)的 海域化探數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 開(kāi)發(fā)實(shí)用的數(shù)據(jù)處理方法 包括軟件 具有一定的 意義 作者認(rèn)為化探是以大量分析數(shù)據(jù)為依據(jù) 研究油氣聚散規(guī)律 傳統(tǒng)的 經(jīng)驗(yàn)性和宣觀性的資料整理方法 已不適應(yīng)和滿足工組需要 我們開(kāi)發(fā)了以 計(jì)算機(jī)為基本工具 以數(shù)學(xué)作為科學(xué)語(yǔ)言的新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)與方法 使化 探工作者從費(fèi)時(shí)繁雜的手工計(jì)算中解脫出來(lái) 將更多的精力和時(shí)間用在綜合 地質(zhì)解釋和研究化探異常分布規(guī)律上 也為定量校正干擾因素 突出異常及 模擬試驗(yàn)等莫定了基礎(chǔ) 2 4 建立數(shù)據(jù)處理方法的基本原則 2 4 1 數(shù)據(jù)處理方法必須建立在可靠的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上 將地球化學(xué)問(wèn)題用 數(shù)學(xué)形式合理地表達(dá)出來(lái) 通過(guò)算法語(yǔ)言進(jìn)行迅速計(jì)算 2 4 2 由于海洋油氣化探分析測(cè)試的數(shù)據(jù)在成因上具有多源性 在統(tǒng)計(jì)上具 有隨機(jī)性不確定性的特點(diǎn) 同時(shí)還有區(qū)域化交量的結(jié)構(gòu)性差異 因此 要求提 取指標(biāo)組合或確定異常的數(shù)據(jù)處理方法需多樣化 便于驗(yàn)證和映照 對(duì)比 避 9 免單一方法的偏面性和失真 從而找出研究體內(nèi)地球化學(xué)數(shù)量特征與內(nèi)在統(tǒng)計(jì) 規(guī)律 2 4 3 所選用的數(shù)據(jù)處理方法 不僅有提取指標(biāo)組合的定性功能 而且還要 有 量 的概念 便于定量校正和定量評(píng)價(jià) 2 4 4 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的算法及其過(guò)程 力求嚴(yán)謹(jǐn) 易行 穩(wěn)定 計(jì)算功能齊 全 操作方便 計(jì)算結(jié)果具有精度高 準(zhǔn)確性強(qiáng) 2 4 5 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)最終要有利于油氣礦床的預(yù)測(cè) 評(píng)價(jià) 適應(yīng)于海域油氣化探數(shù)據(jù)處理技術(shù)與方法設(shè)計(jì)的具體功能如圖1 指標(biāo)組合計(jì)算 定性數(shù)據(jù)定量化 變量組合運(yùn)算 定量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 卜 極差正規(guī)化 i 極差標(biāo)準(zhǔn)化 1 i 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化 卜中心標(biāo)準(zhǔn)化 卜 總和標(biāo)準(zhǔn)化 l 最大值標(biāo)準(zhǔn)化 概率統(tǒng)計(jì) 正態(tài)分布檢驗(yàn) 離群點(diǎn)識(shí)別與處理 i 識(shí)別 卜 處理 線性插值 i 卜l a g r a n g e 插值 l ra i t k e n 插值 j i a k m i r n a 插值 l 卜h e r m i r g 插值 l拋物線插值 一三次樣條插值 平面 插值 象限近點(diǎn)距離法 二元全區(qū)間插值 圖l 油氣化探數(shù)據(jù)處理方法設(shè)計(jì) 方差分析 單因素方差分析 舶分t 耋 黧 趨勢(shì)分析 判斷分析 二類判別分析 多類判別分析 聚類分析l q 型聚類分析 i f r 型漿類分析 因子分析i q 型因子分析 r 型因子分析 對(duì)應(yīng)分析 相關(guān)分析 2 5 小結(jié) 本章主要簡(jiǎn)述了海域油氣化揉數(shù)據(jù)處理的現(xiàn)狀及處理方法的引進(jìn)過(guò) 程 針對(duì)海域油氣化探的特殊性 提出了建立海域油氣化探數(shù)據(jù)處理的意義和 原則 避免單一方法的偏面性和失真 從而找出研究體內(nèi)地球化學(xué)數(shù)量特征與 1 0 內(nèi)在統(tǒng)計(jì)規(guī)律 將地球化學(xué)問(wèn)題用數(shù)學(xué)形式合理地表達(dá)出來(lái) 便于定量校正和 定量評(píng)價(jià) 計(jì)算結(jié)果具有精度高 準(zhǔn)確性強(qiáng) 有利于油氣礦床的預(yù)測(cè) 評(píng)價(jià) 第三章化探的數(shù)據(jù)處理 3 1 數(shù)據(jù)使用價(jià)值分析 油氣化探數(shù)據(jù)資料 一般有兩部分組成 一是實(shí)驗(yàn)室中各指標(biāo)的分析測(cè)試 數(shù)據(jù) 二是地質(zhì)一地球化學(xué)調(diào)查的觀測(cè)數(shù)據(jù) 它們不僅數(shù)據(jù)量大 而且是性質(zhì) 不同的數(shù)據(jù)對(duì) 前者數(shù)據(jù)中大部分與油氣藏有一定的關(guān)系 包括成因關(guān)系 演 變關(guān)系 環(huán)境關(guān)系等 但也混滲有與油氣藏?zé)o關(guān)的干擾因素 如 人文污染 近代生化作用 生物排泄 分析誤差等 而后者數(shù)據(jù)中大部分是影響或控制前 者的環(huán)境因子 如樣品的質(zhì)量一沉積物的顏色 粒度 化學(xué)成分 采樣條件一 深度 年份與季節(jié)等 這兩類數(shù)據(jù)從性質(zhì)上講 分析化驗(yàn)資料是定量的 而地 質(zhì)觀測(cè)資料是定性的 油氣化探技術(shù)人員需要或想辦法創(chuàng)造統(tǒng)一的尺度和條件 將這兩類表面上互不相干 實(shí)為因果關(guān)系的資料融匯在一起 提取油氣信息 達(dá)到預(yù)測(cè)油氣藏的目的 要實(shí)現(xiàn)或達(dá)到這個(gè)目的 在數(shù)據(jù)處理之前 一方面要 鑒別數(shù)據(jù)的使用價(jià)值 了解數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)或可信度 對(duì)數(shù)據(jù)去偽存真顯得尤為重 要 另一方面由于化探指標(biāo)的含量單位不一致 地質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的量綱不同 將 原始數(shù)據(jù) 包括分析化驗(yàn)與地質(zhì)觀測(cè)的 直接用于計(jì)算往往是不合適的 因此 在進(jìn)行正式計(jì)算之前需要對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理 形成供進(jìn)一步計(jì)算使用的數(shù) 據(jù) 化探數(shù)據(jù)預(yù)處理一般包括變量的組合及參數(shù)計(jì)算 定量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化 定 性數(shù)據(jù)的定量化變換 原始數(shù)據(jù)均勻化和增補(bǔ) 離散數(shù)據(jù)的判定及處理等步驟 在本次海域的應(yīng)用研究中的流程如圖2 其中原始數(shù)據(jù)文件應(yīng)該為一個(gè)行列式排 列的數(shù)據(jù)體 圖2 數(shù)據(jù)使用價(jià)值分析方法與流程 乎 3 1 1 指標(biāo)的組合計(jì)算 根據(jù)成因不同 將眾多的指標(biāo)以不同的數(shù)學(xué)方法組合在一起而構(gòu)成新的變 量 以提高信息的綜合性及充分使用 這些算法包括累加指數(shù) 比例指數(shù) 對(duì) 數(shù)指數(shù) 變量乘除等等 計(jì)算每個(gè)變量的和 均值 均方差 平均差 標(biāo)準(zhǔn)差 等參數(shù) 例如 在本次的應(yīng)用中 由c 1 c 5 計(jì)算輕烴總烴 計(jì)算甲烷干燥系 數(shù)c l c l c 2 c 3 c 4 濕度比 c 2 c 3 c 4 c 1 c 2 c 3 c 4 1 0 0 平衡比 cl c 2 c 3 c 4 特征比 c 4 c 3 等等 3 1 2 定性數(shù)據(jù)定量化 為了使定性數(shù)據(jù)能夠用于定量研究 直接參加運(yùn)算 必須將定性數(shù)據(jù)的符 號(hào)或代碼賦予定量數(shù)值 在本次設(shè)計(jì)中定量化分為二態(tài)定量和有序型多態(tài)定量 兩種 二態(tài)即 非此即彼 例如 可根據(jù)對(duì)氣態(tài)烴的吸附性把海底砂質(zhì)沉積物賦 值0 泥質(zhì)沉積物賦值l 有h 2 s 氣味道樣品賦值1 沒(méi)有此氣味道賦值0 此 變換后的0 l 可與極差正規(guī)化變換后的定量數(shù)據(jù)混合使用 極差正規(guī)化是將數(shù) 據(jù)均壓縮n o 1 內(nèi) 因此 經(jīng)0 1 變換后的定性數(shù)據(jù)可看作是定量數(shù)據(jù)的兩種 極端狀態(tài) 多態(tài)定量 可以把描述性的關(guān)鍵詞根據(jù)其地質(zhì)含義分別賦值 例如 將海 底沉積物分為中細(xì)粒砂 粉砂 粉砂質(zhì)粘土 粘土 定量為0 1 2 3 也可 根據(jù)需要非等差式賦值為0 l 3 5 等 這樣在程序中可把不同的數(shù)據(jù)賦不同 的顏色或圖標(biāo) 為以后的繪圖設(shè)計(jì)提供方便 3 1 3 原始數(shù)據(jù)的均勻化和增補(bǔ) 由于和陸地化探不一樣 海洋化探取樣往往受局限性大