深地油气精准导航随钻声波测井数据实时标定方法与系统

所属的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（ram）、内存、只读存储器（rom）、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

背景技术：

1、深地精准导航技术可用于深部油气勘探，指导钻井人员优化井轨迹到油气藏指定位置以获得最大的泄油面积和最佳的采收率，成为提高单井油气产量和油田开发效益的前沿技术。在实时钻进过程中，由于仪器、泥浆钻井液等非地层因素对测井曲线产生不可忽视的影响，干扰了后续对地层岩性反演的工作。因此，需要一种适合于随钻测井资料的调优算法，用于消除不同井次测井曲线的量纲差异、非地层因素的噪声影响、测量深度误差，提升储层随钻预测模型的准确性与效率。

2、深地精准导航技术，作为一项引领深部油气勘探领域的重要技术，正在迅速成为改变游戏规则的关键因素。当今世界面临着日益严峻的能源挑战，对于油田开发的效率和产量提升需求迫在眉睫。在这个紧迫的形势下，深地精准导航技术的重要性变得不可忽视。

3、油气勘探中，钻井的井轨迹优化至关重要，它直接影响着油气藏的开发效益。深地精准导航技术通过提供高精度的定位能力，使钻井人员能够将井筒准确导向油气藏的特定位置，以获取最大的泄油面积和最佳的采收率。这项技术的应用不仅可以大幅提升单井的油气产量，还有望在整个油田开发中实现极大的经济效益。

4、然而，深地精准导航技术在实时钻进过程中面临着严峻的挑战。仪器误差、泥浆钻井液的影响等非地层因素，常常给测井曲线带来不可忽视的干扰，使得对地层岩性的解释和预测变得困难重重。这意味着我们必须紧急开发一种适应随钻测井数据的调优算法，以应对这些挑战。

5、这种调优算法需要解决多个关键问题。首先，它必须能够消除不同井次测井曲线之间的量纲差异，使得数据能够进行可靠的比较和分析。其次，该算法还必须具备降噪的能力，有效地去除非地层因素引入的干扰，提升地层特性解释的准确性。此外，精确的测量深度信息对于储层随钻预测模型的构建至关重要，因此，深度校正方法的精确性也是不容忽视的。

6、通过应用这种紧急开发的调优算法，我们将能够大幅提高储层随钻预测模型的准确性和效率。这将为决策制定者和技术研究人员提供更可靠的数据支持，帮助他们更好地理解油气藏的特性和分布规律，从而优化钻井方案、提高油气产量，并应对迫在眉睫的能源挑战。深地精准导航技术的重要性不容忽视，它将引领油气勘探行业朝着更加高效和可持续的发展方向迈进。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即现有的钻井过程中，无法自动对地层界限进行识别适应各种不同深度的地质的问题，本发明提供了一种深地油气精准导航随钻声波测井数据实时标定方法，所述方法包括：

2、步骤s100，实时获取随钻声波曲线数据并进行异常值处理获得剔除异常值的声波曲线数据；所述随钻声波曲线数据为以batch的形式获得；获取已钻井的历史声波曲线数据；

3、步骤s200，对当前batch的剔除异常值的声波曲线数据根据所述历史声波曲线数据进行拉伸、平移变换，获得标准化后的随钻声波参数数据；

4、步骤s300，判断所述标准化后的随钻声波参数数据和历史声波曲线数据的合理性，得到合理性判断结果；若所述合理性判断结果为通过，则进入步骤s400；若所述合理性判断结果为不通过则进入步骤s100并调整异常值处理的判定条件并重新进行合理性判断；

5、步骤s400，基于所述已钻井的历史声波曲线数据进行井震标定获得已钻井的历史声波曲线数据的时深关系；

6、基于当前batch的标准化后的随钻声波参数数据进行井震标定获得当前batch的实钻时深关系；

7、步骤s500，基于所述当前batch的实钻时深关系进行插值，获得插值后的当前batch的实钻时深关系；

8、步骤s600，对所述插值后的当前batch的实钻时深关系进行校正，获得校正后的当前batch的实钻声波曲线；

9、步骤s700，基于所述当前batch的实钻声波曲线完成当前batch的精确深度矫正，回到步骤s100基于下一batch的随钻声波曲线数据进行随钻精确深度的确定。

10、在一些优选的实施方式中，所述异常值处理，为通过孤立森林方法进行异常值处理：

11、步骤s110，将随钻声波曲线数据作为待处理数据集；

12、步骤s120，从待处理数据集中随机抽取个数据点构成待处理数据子集存入根节点；

13、步骤s130，从待处理数据集中随机选定一个维度q，在维度q中随机产生一个分割点；其中分割点满足，i表示序号；

14、步骤s140，根据切割点p生成将维度q中数据划分为两个子空间的超平面，指定数值小于p的维度q的数据点放入第一叶子节点，数值大于或等于p的数据点放入第二叶子节点；

15、步骤s150，递归步骤s130至步骤s140所述的方法，直至所有的叶子节点都只有一个数据点或孤立树已经达到预设的高度；

16、步骤s160，重复步骤s130至步骤s150所述的方法，直至生成t个孤立树；其中，t个孤立树表示：孤立树没有叶子节点的外部节点，或有两个叶子节点和一个内部节点test；在t个孤立树的内部节点test由维度q和一个分割点p组成，q<p的点属于，反之属于；

17、步骤s170，所述t个孤立树即为孤立树森林，令每个数据点遍历每一个孤立树，计算数据点在每一个孤立树的高度即数据点从所在孤立树的根节点到叶子节点经过的边的数量；从而计算数据点在孤立树森林中的平均高度，对所有数据点的平均高度做归一化处理，获得归一化的数据点平均高度；

18、步骤s180，基于所述归一化的数据点平均高度，计算异常值分数：

19、；

20、其中，表示个数据点所构建的二叉树路径长度的平均值，e（*）表示期望；

21、；

22、其中，表示调和数，通过估算，0.5772156649为欧拉常数；

23、当所述异常值分数小于预设的异常值阈值s时，将对应的数据点剔除，获得剔除异常值的声波曲线数据，，，表示剔除异常值的地震资料中的数据点数。

24、在一些优选的实施方式中，所述步骤s200，具体包括：

25、步骤s210，计算当前batch的剔除异常值的声波曲线数据的均值估计值和方差估计值：

26、；

27、；

28、表示一个batch中的样本个数，j表示计数算子序号，i表示样本序号，n与的含义一致；

29、步骤s220，计算历史ac曲线数据的标准差，对当前batch的剔除异常值的ac曲线数据进行拉伸压缩变换：

30、；

31、表示拉伸压缩变换后得到的ac数据，表示当前batch的剔除异常值的ac曲线数据的第k个样本点的ac值；

32、步骤s230，对所述拉伸压缩变换后得到的ac数据，基于历史ac曲线数据的均值标准值进行平移变换：

33、；

34、表示平移变换后得到的标准化后的随钻声波参数数据。

35、在一些优选的实施方式中，所述步骤s300，具体包括：

36、步骤s310，分别计算变换后的随钻ac参数数据的概率分布曲线和已钻井的ac参数数据的概率分布曲线；

37、步骤s320，基于和计算概率分布曲线面积交集和概率分布曲线面积并集；

38、步骤s330，基于所述和计算质量控制参数；

39、步骤s340，比对所述质量控制参数u与设定的质量控制阈值的大小；

40、当所述质量控制参数u大于或等于设定的质量控制阈值时，合理性判断结果为通过，进入步骤s400；

41、当所述质量控制参数u小于设定的质量控制阈值时，合理性判断结果为不通过，进入步骤s100并调整异常值阈值s。

42、在一些优选的实施方式中，所述井震标定，其方法为：

43、基于每个已知井位的测井资料中的声波时差曲线和密度曲线做乘积运算获取波阻抗曲线，进而计算反射系数曲线；

44、以目标层段地震主频为依据构建雷克子波，将雷克子波与反射系数曲线褶积计算后，得到合成地震记录；

45、将每个钻井井位井眼处的标志层深度数据与标志层的等时三维展布对应，计算合成地震记录与井旁地震道扩频模拟子波的相关性，当波形相关性高于预设的相关阈值时，井震标定完成，获得测井深度与地震反射波双程旅行时之间的时深转化关系：

46、；

47、其中，表示声波测井标志层深度对应的地震资料的双程旅行时；为声波时差；为测井曲线数据采样间隔；为地震波双程旅行时。

48、在一些优选的实施方式中，所述步骤s500，具体包括：

49、将当前batch的实钻时深关系和已钻井的历史声波曲线数据的时深关系，依照时间进行样条插值为一致的插值后的当前batch的实钻时深关系和插值后的已钻井的历史声波曲线数据的时深关系；

50、与一致。

51、在一些优选的实施方式中，所述步骤s600，具体包括：

52、步骤s610，基于所述与已钻井的历史声波曲线数据的时深关系，矫正当前batch的实钻时深关系中的深度值，获得矫正后的当前batch的实钻时深关系；

53、步骤s620，基于矫正后的当前batch的实钻时深关系中的深度值，查询声波时差资料，获取当前batch的精确声波曲线数据。

54、本发明的另一方面，提出了一种深地油气精准导航随钻声波测井数据实时标定系统，所述系统包括：

55、数据采集及异常值处理模块，配置为实时获取随钻声波曲线数据并进行异常值处理获得剔除异常值的声波曲线数据；所述随钻声波曲线数据为以batch的形式获得；获取已钻井的历史声波曲线数据；

56、数据标准化模块，配置为对当前batch的剔除异常值的声波曲线数据根据所述历史声波曲线数据进行拉伸、平移变换，获得标准化后的随钻声波参数数据；

57、合理性判断模块，配置为判断所述标准化后的随钻声波参数数据和历史声波曲线数据的合理性，得到合理性判断结果；若所述合理性判断结果为通过，则进入井震标定模块；若所述合理性判断结果为不通过则进入数据采集及异常值处理模块并调整异常值处理的判定条件并重新进行合理性判断；

58、井震标定模块，配置为基于所述已钻井的历史声波曲线数据进行井震标定获得已钻井的历史声波曲线数据的时深关系；

59、基于当前batch的标准化后的随钻声波参数数据进行井震标定获得当前batch的实钻时深关系；

60、插值模块，配置为基于所述当前batch的实钻时深关系进行插值，获得插值后的当前batch的实钻时深关系；

61、时深关系校正模块，配置为基于所述插值后的当前batch的实钻时深关系对所述已钻井的历史声波曲线数据的时深关系，获得校正后的当前batch的实钻声波曲线；

62、精确深度计算模块，配置为基于所述当前batch的实钻声波曲线完成当前batch的精确深度矫正，回到数据采集及异常值处理模块基于下一batch的随钻声波曲线数据进行随钻精确深度的确定。

63、本发明的有益效果：

64、（1）本发明通过实时上传的随钻测井曲线，自动识别地层界限，自适应地对随钻声波曲线进行调优，提高了最终得到的随钻声波曲线的精度，并提高了随钻声波曲线预测值在不同深度的适用性；

65、（2）通过正态概率分布覆盖面积比进行质量控制，能够提高异常值剔除的准确性，即剔除了干扰因素又保留了正确信息；

66、（3）本发明基于声波时差曲线计算出的合成地震记录，通过井震标定获得实钻资料的时深转换，利用工区内已有的时深关系矫正随钻声波时差曲线的测量深度，提高了随钻声波曲线的精度。