CN114063194A - 一种自然电位曲线的基线漂移校正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自然电位曲线的基线漂移校正方法及系统，首先基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次；然后对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线；最后舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M‑1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。本发明可以对自然电位曲线的基线进行有效、准确地校正，并可以同时进行大批量的校正，提高了工作效率。

Description

一种自然电位曲线的基线漂移校正方法及系统

技术领域

本发明涉及地球物理技术领域，特别是涉及一种自然电位曲线的基线漂移校正方法及系统。

背景技术

自然电位测井，是电法测井的一部分；在钻孔内，当地层水的含盐浓度和钻井液的含盐浓度不同时，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用，当地层的压力与钻井液的压力不同时，在地层的孔隙中产生过滤作用；这些在井壁附近产生的电化学过程会产生自然电动势，形成自然电场。自然电位测井测量的是自然电位随井深变化的曲线，在石油、煤田及金属矿勘探中，自然电位测井能够用于划分渗透性地层、识别地层岩性和估算地层水电阻率等。

在地浸砂岩铀矿开采过程中，由于长期注入地浸液开采，铀矿储层的压力和地层水矿化度发生了显著的变化，在孔渗较强的地层，地浸液冲洗液流动较大，地层处于欠压实状态下，自然电位的基线在渗透性地层的上界面和下界面处发生明显偏移，从而影响渗透性地层的划分和水淹层的解释等。分析自然电位曲线基线漂移的影响因素并进行基漂移校正，有助于自然电位曲线的地质应用。

针对自然电位曲线基线漂移的校正方法，目前的解决方法有两种：(1)在测井曲线柱状图上，手动拖拽测井曲线进行校正，存在效率低的问题；(2)在测井曲线柱状图上寻找泥岩基线的高值和低值，存在不准确的问题，且针对存在连续无规律的多段偏移只能分段线性校正处理，不能大批量多钻孔处理。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自然电位曲线的基线漂移校正方法及系统，适用于无规律的线性和非线性校正，且可进行大批量钻孔的同时处理，同时可以提高渗透性地层的划分和岩性识别的精度，进一步提高了工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种自然电位曲线的基线漂移校正方法，包括：

基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次；

对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线；

舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。

优选地，所述基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线，具体为：

对所述初始自然电位曲线进行第一层分解，得到第一层的高频曲线和低频曲线；对所述第一层的低频曲线进行第二层分解，得到第二层的高频曲线和低频曲线；对所述第二层的低频曲线进行第三层分解，得到第三层的高频曲线和低频曲线，以此类推，进行M层分解，得到M个所述高频曲线和M个所述低频曲线。

优选地，所述对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线，具体为：

获取第M个所述低频曲线中的最大值和最小值，并对所述最大值和所述最小值求平均值，将对第M个所述低频曲线替换为基于所述平均值的直线，得到所述均值直线。

优选地，所述舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线，具体为：

弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并对其余的M-1个所述高频曲线进行标准化处理，得到M-1个标准化高频曲线；将所述均值直线整合到[-1,1]的区间内，得到区间直线，基于M-1个所述标准化高频曲线和所述区间直线进行重构，得到所述重构自然电位曲线。

本发明还提供了一种自然电位曲线的基线漂移校正系统，包括：

分解模块，基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次；

均值模块，对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线；

重构模块，舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。

优选地，所述分解模块具体为：

对所述初始自然电位曲线进行第一层分解，得到第一层的高频曲线和低频曲线；对所述第一层的低频曲线进行第二层分解，得到第二层的高频曲线和低频曲线；对所述第二层的低频曲线进行第三层分解，得到第三层的高频曲线和低频曲线，以此类推，进行M层分解，得到M个所述高频曲线和M个所述低频曲线。

优选地，所述均值模块具体为：

获取第M个所述低频曲线中的最大值和最小值，并对所述最大值和所述最小值求平均值，将对第M个所述低频曲线替换为基于所述平均值的直线，得到所述均值直线。

优选地，所述重构模块具体为：

弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并对其余的M-1个所述高频曲线进行标准化处理，得到M-1个标准化高频曲线；将所述均值直线整合到[-1,1]的区间内，得到区间直线，基于M-1个所述标准化高频曲线和所述区间直线进行重构，得到所述重构自然电位曲线。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明涉及一种自然电位曲线的基线漂移校正方法及系统，首先基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次；然后对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线；最后舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。本发明可以对自然电位曲线的基线进行有效、准确地校正，并可以同时进行大批量的校正，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自然电位曲线的基线漂移校正方法流程图；

图2为本发明自然电位曲线的基线漂移校正系统结构图；

图3为自然电位曲线的基线漂移示意图；

图4为分界层次为8时的8个高频曲线和第8个低频曲线示意图；

图5为自然电位曲线的基线整体校正前后对比图；

图6为自然电位曲线的基线局部校正前后对比图。

符号说明：1-分解模块，2-均值模块，3-重构模块

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种自然电位曲线的基线漂移校正方法及系统，适用于无规律的线性和非线性校正，且可进行大批量钻孔的同时处理，同时可以提高渗透性地层的划分和岩性识别的精度，进一步提高了工作效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图3所示，所述初始自然电位曲线的基线产生了漂移，并不是水平的，因此，需要对其进行校正，图3中，虚线为所述初始自然电位曲线，实线为基线。图1为本发明自然电位曲线的基线漂移校正方法流程图。如图所示，本发明提供了一种自然电位曲线的基线漂移校正方法，包括：

步骤S1，基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次。

所述步骤S1具体为：

对所述初始自然电位曲线进行第一层分解，得到第一层的高频曲线和低频曲线；对所述第一层的低频曲线进行第二层分解，得到第二层的高频曲线和低频曲线；对所述第二层的低频曲线进行第三层分解，得到第三层的高频曲线和低频曲线，以此类推，进行M层分解，得到M个所述高频曲线和M个所述低频曲线。

其中，第一层的低频曲线计算公式为：

式中：

为第一层的低频曲线，f(n)为初始自然电位曲线，φ为尺度函数，n为初始自然电位曲线的采集序列，即为深度变量，k为位移因子。

第二层至第M层的高频曲线计算公式为：

式中：

为第j层的高频曲线，h₁为高通滤波器，

其中，ψ为小波基函数，φ与ψ之间正交，

为φ的共轭。

第二层至第M层的低频曲线计算公式为：

式中：

为第j层的低频曲线，h₀为低通滤波器，

本实施例中，分界层次M取8，则所述初始自然电位曲线进行第一层分解，得到第一层的高频曲线和低频曲线；对所述第一层的低频曲线进行第二层分解，得到第二层的高频曲线和低频曲线；对所述第二层的低频曲线进行第三层分解，得到第三层的高频曲线和低频曲线；对所述第三层的低频曲线进行第四层分解，得到第四层的高频曲线和低频曲线；对所述第四层的低频曲线进行第五层分解，得到第五层的高频曲线和低频曲线；对所述第五层的低频曲线进行第六层分解，得到第六层的高频曲线和低频曲线；对所述第六层的低频曲线进行第七层分解，得到第七层的高频曲线和低频曲线；对所述第七层的低频曲线进行第八层分解，得到第八层的高频曲线和低频曲线。

如图4所示，图中，cD1为所述第一层的高频曲线，cD2为所述第二层的高频曲线，cD3为所述第三层的高频曲线，cD4为所述第四层的高频曲线，cD5为所述第五层的高频曲线，cD6为所述第六层的高频曲线，cD7为所述第七层的高频曲线，cD8为所述第八层的高频曲线，cA8为所述第八层的低频曲线。

步骤S2，对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线。

进一步地，所述步骤S2具体为：

获取第M个所述低频曲线中的最大值和最小值，并对所述最大值和所述最小值求平均值，将对第M个所述低频曲线替换为基于所述平均值的直线，得到所述均值直线。

如图4所示，当分界层次为8时，所述第八层的低频曲线cA8的最低值为-144.57，最高值为-64.64，那么cA8替换为cA8＝(-144.57+-64.64)/2＝-39.97的直线，得到所述均值直线。

步骤S3，舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的各所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。

优选地，所述步骤S3具体为：

舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并对其余的M-1个所述高频曲线进行标准化处理，得到M-1个标准化高频曲线；将所述均值直线整合到[-1,1]的区间内，得到区间直线，基于M-1个所述标准化高频曲线和所述区间直线进行重构，得到所述重构自然电位曲线。

当分界层次为8时，舍弃所述第一层的高频曲线，并对所述第二层的高频曲线、所述第三层的高频曲线、所述第四层的高频曲线、所述第五层的高频曲线、所述第六层的高频曲线、所述第七层的高频曲线和所述第八层的高频曲线进行标准化处理，得到所述第二层的标准化高频曲线、所述第三层的标准化高频曲线、所述第四层的标准化高频曲线、所述第五层的标准化高频曲线、所述第六层的标准化高频曲线、所述第七层的标准化高频曲线和所述第八层的标准化高频曲线。并对所述均值直线整合到[-1,1]的区间内，得到所述区间直线，基于所述所述第二层的标准化高频曲线、所述第三层的标准化高频曲线、所述第四层的标准化高频曲线、所述第五层的标准化高频曲线、所述第六层的标准化高频曲线、所述第七层的标准化高频曲线、所述第八层的标准化高频曲线和所述区间直线进行重构，得到所述重构自然电位曲线。

重构的目的是对自然电位曲线的基线进行校正，如图5和图6所示，可以看到，经过校正后的基线不再漂移，基于校正后的自然电位曲线及基线能够准确地划分渗透性地层、识别地层岩性和估算地层水电阻率，图中，虚线为自然电位曲线，实线为基线。

图2为本发明自然电位曲线的基线漂移校正系统结构图。如图所示，本发明提供了一种自然电位曲线的基线漂移校正系统，包括：分解模块1、均值模块2和重构模块3。

所述分解模块1基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次。

所述均值模块2对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线。

所述重构模块3舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。

作为一种可选的实施方式，本发明所述分解模块1具体为：

对所述初始自然电位曲线进行第一层分解，得到第一层的高频曲线和低频曲线；对所述第一层的低频曲线进行第二层分解，得到第二层的高频曲线和低频曲线；对所述第二层的低频曲线进行第三层分解，得到第三层的高频曲线和低频曲线，以此类推，进行M层分解，得到M个所述高频曲线和M个所述低频曲线。

作为一种可选的实施方式，本发明所述均值模块2具体为：

获取第M个所述低频曲线中的最大值和最小值，并对所述最大值和所述最小值求平均值，将对第M个所述低频曲线替换为基于所述平均值的直线，得到所述均值直线。

作为一种可选的实施方式，本发明所述重构模块3具体为：

弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并对其余的M-1个所述高频曲线进行标准化处理，得到M-1个标准化高频曲线；将所述均值直线整合到[-1,1]的区间内，得到区间直线，基于M-1个所述标准化高频曲线和所述区间直线进行重构，得到所述重构自然电位曲线。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种自然电位曲线的基线漂移校正方法，其特征在于，包括：

基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次；

对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线；

舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。

2.根据权利要求1所述的自然电位曲线的基线漂移校正方法，其特征在于，所述基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线，具体为：

对所述初始自然电位曲线进行第一层分解，得到第一层的高频曲线和低频曲线；对所述第一层的低频曲线进行第二层分解，得到第二层的高频曲线和低频曲线；对所述第二层的低频曲线进行第三层分解，得到第三层的高频曲线和低频曲线，以此类推，进行M层分解，得到M个所述高频曲线和M个所述低频曲线。

3.根据权利要求1所述的自然电位曲线的基线漂移校正方法，其特征在于，所述对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线，具体为：

获取第M个所述低频曲线中的最大值和最小值，并对所述最大值和所述最小值求平均值，将对第M个所述低频曲线替换为基于所述平均值的直线，得到所述均值直线。

4.根据权利要求1所述的自然电位曲线的基线漂移校正方法，其特征在于，所述舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线，具体为：

弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并对其余的M-1个所述高频曲线进行标准化处理，得到M-1个标准化高频曲线；将所述均值直线整合到[-1,1]的区间内，得到区间直线，基于M-1个所述标准化高频曲线和所述区间直线进行重构，得到所述重构自然电位曲线。

5.一种自然电位曲线的基线漂移校正系统，其特征在于，包括：

分解模块，基于小波基函数对初始自然电位曲线进行分解，得到M个高频曲线和M个低频曲线；M为分解层次；

均值模块，对第M个所述低频曲线进行均值处理，得到第M个所述低频曲线对应的均值直线；

重构模块，舍弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并基于其余的M-1个所述高频曲线和所述均值直线进行重构，得到重构自然电位曲线。

6.根据权利要求5所述的自然电位曲线的基线漂移校正系统，其特征在于，所述分解模块具体为：

对所述初始自然电位曲线进行第一层分解，得到第一层的高频曲线和低频曲线；对所述第一层的低频曲线进行第二层分解，得到第二层的高频曲线和低频曲线；对所述第二层的低频曲线进行第三层分解，得到第三层的高频曲线和低频曲线，以此类推，进行M层分解，得到M个所述高频曲线和M个所述低频曲线。

7.根据权利要求5所述的自然电位曲线的基线漂移校正系统，其特征在于，所述均值模块具体为：

获取第M个所述低频曲线中的最大值和最小值，并对所述最大值和所述最小值求平均值，将对第M个所述低频曲线替换为基于所述平均值的直线，得到所述均值直线。

8.根据权利要求5所述的自然电位曲线的基线漂移校正系统，其特征在于，所述重构模块具体为：

弃第一个分解层次对应的所述高频曲线，并对其余的M-1个所述高频曲线进行标准化处理，得到M-1个标准化高频曲线；将所述均值直线整合到[-1,1]的区间内，得到区间直线，基于M-1个所述标准化高频曲线和所述区间直线进行重构，得到所述重构自然电位曲线。

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