CN117930361A - 一种微测井自动解释方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微测井自动解释方法及系统,其中方法包括以下步骤:对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组;对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组;将最终直线样本组转换为微测井解释成果。本发明无需人工参与,降低微测井解释技能需求,提高了解释精度,节省了人力资源;本发明利用实测的深度时间点,由浅至深逐点进行直线拟合分析,不会在主观上轻视或遗漏任何一个点,聚束分析后,对可能有问题的点进行质控,检查过程更合理、结果更可靠。迭代进行聚束分析,直到最终的深度时间组不再变化才结束计算,确保了最终成果的精度。
Description
技术领域
本发明属于石油地震勘探技术领域,特别涉及一种微测井自动解释方法及系统。
背景技术
在地震勘探表层调查中,微测井技术最能精细刻画表层介质结构模型的特征,精度最高,优秀的微测井成果可以消除不稳定的延迟时对采集精度的影响,细分层能力强,能更好地建立表层结构模型。
但目前微测井的成果长期依赖于人工解释,主要依靠人眼分辨处于同一直线的深度时间数据对,造成转换的厚度速度成果受研究人员的技能水平影响较大,对于夹层、样点较少的层位,解释结果往往差异较大,可靠性差,体现不出微测井勘探的精度优势。劣质的解释成果会对后续表层地质结构的分析认识造成困难,进一步会影响静校正量的计算精度,并最终影响地震资料成像的质量,不满足当下的高精度地震资料处理要求。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种微测井自动解释方法及系统,解决现有依靠人工解释微测井精度不高以及效率低下的问题。
一种微测井自动解释方法,包括以下步骤:直线拟合步骤:对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组;聚束分析步骤:对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组;成果解释步骤:将最终直线样本组转换为微测井解释成果。
进一步的,对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组具体如下:
将采集到的深度时间样点作为离散点,根据离散点的深度时间数据绘制出纵轴为深度,横轴为时间的交会图;
在交会图中,从浅到深将每两个相邻离散点进行连线,生成多条直线,即获得初始直线样本组。
进一步的,对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组具体如下:
聚束分组步骤:将初始直线样本组中相邻的且斜率在相同数值范围的直线分为同组,得到多个聚束直线数据组;
分组后直线拟合步骤:将每个聚束直线数据组中的离散点使用最小二乘法进行直线拟合,获得中间直线样本组;
异常点剔除步骤:在中间直线样本组中,对比每个聚束直线数据组拟合直线与前后组的拟合直线斜率差异大于设定值,则确定当前聚束直线数据组存在异常深度时间样点;剔除当前聚束直线数据组的异常深度时间样点,剩余的深度时间样点作为离散点,获得筛选后的直线样本组;
将中间直线样本组重复进行聚束分组步骤、分组后直线拟合步骤、异常点剔除步骤,直至筛选后的直线样本组不再出现异常深度时间样点,且筛选后的直线样本组不再变化,获得最终的直线样本组。
进一步的,将最终直线样本组转换为微测井解释成果具体如下:
将最终的直线样本组的多条直线按从浅到深的顺序依次求交点,交点的深度差为每层成果的厚度,每条直线的斜率为每层成果的速度。
进一步的,剔除当前聚束直线数据组的异常深度时间样点具体如下:
若确定当前聚束直线数据组存在异常深度时间样点,将中间直线样本组中用前一聚束直线数据组最小二乘拟合直线的最后一个深度时间样点(di,ti)的深度di,求出当前聚束直线数据组在前一聚束直线数据组拟合线上的时间ti’;
用后一聚束直线数据组最小二乘拟合直线第一个深度时间样点(dj,tj)的深度dj,求出当前聚束直线数据组在后一聚束直线数据组最小二乘拟合直线上的时间tj’,组成时间区间(ti’,tj’),剔除掉当前聚束直线数据组中不在(ti’,tj’)区间的深度时间样点。
进一步的,微测井自动解释方法还包括以下步骤:
定义层控门槛,基于定义层控门槛对微测井解释成果中每个单井微测井进行层控约束,获得层控约束后的微测井解释成果。
进一步的,微测井自动解释方法还包括以下步骤:
对层控约束后的微测井解释成果中的每个单井微测井使用其周围的微测井进行区域门槛分析约束,得到最终微测井成果。
进一步的,层控门槛值包括层位结构与每层的速度范围。
进一步的,基于定义层控门槛对微测井解释成果中每个单井微测井进行层控约束,获得层控约束后的微测井解释成果具体如下:
结合多个聚束直线数据组,将处在同一个速度层控门槛内的相邻聚束直线数据组进行合并,并拟合速度曲线,转化为微测井成果,将转化后的微测井成果再进行层控门槛约束步骤,直到微测井每层成果都满足层控门槛,获得层控约束后的微测井解释成果。
进一步的,对层控约束后的微测井解释成果中的每个单井微测井使用其周围的微测井进行区域门槛分析约束,具体如下:
每个单井微测井搜索关联其周围的微测井,统计单井周围微测井使用到的层控门槛;
使用均方差对层控约束后的微测井解释成果中每个层控门槛出现的次数进行筛选,若某个层控门槛被均方差筛选掉,且当前单井成果包含该层,则将该层的深度时间样点分配到其前一层或后一层聚束直线数据组中,重新进行直线拟合步骤、聚束分析步骤、成果解释步骤获得区域约束后的微测井成果;
若当前单井成果缺少某个筛选后的有效层,则使用处在该层控门槛前一个门槛和后一个门槛的聚束直线数据组样点数据重新进行直线拟合步骤、聚束分析步骤、成果解释步骤获得区域约束后的微测井成果。
本发明还提供一种微测井自动解释系统,包括:
直线拟合模块,用于对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组;
聚束分析模块,用于对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组;
成果解释模块,用于将最终直线样本组转换为微测井解释成果。
进一步的,直线拟合模块具体用于:
将采集到的深度时间样点作为离散点,根据离散点的深度时间数据绘制出纵轴为深度,横轴为时间的交会图;
在交会图中,从浅到深将每两个相邻离散点进行连线,生成多条直线,即获得初始直线样本组。
进一步的,成果解释模块具体用于:
将最终的直线样本组的多条直线按从浅到深的顺序依次求交点,交点的深度差为每层成果的厚度,每条直线的斜率为每层成果的速度。
本发明的有益效果:本发明无需人工参与,降低微测井解释技能需求,提高了解释精度,节省了人力资源;本发明利用实测的深度时间点,由浅至深逐点进行直线拟合分析,不会在主观上轻视或遗漏任何一个点,聚束分析后,对可能有问题的点进行质控,检查过程更合理、结果更可靠。迭代进行聚束分析,直到最终的深度时间组不再变化才结束计算,确保了最终成果的精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的一种微测井自动解释方法流程示意图;
图2示出了根据本发明实施例的一个微测井的深度时间样点两两拟合直线示意图;
图3示出了根据本发明实施例的一个微测井聚束分析后重新拟合直线示意图;
图4示出了根据本发明实施例的一个实测微测井人工解释成果图;
图5示出了根据本发明实施例的一个实测微测井自动解释成果图;
图6示出了根据本发明实施例的一个实测微测井层控约束前的自动解释成果图;
图7示出了根据本发明实施例的一个实测微测井层控约束后的自动解释成果图;
图8示出了根据本发明实施例的一种微测井自动解释系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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、完整地说明,显然,所描述的实施例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。
本发明实施例提供一种微测井自动解释方法及系统,减少依赖人工解释微测井工作,解决难以依靠人眼分辨解释的表层介质问题,及解释效率低下的问题,实现自动解释微测井技术,有效降低微测井解释技能需求,还提高了解释精度,节省了人力资源。
如图1所示,一种微测井自动解释方法,包括以下步骤:对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组;对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组;将最终直线样本组转换为微测井解释成果。
本发明实施例的微测井自动解释方法,利用实测的深度时间点,由浅至深逐点进行直线初拟合分析,不会在主观上轻视或遗漏任何一个点,聚束分析后,对可能有问题的点进行质控,即用多数数据检验少数数据,检查过程更合理、结果更可靠。迭代进行聚束分析,直到最终的深度时间组不再变化才结束计算,确保了最终成果的精度。
在一个实施例中,对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组包括以下步骤:
S101、将采集到的深度时间样点作为离散点,根据离散点的深度时间数据绘制出纵轴为深度,横轴为时间的交会图。
S102、在交会图中,从浅到深将每两个相邻离散点进行连线,生成多条直线,即获得初始直线样本组。
具体的,采集到的深度时间样点为n个离散点,然后从浅到深每两个离散点进行连线,即得到n-1条直线。
例如,如图2所示,将图2中13个深度时间离散样点,从浅至深两两拟合为直线,得到12条拟合直线。图2中,t是时间轴,d是深度轴,每一个黑色方框都是一个时深对数据样点,每一条线代表连接每两个样点的直线。
在一个实施例中,对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组包括以下步骤:
S201、聚束分组步骤:将初始直线样本组中相邻的且斜率(角度)相近的直线分为同组,可得到多个聚束直线数据组。
需要说明的是,聚束指的是将位置与斜率(夹角)相近(相同数值范围)的直线看做一条直线,用形成这些直线的离散点重新拟合为一条新的直线,作为聚束后的新线。
S202、聚束后直线拟合步骤:将每个聚束直线数据组中的离散点使用最小二乘法进行直线拟合,获得中间直线样本组,具体如下:
将每个聚束后直线数据组中的离散点(x1,y1、x2,y2、……xn,yn)描绘在x-y直角坐标系中,若这些点在一条直线附近,可以令这条直线方程为式(1)。
y=ax+b (1)
其中,a、b为任意实数。为确定a和b,应用最小二乘法原理,将实测值yi与利用公式(1)计算值y的离差的平方和最小为优化判据,如式(2)。
令
将式(1)代入式(2)中得:
当∑(yi-y)2最小时,可用函数对a、b求偏导,令这两个偏导数等于零。
亦即:
得到的关于未知数a、b的两个方程组,解这两个方程组得出a和b,具体如下:
将a、b代入式(1)中,此时的式(1)就是我们回归的元线性方程,即数学模型。
通过确定每个聚束后直线数据组的数学模型式(1)中的a、b,获得m条最小二乘直线拟合后的直线,即获得中间直线样本组。
S203、异常点剔除步骤:在中间直线样本组中,对比每个聚束直线数据组拟合直线与前后组的拟合直线斜率(角度)差异,若斜率(角度)差异大于设定值,则确定当前聚束直线数据组存在异常深度时间样点,剔除当前聚束直线数据组的异常深度时间样点,剩余的深度时间样点作为离散点,获得筛选后的直线样本组。
本步骤中的目的是剔除本组异常深度时间样点,对比每组与前后组的斜率(角度)差异,若存在差异比较大的组,则是可能存在异常深度时间样点的聚束组,应对其使用前后的拟合组进行该组的异常点分析,剔除掉不可靠的深度时间样点。
S204、将筛选后的直线样本组重复进行S201(聚束分组步骤)、S202(分组后直线拟合步骤)、S203(异常点剔除步骤),直至筛选后的直线样本组不再出现异常深度时间样点,且筛选后的直线样本组不再变化,获得最终的直线样本组。
具体的,若确定当前聚束直线数据组存在异常深度时间样点,将中间直线样本组中用前一聚束直线数据组最小二乘拟合直线的最后一个深度时间样点(di,ti)的深度di,求出当前聚束直线数据组在前一聚束直线数据组拟合线上的时间ti’;
用后一聚束直线数据组最小二乘拟合直线第一个深度时间样点(dj,tj)的深度dj,求出当前聚束直线数据组在后一聚束直线数据组最小二乘拟合直线上的时间tj’,组成时间区间(ti’,tj’),剔除掉当前聚束直线数据组中不在此时间区间的深度时间样点,本组中剩余的深度时间样点作为离散点,重新与相邻聚束组的深度时间离散点进行聚束拟合分析,如此迭代,直至不再有异常点,且中间直线样本组不再变化。
例如,先用初始直线样本组中的第一条拟合线与第二条拟合线进行角度对比,若角度相近,则将这两条线所用的离散样点重新拟合为一条新的直线,用这条新的拟合线与初始直线样本组中的第三条拟合线继续进行对比;若角度不相近,则第一条拟合线作为第一个样点分组,用第二条拟合线与第三条拟合线继续进行对比。按此原则,逐线迭代进行角度对比,直到样点分组不再变化,则得到了最终的拟合直线,即完成聚束分析,如图3所示,最终只剩下了4条拟合直线,图3中,t是时间轴,d是深度轴,每一个黑色方框都是一个时深对数据样点,每一条线代表由图2聚束拟合后的直线。
在一个实施例中,将最终直线样本组转换为微测井解释成果包括以下步骤:将最终的直线样本组的多条直线按从浅到深的顺序依次求交点,交点的深度差就代表每层成果的厚度,每条直线的斜率就是每层成果的速度。
具体的,最终直线样本组有h个聚束组,即h条最小二乘拟合直线,分别用斜率直线公式记为t=k1d+b1、t=k2d+b2、……t=khd+bh,其中d代表深度,t代表时间,k代表斜率,b代表常数,按顺序两两直线求交点,可得到h-1个交点,记为(d1,t1)、(d2,t2)、……、(dh-1,th-1),至此,完成了直线集转交点集。
其中第一个交点的深度,就是微测井第一层成果的厚度,第二个交点的深度减去第一个交点的深度,就是第二层成果的厚度,以此类推,可以得到h-1层微测井成果的厚度,直线公式中的斜率k1、k2、……kh-1,就是每一层成果的速度,若该微测井已击穿高速层顶板,最后一条直线的斜率kh就是微测井高速顶界的速度,至此,完成了交点集转微测井成果集。
例如,图4是一个实测微测井的深度时间图及人工解释成果,图5是一个实测微测井的深度时间图及自动解释成果,与图4是同一个点,与人工方法相比较,精细解释出了第二个降速层,即自动解释方法准确地找出了1580m/s速度层,将原1627m/s的大套解释成果细分速度为1580m/s(厚9.26m)以及1818m/s的两套地层,成果更符合微测井深度时间对的变化。
在一个实施例中,微测井自动解释方法,还包括以下步骤:
通过对地区表层结构的认识定义层控门槛,基于定义层控门槛对微测井解释成果中每个单井微测井进行层控约束,获得层控约束后的微测井解释成果,具体如下:
S301、定义层控门槛值步骤:根据解释人员对地区表层结构的认识,在聚束分析、线性拟合的基础上定义工区的层控门槛值,即大致层位结构与每层的速度范围,如下所示:
L1[0,V1]
L2(V1,V2]
……
Lr(Vr-1,∞]
式中,L代表层,V代表速度。
S302、层控约束步骤:结合多个聚束直线数据组,将处在同一个速度层控门槛内的相邻聚束直线数据组进行合并,并拟合速度曲线,转化为微测井成果,将转化的转微测井成果再进行层控门槛约束步骤,如此迭代,直到微测井每层成果都满足层控门槛,获得层控约束后的微测井解释成果。
对比进行层控约束前后的自动解释成果,如图6和图7所示,图6是一个实测微测井的深度时间图及自动解释成果,图7是同一个微测井的深度时间图和进行层控约束后的成果,可以看出约束后的成果可满足层控门槛。
在一个实施例中,微测井自动解释方法,还包括以下步骤:
对层控约束后的微测井解释成果中的每个单井微测井使用其周围的微测井进行区域门槛分析约束,得到最终微测井成果,具体如下:
S401、每个单井微测井搜索关联其周围的微测井,统计单井周围微测井使用到的层控门槛。
S402、使用均方差对层控约束后的微测井解释成果中每个层控门槛出现的次数进行筛选,若某个层控门槛被均方差筛选掉,且当前单井成果包含该层,则尝试将该层的深度时间样点分配到其前一层或后一层聚束直线数据组中,重进进行分层直线拟合并转为微测井成果,获得区域约束后的微测井成果;若当前单井成果缺少某个筛选后有效的层,则尝试用处在该层控门槛前一个门槛和后一个门槛的聚束直线数据组样点数据重新进行聚束分析自动解释,获得区域约束后的微测井成果,直到所有单井都与其周围微测井完成区域约束,则最终形成趋势统一的微测井成果。
基于上述微测井自动解释方法,本发明实施例还提供一种微测井自动解释系统,如图8所示,微测井自动解释系统包括直线拟合模块、聚束分析模块和成果解释模块。
其中,直线拟合模块用于对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组;聚束分析模块用于对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组;成果解释模块用于将最终直线样本组转换为微测井解释成果。
本发明实施例的微测井自动解释方法和系统,无需人工参与,通过对采集到的深度时间数据进行直线拟合步骤、聚束分析步骤、成果解释步骤后自动解释微测井,解决了现有依靠人工解释微测井精度不高以及效率低下的问题。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种微测井自动解释方法,其特征在于,包括以下步骤:
直线拟合步骤:对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组;
聚束分析步骤:对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组;
成果解释步骤:将最终直线样本组转换为微测井解释成果。
2.根据权利要求1所述的微测井自动解释方法,其特征在于,对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组具体如下:
将采集到的深度时间样点作为离散点,根据离散点的深度时间数据绘制出纵轴为深度,横轴为时间的交会图;
在交会图中,从浅到深将每两个相邻离散点进行连线,生成多条直线,即获得初始直线样本组。
3.根据权利要求1所述的微测井自动解释方法,其特征在于,对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组具体如下:
聚束分组步骤:将初始直线样本组中相邻的且斜率在相同数值范围的直线分为同组,得到多个聚束直线数据组;
分组后直线拟合步骤:将每个聚束直线数据组中的离散点使用最小二乘法进行直线拟合,获得中间直线样本组;
异常点剔除步骤:在中间直线样本组中,对比每个聚束直线数据组拟合直线与前后组的拟合直线斜率差异大于设定值,则确定当前聚束直线数据组存在异常深度时间样点;剔除当前聚束直线数据组的异常深度时间样点,剩余的深度时间样点作为离散点,获得筛选后的直线样本组;
将中间直线样本组重复进行聚束分组步骤、分组后直线拟合步骤、异常点剔除步骤,直至筛选后的直线样本组不再出现异常深度时间样点,且筛选后的直线样本组不再变化,获得最终的直线样本组。
4.根据权利要求1所述的微测井自动解释方法,其特征在于,将最终直线样本组转换为微测井解释成果具体如下:
将最终的直线样本组的多条直线按从浅到深的顺序依次求交点,交点的深度差为每层成果的厚度,每条直线的斜率为每层成果的速度。
5.根据权利要求3所述的微测井自动解释方法,其特征在于,剔除当前聚束直线数据组的异常深度时间样点具体如下:
若确定当前聚束直线数据组存在异常深度时间样点,将中间直线样本组中用前一聚束直线数据组最小二乘拟合直线的最后一个深度时间样点(di,ti)的深度di,求出当前聚束直线数据组在前一聚束直线数据组拟合线上的时间ti’;
用后一聚束直线数据组最小二乘拟合直线第一个深度时间样点(dj,tj)的深度dj,求出当前聚束直线数据组在后一聚束直线数据组最小二乘拟合直线上的时间tj’,组成时间区间(ti’,tj’),剔除掉当前聚束直线数据组中不在(ti’,tj’)区间的深度时间样点。
6.根据权利要求1-5任一所述的微测井自动解释方法,其特征在于,还包括以下步骤:
定义层控门槛,基于定义层控门槛对微测井解释成果中每个单井微测井进行层控约束,获得层控约束后的微测井解释成果。
7.根据权利要求6所述的微测井自动解释方法,其特征在于,还包括以下步骤:
对层控约束后的微测井解释成果中的每个单井微测井使用其周围的微测井进行区域门槛分析约束,得到最终微测井成果。
8.根据权利要求6所述的微测井自动解释方法,其特征在于,层控门槛值包括层位结构与每层的速度范围。
9.根据权利要求6所述的微测井自动解释方法,其特征在于,基于定义层控门槛对微测井解释成果中每个单井微测井进行层控约束,获得层控约束后的微测井解释成果具体如下:
结合多个聚束直线数据组,将处在同一个速度层控门槛内的相邻聚束直线数据组进行合并,并拟合速度曲线,转化为微测井成果,将转化后的微测井成果再进行层控门槛约束步骤,直到微测井每层成果都满足层控门槛,获得层控约束后的微测井解释成果。
10.根据权利要求7所述的微测井自动解释方法,其特征在于,对层控约束后的微测井解释成果中的每个单井微测井使用其周围的微测井进行区域门槛分析约束,具体如下:
每个单井微测井搜索关联其周围的微测井,统计单井周围微测井使用到的层控门槛;
使用均方差对层控约束后的微测井解释成果中每个层控门槛出现的次数进行筛选,若某个层控门槛被均方差筛选掉,且当前单井成果包含该层,则将该层的深度时间样点分配到其前一层或后一层聚束直线数据组中,重新进行直线拟合步骤、聚束分析步骤、成果解释步骤获得区域约束后的微测井成果;
若当前单井成果缺少某个筛选后的有效层,则使用处在该层控门槛前一个门槛和后一个门槛的聚束直线数据组样点数据重新进行直线拟合步骤、聚束分析步骤、成果解释步骤获得区域约束后的微测井成果。
11.一种微测井自动解释系统,其特征在于,包括:
直线拟合模块,用于对采集到的深度时间数据按照由浅至深逐点拟合直线,获得初始直线样本组;
聚束分析模块,用于对初始直线样本组迭代进行聚束分析获得最终直线样本组;
成果解释模块,用于将最终直线样本组转换为微测井解释成果。
12.根据权利要求11所述的微测井自动解释系统,其特征在于,直线拟合模块具体用于:
将采集到的深度时间样点作为离散点,根据离散点的深度时间数据绘制出纵轴为深度,横轴为时间的交会图;
在交会图中,从浅到深将每两个相邻离散点进行连线,生成多条直线,即获得初始直线样本组。
13.根据权利要求11所述的微测井自动解释系统,其特征在于,成果解释模块具体用于:
将最终的直线样本组的多条直线按从浅到深的顺序依次求交点,交点的深度差为每层成果的厚度,每条直线的斜率为每层成果的速度。
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CN202211264805.8A CN117930361A (zh) | 2022-10-14 | 2022-10-14 | 一种微测井自动解释方法及系统 |
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