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1、目录第一章前言.1 第二章高频旋回地层学理论基础.5 参 考 文 献.8 第三章软件开发的技术路线.11 第一节软件开发环境和技术流程.11 第二节软件开发的数学原理.15 参 考 文 献.21 第四章软件的功能和特点及测试.23 第一节软件的功能和特点.23 第二节软件测试及结果分析.31 第三节对有关问题的说明.33第五章应用实例37 附图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 42 页 -第一章前言“大港油田高频旋回地层学分析软件开发”是大港油田集团责任公司和石油大学（华东）共同签订的合作项目，主要目的是开发一套能够提高地层对比速度和效率，并实现地层对比自动化的软件
2、，解决大港油田地层学研究中的问题。地层研究工作是地学研究中各项研究工作的基础，对地层问题的认识深度直接决定着对构造、沉积盆地演化等诸多重大问题的认识。因而也决定着人们对油气运聚规律的认识。中国东部油气勘探开发攻关难度越来越大，在“十五”攻关的两个勘探领域（东部深层和前第三系）之中，诸多问题的深入认识甚至正确认识都直接建筑在对地层问题的深入认识之上。随着勘探开发难度的不断增大，以往的岩性对比和古生物对比方法已经远远不能满足生产实际需要，迫切需要进行新的严格等时面意义上的精细划分对比。层序地层学虽然采用的是等时面对比，但其研究精度较粗。目前国际公认的能较好的满足生产实际需要的工作方法是高频旋回地层
3、学，也即利用地层中的高频率、短周期的旋回信息进行地层划分对比工作。以米兰柯维奇旋回为主要研究对象的高频旋回地层学，对于化石稀少而又缺少其他研究资料与手段的前第三系地层划分对比特别适用，经国内外多位专家学者在不同地区研究证明，利用米兰柯维奇旋回对地层学研究具有可行性和显著的有效性，利用它可以有效的确定地层划分对比关系，判断大层所属地质年代。从而使这种方法在我国东部深层与前第三系勘探领域的攻关研究中显得越来越重要。在开发区储层层系研究中，高频旋回地层学也具有独到之处，可以较好地解决开发层系储层细分对比问题，从而更为有效地为油田开发服务。目前，国际国内对高频旋回地层分析的研究已经很多，但是，形成系统
4、分析软件的并不多。为了满足油田勘探开发工作的实际需要，提高地层分析的效率，实现地层划分与对比的自动化，中国石油公司大港油田分公司和石油大学（华东）签订了本合同，合作共同进行大港油田高频旋回地层学分析软件开发工作。合同期限为2000年 10 月至 2001 年 8 月，在大港油田和石油大学（华东）两地进行。合同规定的主要研究内容和预期研究成果如下：主要研究内容主要包括五个方面工作：1数据输入的灵活性数据输入允许识别多种格式的数据，并且增加对数据进行编辑、修改和自由输出的功能 2岩性数据编码设计与频谱分析功能扩充后的软件能够处理岩性数据，包括岩性编码、离散采样和处理绘图的功能。3地质定年1名师资料
5、总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 42 页 -地质定年是地质分层的依据，软件将具有较精确地质定年的功能，从而用以进行大层划分。通过计算给定井段地层中的旋回周期，对照建立的“地质历史上米兰柯维奇轨道参数周期的图版”，可以确定地层所属时代。4自动分层对比选择有效的参数，进行地层自动划分，并实现井间地层自动对比。5成果图件的自由输出可以输出不同格式的高频旋回地层学剖面和对比图，输出内容格式可以自由选定。6应用选择一个开发区块和一个勘探区带进行应用。其中，地层中米兰柯维奇旋回的识别是高频旋回地层学的核心，也是目前国际上正在攻关的课题之一，这一问题的解决直接关系到地质定年与自动分层对
6、比，是攻关研究与软件设计的重点。预期研究成果包括：1 高频旋回地层学分析执行软件2 套（不包含源代码）和使用说明书2 套 软件可以实现的功能如下：1）据输入和预处理a 提供数据的输入输出和编辑修改功能b 可接纳岩性颜色编码数据c 提供颜色、岩性数据编码和合理数据采样功能2）据处理和图形绘制a 深度数据的自动读取分层的可修改功能，分层界限确定后如果认为不合理，应该可以任意调整其位置b 频谱图的自由放置，能够自由选择频谱图，放置到适当位置，省去成图后烦琐的手工处理c 图名、图例、比例尺的自由设置d 窗口合成，即把两个窗口的功能集成到一个主窗口中来完成e 不同格式的数据输出和图形输出3）地质定年 a
7、 制作地质定年图版b 实现计算机自动地质定年4）多井地层划分和对比 a寻求可以用来作为分层依据的定量参数，进行合理的自动分层b依据不同井中定量参数的相似性进行地层自动对比2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 42 页 -c对比图绘制中实现成果图灵活编辑2高频旋回地层学分析软件使用说明演示课件一套 该演示课件详细说明“高频旋回地层学分析软件系统”的使用方法和注意事项，能够代替人工授课方式对软件使用人员进行培训，并方便自学。3软件质量检测与分析报告及图件 软件设计过程中与研制完成后，根据大港油田勘探开发工作需要，选部分井进行应用性研究，提交相应成果及分析报告。可分为两部
8、分，一部分是用大港油田全区代表性较强的井进行软件功能的测试，主要是检验软件功能的实现质量；另一部分是应用高频旋回地层学分析，实现边开发边应用的目标，以增强软件的实用性，为油田勘探开发服务。为了完成项目要求，石油大学（华东）和中国石油公司大港油田分公司组织各方面高级人才联合组成项目组，包括计算机和地质学科的研究人员若干名。经过一年多的努力工作，已经完成了合同规定的各项研究内容，研制开发了米兰柯维奇旋回分析系统软件一套，并进行了测试和分析应用，特别是把另一种旋回分析方法Fischer 图解法加入到软件系统中，两种旋回分析方法相结合，可以进行更精确的高频旋回分析。提供的主要研究成果包括：1高频旋回地
9、层学分析软件1 套 软件主要包括自动分层、自动对比、地质定年三大主要功能模块，可以利用测井数据实现自动分层和自动对比功能，并能够利用米兰柯维奇旋回发育特点进行大层地质定年。2软件说明书 2 份 说明书详细介绍了软件的功能和使用方法，详细解释了各项菜单的功能和特点以及使用的注意事项。说明书中的解释内容在软件的联机帮助中也可查询。3项目总结报告 10 份 报告说明了软件设计的理论基础，米兰柯维奇理论的研究现状，软件设计中用到的数学方法，软件设计的技术流程和技术关键，并讨论了软件测试结果及软件的优缺点。项目进行过程中得到了大港油田集团责任公司领导吴永平的关心与帮助，得到勘探开发研究院廖前进院长和各级
10、领导的关心，以及孙晓明等滩海所领导和各位师傅的热心帮助和支持，在此一并表示衷心的感谢。3名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 42 页 -4 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 42 页 -第二章 高频旋回地层学理论基础高频旋回地层学是研究地层中高频率、短周期形成的地层学旋回的发育特点、发育规律、控制因素等的现代地层学分支。所谓 “高频”是指研究的旋回地层厚度小，形成周期短，相对于Vail 的层序地层学而言，高频旋回大致相当于层序地层学的四六级层序，单个旋回厚度一般在10 米以内，因此也相当于Anderson 和Goodwin所称的米级旋回（m
11、eter-scale cycles）1。高频旋回地层学和高分辨率事件地层学不同，它研究的旋回是天文作用力控制下气候变化和冰川性海平面变化所造成的短周期旋回，具有全球性、周期性、渐变性的特点，并且具有较强的年代地层学意义；而事件地层学研究的是地层中保存有明显标志的突发性事件所造成的沉积地层，具有高分辨率的对比标志，但是不具有全球性特点，没有较强的年代地层意义。高频地层旋回形成的根本控制因素是地球在太阳系中运动规律的变化，表现为轨道参数（包括岁差、斜率、偏心率）的近似周期性变化。高频旋回地层学的理论基础是米兰柯维奇理论。一米兰柯维奇理论的形成和主要内容十九世纪 J.Croll和 Pilgrim最早
12、提出了天文轨道参数的变化对地质历史上冰期形成具有影响的观点，并进行了初步分析。二十世纪二十到四十年代间，南斯拉夫学者米兰柯维奇用了二十多年的时间对天文轨道参数和冰期规律进行了研究，在1920年米兰柯维奇撰写的 太阳辐射加热现象的数学理论和 1941 年撰写的太阳辐射法则与冰期问题等专著中，他论述了地球轨道参数的周期性变化对冰期形成的重要影响。他认为岁差、地轴斜率、地球公转轨道偏心率的周期性变化影响了日照量的变化，日照量的变化又影响了气候的周期性变化和海平面的变化。凭借他雄厚的数学基础，计算了过去 60 万年以来北纬 60的太阳辐射曲线，即日照量变化曲线，并且把这条曲线和冰期-间冰期的变化曲线进
13、行了对比，从中识别出的几个日照量的低点与第四季几个欧洲的冰期一致，由此他提出了冰期成因的天文假设：他认为，冰期形成的条件是暖冬和凉夏，夏季气温较低，则北半球高纬度地区冰雪不融化，冰雪总量增加，从而反射率增大，使得冬季接受的日照量减少，全年冰雪总量增大。也就是说，夏季冰雪总量的小变化被综合因素正反馈放大，最后导致全球气温下降幅度明显，形成冰期。他研究发现冰期形成的地球轨道参数特点为：a.北半球的夏至日开始于近日点；b.偏心率较大；c.斜率（即地轴倾斜度）较小，表示冬夏差别小。米兰柯维奇提出冰期成因的这一假说以后，在学术界也曾经引起了很大的争议，5名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第
14、6 页，共 42 页 -主要原因有下述四个方面：a.计算地球轨道参数和地球旋转规律的算法精度问题；b.地球接收日照量的计算精度问题；c.地质年代确定的精度问题 经过天文界和地质界几十年的长期辩论和反复求证，以及二十世纪七十年代以后深海钻探技术和稳定同位素测年技术的发展，人造地球卫星获得的新资料和古气候研究的发展，都极大的促进了上述问题的解决。米兰柯维奇假设也成为广为接受的米兰柯维奇理论，并在天文古气候学和地质学领域得到深入研究和应用，该理论也逐渐丰富和完善。从地质学角度来阐述该理论的原理如下：地球轨道参数的变化，造成地球接收到的日照量的变化，日照量增加，则气温上升，冰雪融化，冰川体积减小，海平
15、面上升，气候变得温暖湿润，降雨量增加，河流流量和河流数目增加，湖平面上升；日照量减少，则气温下降，冰川体积增加，海平面下降，气候变得寒冷干旱，降雨量减少，河流流量和河流数目均减少，湖平面下降。这种天文轨道造成的日照量呈周期性变化，产生了沉积环境的相应变化，冰川性海平面变化和陆相沉积环境的气候性变化，形成了具有和米兰柯维奇天文轨道旋回周期一致地层韵律，包括有机质的贫富、岩性的变化、化学元素的多寡等不同表现形式。二米兰柯维奇理论研究现状从二十世纪七十年代起，天文学、地质学、古气候学等领域的众多学者从不同角度对米兰柯维奇理论进行了分析应用，研究主要包括天文学古气候学和地质应用两个方向。在天文古气候学
16、方面，A.Berger 做出了巨大的贡献，他的研究成果成为米兰柯维奇理论在地层学中应用的重要参考和依据。A.Berger 在1976 年、1988 年、1992 年分别在Natrue,Review of Geology,Astronomy&Astrophysics 等期刊上发表论文26，论述了他在地球轨道参数变化规律、及其与气候、地层记录的关系方面所取得的研究成果。Berger和他的同事主要研究了地球轨道参数的变化规律，计算了地质历史时期不同阶段的岁差、斜率、和偏心率的具体值。根据他的研究成果，岁差、斜率的周期在漫长的地质历史时期是变化的，变化规律自古至今逐渐增大，接近于线性（表2-1）；而偏心率的周期变化很小，因此在不同地质历史时期偏心率、斜率与岁差三者的周期比值是不同的，这成为地层学研究的重要依据；地球轨道参数的岁差和斜率周期短时期内变化尽管很小，但是从震旦纪至今，岁差和斜率的周期都已经超过了50%。Berger 的研究得到了天文古气候学界和地质学界的广泛认同，利用他的观点和数据，地层学工作者开始研究地层中的沉积旋回，并进行地层划分对比工作。自十九世纪七十年代开始，先后有几十个国家
