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南黄海横波测井曲线预测在叠前反演中的应用_吴淑玉_陈
建文_刘俊_张银国_梁杰_袁
,,,,,,,,,,,,,
,,,,,,,,,,,
()文章编号:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
海洋地质前沿,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,
第,,卷第,,期,,,,,,,,,
南黄海横波测井曲线预测
在叠前反演中的应用
,,,,,,,,,,,,,,吴淑玉,,陈建文,,刘 俊,,张银国,,梁 杰,,袁 勇,,陶 融,
(中国地质调查局青岛海洋地质研究所,青岛,,,,,,;,国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室,
青岛,,海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,,,,,,;
)武汉)资源学院,武汉,北京)地球科学与测绘工程学院,北京,,中国地质大学(,,,,,;,中国矿业大学(,,,,,
摘 要:南黄海中—古生界发育大套碳酸盐岩和碎屑岩的互层沉积。为了满足油气地质勘探的需求,地球物理储层预测技术方法需要——————————————————————————————————————
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从叠后走向叠前阻抗反演,而横波速度是储层特征评价和流体识别的重要参数,因此,对该研究区进行横波测井曲线
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
值得探索。基于实测的岩石物理弹性模量,通过,将据此计算的纵,,,,,,,,,,方程引进固结系数,,,波速度与实测的纵波速度进行对比,最终以其相对误差最小时的固结系数代入,,,,,,,,,其预测结果符合地层速度的分布规律,并为叠前储层描述提供,,,,,方程求得横波速度,
,,横波了可靠的基础资料。通过横波预测,石炭系灰岩段的纵波速度为,,,,,,,,,,, ,,溶孔发育的白云质灰岩段纵横波速度比变化幅度大,速度为,碎屑岩孔,,,,,,,,,, 隙发育地层横波速度变化幅度比纵波速度大。关键词:南黄海;碳酸盐岩;碎屑岩;横波速度;叠前反演
:,中图分类号:,,,,(,,,
文献标识码:,
,,,,,(,,,,,,,,(,,,,(,,,,,(,,,,,,,
南黄海中—古生界是我国东部海域未来取得
,,,,
,近年来对南黄海油气突破的远景区域之一,
盆地油气勘探已经引起了石油地质学家和地球物
,,,,
。盆地中—古生界为碳酸理学家的极大关注,
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,,
,碳酸盐岩的非均质盐岩和碎屑岩的互层沉积,
,,,,
,为了达到钻探性决定了其储层预测的难度,
求取地层的岩石物理参数具有重要的作用,通过横波测井曲线能够获得储层岩性识别、岩石弹性
,,,,,
。参数计算和地震流体识别等信息,
目前横波测井曲线预测方法有经验公式和岩石物理理论模型两大类,经验公式是以纵波测井为基础,通过拟合纵波速度、横波速度、孔隙度、岩石矿物组分、密度和泥质含量等参数的关系来计
,,,
,如李庆忠的横波速度计算公算横波速度,
,,,
,,式,,,,,,,,,,,,,,,的横波预测方,,,
地质目的,叠前阻抗反演是进行储层预测最有效
,,
,而横波测井对于地震资料反演及准确的手段,
收稿日期:,,,,,,,,,,
基金项目:国土资源部海洋油气资源和环境地质重点实验室);国家海洋局海底重点实验室基基金(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,););国家自然科学基金(南黄海油气资源金(,,,,——————————————————————————————————————
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,,,,,,,,,,,,;调查(南黄海前第三系油气前景研究(,,,,,,,,,,,),,,,,,,);;南黄海海域油气资源普查(南黄海崂山隆,,,,,,,,,,,,,),)起和滩海区海相地层油气资源战略选区(,,,,,,,,,,
,作者简介:女,硕士,吴淑玉(助理研究员,主要从事,,,—),:地球物理方面的研究工作(,,,,,,,,,,,,,,,,,,(;,,,
,,,,,,
。基于岩石物理理论模型预测横波速度法,
测井曲线是通过建立横波速度与岩石物理参数之间的关系,由一条或几条测井曲线来预测横波测
,,,
,常用的岩石物理模型预测横波速度的井曲线,
,,,,,,
和,方法包括:基于,,,,,,,,,,,方程,,,,,
,,,,,,
。,,,,,模型,
南黄海盆地缺乏横波测井曲线,本文在采用提出新的思路进行岩,,,,,,,,,,方程基础上,,,,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,年,,月 , 海洋地质前沿
,,,
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石物理分析,并求得横波测井曲线,处于勘探阶段的情况下,通过预测横波曲线进行叠前阻抗反演,
,,,
。从而达到满足储层预测和烃类检测的需求,
原油、气的密度。 ,、,、,为水、ρρρ
岩石中固体的基质为砂岩、泥岩和碳酸盐岩,(岩石骨架密度为:方解石或白云石)
, 方法原理
,,,,,,
经典的理论模型,为:,,,,,,,,,,方程,,,
,,,,,,,,,,,,,,,;ρρ,,,,φφ,;,式中:,;,,为岩石骨架密度,ρ
,
(),
υ,,
,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,ρ,,,,,
,,;;,,,为泥岩密度,ρ
方解石或白云石)的密;为砂岩或碳酸盐岩(ρ
度,其中碎屑岩和碳酸盐岩要分段;
,,,为泥质含量。
,,,
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求得流体的体积模量:根据,,,,方程,
,,(),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
,,(),υ,,
ρ
,;式中:,,υ,分别为纵波与横波速度,,和υ
,;,,;,ρ为岩石密度,
式中:,,为流体的体积模量;
原油、气的体积模量。,,、,,、,,为水、
另外对于岩石基质,利用,,,,,,,,,,,,,,,
,,,,,,
(平均方法,计算其弹性模量:,,,,,)
,,和μ,分别为岩石基质的体积模量和剪切
;模量,,,,
,,为固体矿物的体积模量;Κ,为流体的体积模量;
φ为孔隙度。
)分析(式可知,求取纵横波速度的关键就是,得到岩石骨架的弹性模量和流体的体积模量。
岩石是由固体的岩石基质和流动的孔隙流体,其中岩石的密度为固体和组成的多相体(图,)液体的综合密度
,,,,
,,,
((,,,,,),,,),,,μ,,
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(),
,,
,,,(,,,,,,,,,,,),,,,,
,,,,,(,,,,,,,,,,,,),,,,
,,,,,,,,(,,),,μμ,,μ
,,
,,,,,,,,,,(,,),,μμ,,μ
,
,(,,,,,,,,,φ)
式中:砂岩或碳酸盐岩、,,、,,、,,,分别为基质、
:
(),
,,,,(,ρ,φφ)ρρ
,;,式中:,;,,为固体基质密度,ρ
,
泥岩的体积模量;
下界;,,和,,分别为基质体积模量的上、
砂岩或碳酸盐岩、泥,、,,分别为基质、μμ,、μ岩的剪切模量;
下界。,和μ,为基质剪切模量的上、μ
,,,
,等引入固结系数α(由基质弹,,,,,,α?,) ——————————————————————————————————————
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性模量计算岩石骨架体积模量:
,(,,,,,(,,,,αφ)φ),(,,(,,,,α,,,(μμφ)φ)
(),
,
。,,;,ρ为液体密度,
假设地层中的流体为含油、气、水,液体的密,,,,
:度ρ,为
(),,,,,,,,,,,,,,ρρρρ
式中:原油、气的饱和度,其中,,、,,,、,分别为水、
;,,,,,,
,,,,
其中,固结系数α取值范围为,,,,(,α,,
,为经验值,也可取值,目的是为了产生一,或,,
,,,,,,
将岩石的剪个较精确的纵横波速度比,,,,,
切模量修改为:
,(,,,,γα,,,(μμφ)φ)
,(,,,,,γ,(α)α)
对,,,,,,,,,,,方程进行整理:,,
图, 岩石体积模型
,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,, , ——————————————————————————————————————
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,
(),
υ,,
,
,
,,,,,
,ρ
,卷第,,期 第,等:南黄海横波测井曲线预测在叠前反演中的应用
吴淑玉,,,
,,
,(),,,,,,,,,,,,,,,φφ
)式可以看出,从(第,项的分母由,,φ,,,,,一般情况下,,φ,,,,,,,和φ,,两项构成,
,,因此:,,,,,, ,,,φ
制,因此,在横波预测之前需要对单井和多井测井质量以及一致性进行控制,其主要目的是补偿多井间由于不同仪器系列、不同测量环境和井眼条件引起的测量观测结果。测井曲线的质量控制包
,,,,,,
。括深度和环境校正、测井曲线标准化,
,,,,,,,
,,,,,,,,,,ρφ)将(式代入最终得到:, ——————————————————————————————————————
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,(,(,)),,(υ,?
,,,,(,ααρ,,φφ)
(,,,,,α)υ,?
,
)(,,
,(, 曲线环境校正
利用密度—纵波速度交汇图能够有效识别出实测声波、密度曲线测量存在问题的层段,通过交汇图可以看出图,红色和粉色区域为声波,蓝色、和密度曲线测量失真层段,图,,为声波和密度校正后的交汇图。另外发现个别井段出现井眼垮塌对密度测井存在响应,采用经典的经验公式,在相同岩相和岩性、相同含流体类型测段建立多元线,性关系方法,对密度和纵波曲线进行校正(图,)图中第,道蓝色曲线为实测的声波曲线,红色曲线为校正后的声波曲线,第,道蓝色曲线为实测的密度曲线,红色为校正后的密度曲线。可以看出,井眼垮塌对声波测量结果的影响微乎其微,但其密度曲线差异特大。经过对测井曲线严重异常井段进行校正分析,密度和声波曲线得到了校正,井眼良好的层段校正前后曲线基本一致,吻合很好,因此校正后的测井曲线质量有了较大程度的改善。,(, 测井曲线标准化
对研究区,口井灰岩段的声波曲线转成纵波),图中不同颜色速度曲线进行直方图分析(图,,代
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
不同的井,由于不同年代不同仪器或者仪器刻度标准的不统一所测得的测井曲线值存在数据误差。蓝色线所示是,,,,,,井,,,,,,,,,, ——————————————————————————————————————
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其纵波速度为,,段三叠系青龙组灰岩,,,,, ,,红色线为,,,井,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,
,。纵波速度为,,段石炭系灰岩,,,,,,,,,,, ,根据下扬子钻井和岩性资料分析(三叠系表,),,而石炭系灰岩的速度分布在,,,,,,,,,,,
,,,
,,可以看出,为,石炭系灰岩,,,,,,,,,,,
)(,,
从上式分析,前面,项与基质的弹性模量有关,而第,项与流体有关,进行横波预测具体方法为:首先根据测井曲线解释的油、气、水的饱和度和密度,由自然伽马曲线计算的泥质含量,密度曲线计算的孔隙度,岩石物理实测的弹性模量参数,求取碎屑岩和碳酸盐岩的体积模量和剪切模量,油、气、水的体积模量,引进固结系数求得岩石骨架体积模量和剪切模量,通过,,,,,,,,,,,方程求得,,的纵波速度,并与实际测量的纵波速度进行对比,通过不断迭代修改固结系数,使得最终计算的纵波速度和实际纵波速度的相对误差最小,最后将参数)代入(式求得横波速度,其实现流程如图,所示
。,
图, 碎屑岩和碳酸盐岩横波预测流程,,(, ,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,
,,,, ,,,,;,,,,,,;,,,,,;,,,;,,,,,,,,,,;,,
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,
地层的纵波速度比三叠系青龙组的灰岩速度高,声波速度正,,井速度分布符合以上规律,,,,,,,
确,从表,还可以看出,南黄海整个地层的灰岩速,,而,,度都不超过,,,,,,,,,井三叠系灰,, 岩地层速度过高,
说明
关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书
声波时差存在异常。绿色线为,,,井,,,,,,,,,,,,,段三叠系青龙 ,,
, 测井曲线预处理
测井曲线横波预测是基于测井资料的质量控
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,年,,月
, 海洋地质前沿
,,,
图, 纵波速度和密度曲线进行环境校正前后对比交会图
,,(, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,
,
,,,,,,,,,
图, 纵波速度和密度曲线校正前后对比曲线
,,(, ,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,, ——————————————————————————————————————
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,,,,,,,,
组和上二叠统的灰岩速度刚好分布在,,,,,
,,因此,以,,,井的三叠系地层为,,,,,,,,,,,
标准对,,标准化后的纵,,,,井进行标准化,,波速度直方图如图,此时的,口井的测井,所示,曲线是符合地层速度分布特征。
,卷第,,期 第,等:
南黄海横波测井曲线预测在叠前反演中的应用
吴淑玉,,,
图, 不同井灰岩段纵波速度标准化前后直方图对比
,(, ,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
,,,,,,
,表, 南黄海地层与岩性及地震波组特征对比(据文献,修改),,
,(,),,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,
,,,,,,,
特征波,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
(,)速度,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ——————————————————————————————————————
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,,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,,,,,,
,,,,以上
岩性粉砂岩、泥岩泥岩砂岩、泥岩砂岩、灰岩
碎屑岩,煤系地层
灰岩石英砂岩泥岩、
硅质岩灰岩、白云岩、白云岩冰碛岩、灰岩、
变质岩
地层属性第四系,新近系
古近系三垛组,戴南组,阜宁组中—上白垩系泰州组,赤山组
,蒲口组
三叠系下统青龙组二叠系上统龙潭组,大隆组二叠系下统,中
石炭统下石炭统,泥盆系,志留系
奥陶系,中上寒武统下寒武统,震旦系
前震旦系
地震层序
??????????
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,,横波速度为,纵波速度为,,,,,,,,,,,,,,
, 横波测井曲线预测
由图,可以看出,根据修改后的,,,,,,,,,,,,,,方程通过不断迭代修改固结系数求得的纵波速度与实测的纵波速度两者的相对误差整体较在浅部地层两者的相对误差更小,小,为,(,,,,,而随着深度的加大,误差也增几乎为,,,(,,,,大。由于在成岩作用早期阶段主要为机械压实所引起的沉积物颗粒堆积方式的改变及波分颗粒的塑性变形,随着埋深的增加,成岩之后岩石孔隙的改造作用和胶结作用的影响,使得预测的纵波速度和实测的纵波速度存在一定的误差,但都在可容范围之内。将相关的岩石基质和流体的弹性参)数及固结系数代入方程(式,最终求得的横波速,,。,)其速度范围为,度曲线(图,,,,,,,,,,, 综合图,和表,不同岩性段的纵波和横波速度,灰岩段的纵、横波速度比砂泥岩段的高,灰岩段的
,,由于,,,,,,,,,,,,,,深度段为深灰,,,
色白云质灰岩,岩石中溶孔和白云石发育,存在因此,纵波和横波的速度变化较为剧,,的溶孔,,
烈。碎屑岩段主要为泥质粉砂岩和粉砂质泥岩,统计的砂岩和泥岩对应的纵波速度和横波速度变化幅度较小,某些深度段由于地层孔隙发育,横波速度变化幅度比纵波速度大。对预测横波速度和实)测的纵波速度进行交汇图分析(图,可以看出,纵
表, 南黄海石炭系地层的灰岩和碎屑岩的
——————————————————————————————————————
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纵波速度和预测的横波速度
,,,,,, ,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,
,,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,;,,;,,,,,,,
,,,,,,,,,,,,,,
,(,),,
灰岩
砂岩
泥岩
,, ,,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
,
,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
,
,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,年,,月
, 海洋地质前沿
,,,
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图, 预测的纵横波速度曲线
,,(, ,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,;,,
,
,,,
图, 纵横波速度交汇图
,,(, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,
,,,,
波速度曲线和横波速度为非线性关系,而不是基
于经验公式计算的线性关系,从而能够反映油水
层的岩石的物理性质,说明基于,,,,,,,,,,,,,
方程对横波预测的结果具有一定的有效性。在岩石物理分析过程中,将,,,,,,井石炭,,, 应用效果
,卷第,,期 第,等:南黄海横波测井曲线预测在叠前反演中的应用
吴淑玉,,,
系—下二叠统栖霞组地层的碳酸盐岩和碎屑岩地层进行纵波阻抗和纵横波速度曲线交汇分析(图)可以看出,通过纵波阻抗可以将碳酸盐岩和碎,
屑岩区分开,碳酸盐岩的纵波阻抗为高值,为
,
——————————————————————————————————————
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)(,),);碎屑岩的纵,,,,,,,,,,(,,,;, ,(,
(,),波阻抗为低值,为,,,,,,,,,(,,, ,( ,,
)),而在碎屑岩层段,通过纵横波速度比能够,;
将含气砂岩、含水砂岩和泥岩段分开,随着纵横波速度比值从大到小,岩性是从泥岩过渡到含水砂岩再到含气砂岩段,说明纵横波速度比值越低,越偏向有利储层。因此,通过反演纵波阻抗能够区分碳酸盐岩和碎屑岩岩性,而且在碎屑岩层段在纵波阻抗中加入横波阻抗能够将有利储层进行识别
。
图, 纵波阻抗和纵横波速度比交汇图,,,(, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,
,,,,,
得到石炭系—下二叠统 通过叠前同时反演,
。纵栖霞组地层纵波阻抗和纵横波速度比(图,)波阻抗具有横向分区特征,反映与纵波阻抗相关的次生孔隙发育受古构造等地质因素控制,位于两端台地主要为碳酸盐岩沉积,纵波阻抗值越高岩性越偏向白云岩。由于位于古高地,受气候影响,海水蒸发盐度高,灰岩容易发生交代作用形成间歇性白云岩,位于凹陷处的主要是以砂岩和泥岩为主的碎屑岩。纵横波速度比具有垂向分带特征,说明了其相关的岩性随地质沉积时代的变化,可以看出在台地和沿着顶部界面局部——————————————————————————————————————
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地层纵横波速度比低,说明在台地处以白云岩为主的地层孔隙性较好。另外根据钻井揭示在石炭系和栖霞组顶面的风化壳地层,由于构造时间及沉积间断,碳酸盐岩地层暴露,在界面附近发生大量淋滤溶蚀作用,风化壳孔隙也极其发育,如,,,,井,,,,,,,,(,,下二叠统栖霞组顶面风化壳根据测井
解释孔隙度为,,,井,,,(,,,,,,,,,,,石,, 炭系船山组风化壳测井解释孔隙度为,,,,,口钻井揭示的风化壳孔隙度值高,说明碳酸盐岩经过一定淋滤溶蚀,在后期的孔隙没有被充填、压实和胶结的情况下,也可成为较有利储层。
, 结论
()南黄海中—古生界在纵向上表现为碳酸,
盐岩与碎屑岩互层的特征,为了满足油气勘探的需求,地球物理储层预测方法需要从叠后走向叠前阻抗反演才能获得储层的岩性、物性和油气性,因此,对该研究区进行横波测井曲线预测是一项重要而基本的技术手段。
()由引进固结系数根据,,,,,,,,,,,方,,,程计算得到的纵波速度,与实测的纵波速度求得相对误差,在相对误差最小的情况下确定的固结
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,年,,月
, 海洋地质前沿
,,,
——————————————————————————————————————
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))图, 石炭系—下二叠统栖霞组地层的纵波阻抗剖面(和纵横波速度比剖面(,,
,()(),,(,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,
,,,,,,,
系数,代入方程最终求得横波速度。预测结果能够反映油水层的岩石物理性质,其方法具有一定的有效性。
()横波速度测井曲线预测表明,在溶孔发育,
的白云质灰岩段纵横波速度变化剧烈,碎屑岩地层段纵横波速度数值相差不大,而在孔隙发育地层横波速度变化幅度比纵波速度大。
()将预测的纵波速度进行叠前同时反演,纵,
波阻抗具有横向分区特征,与纵波阻抗相关的次生孔隙受古构造等地质因素控制,纵横波速度比具有垂向分带特征,其相关的岩性随地质沉积时代的变化。
参考文献:
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,卷第,,期 第,
():,,,,,,(,,
等:南黄海横波测井曲线预测在叠前反演中的应用
吴淑玉,
():,,,,,,(,,
,,
,,吴志强,周才凡,等(黄海海域横波速度计算方法,, 吴淑玉,
的研究,中国地球物理(长沙:中,,?中国地球物理学会(国科学技术大学出版社,,,,,(
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,,张庆国,孙德瑞(,区块测井曲线的标准化方法,, 纪 智,
,,():,(黑龙江科技大学学报,,,,,,,,,,,,,,(,,
,,白兴家,王小平,等(测井曲线标准化方法及在地,, 封 蓉,
():,质研究中的应用,,,,,,,,,,,(,,(辽宁化工,,,,
,,刘文岭,罗 娜(地震反演中测井数据的预处理,, 侯伯刚,
():,,,,,,,,,,,,,,(,,(物探与化探,,,
,,陆 凯(南黄海沉积层纵波速度与地震反射特征,, 吴志强,
,,():,(海洋地质与第四纪地质,,,,,,,,,,,,(,,
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