多元统计课程报告 刘辉.docx
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多元统计课程报告刘辉
中国地质大学
研究生课程论文封面
课程名称实用多元统计分析
教师姓名向东进
研究生姓名刘辉
研究生学号120121825
研究生专业石油天然气工程
所在院系资源学院
类别硕士
日期2012.12.11
评语
对课程论文的评语:
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课程论文成绩：
总成绩：
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注：
1、无评阅人签名成绩无效；
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3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
多元统计方法在地层岩性识别研究中的应用
——以北部湾盆地海中凹陷HZ—1井为例
一、案例研究背景
北部湾盆地位于欧亚板块内,属板内裂谷盆地,由于近板块边缘,也受到板块碰撞、分离的影响,其构造活动比内陆盆地要强一些。
整个盆地的构造演化可大致分为古新世及始新世的断陷期、渐新世的拗陷期。
区域上,北部湾盆地以及其北的万山隆起区,其南的海南隆起区为一级构造单元。
在北部湾盆地中又划分出北部坳陷、企西隆起,中部坳陷、徐闻隆起、南部坳陷五个二级构造单元。
北部湾盆地是在海西—印支褶皱带上发育的中、新生代断陷盆地,盆地基底为上古生界碳酸盐岩、碎屑岩。
在此基础上发育中、新生界以陆相为主的陆相及海相碎屑岩。
在勘查区内除涠西南凹陷的部分地区渐新统涠洲组被抬升剥蚀外,其它地层均有分布。
此次案例研究研究区仅涉及到海中凹陷（中西部）。
海中凹陷地处盆地西部，位于北部坳陷南段，其东北接涠西南凹陷，南西为企西隆起，为一北断南超的箕状凹陷。
凹陷长约80km，宽约40km，面积约3694km2。
凹陷油气勘探和地质研究程度相对较低，所掌握的区域资料也较少，大致可划分出北部陡坡、南部斜坡等次级构造单元。
目前已在海中凹陷内发现了HZ—1井含油气构造。
HZ—1井位于北部湾盆地海中凹陷中部地区，测井资料显示其电性特征表现为自然伽玛曲线较平直，呈低值小齿状，电阻率曲线也较平直，为高值小齿状。
所在地层厚度变化较大，在凸起上往往缺失，在凹陷较厚。
勘探区块内的HZ—1井揭示该套地层厚达1710m，地震资料揭示深凹部位可达1800m。
二、案例研究目的
本文旨在采用多用统计分析方法中的聚类分析和因子分析，提取钻井地层地球质信息，指导探区内油气勘探工作。
聚类分析又称群分析，是对多个样本（或指标）进行定量分类的一种多元统计分析方法。
对样本进行分类称为Q型聚类分析，对指标进行分类称为R型聚类分析。
本案例运用R型聚类分析方法，通过对地层和测井曲线进行分析，并结合其他的一些地质佐证，能够了解探区内地层岩性类型，以及地层沉积环境，从而为找到探区内油气藏的圈闭空间分布规律提供有用的信息。
因子分析是一种研究分类和成因的数学地质方法。
它从原始变量的相关矩阵出发，通过对大量数据的浓缩，提炼出新的起主导作用的独立变量（因子），据此来揭示变量之间、样品之间以及与地质作用之间的相互关系，为研究变量分类和成因提供依据。
由于因子分析方法根据现象的内在联系将变量进行综合归结，能够归纳和提炼元素的组合，从而将混合型的原始数据形态转换为反映不同地质成因的数据形态。
因此，在地质学领域中，因子分析已被广泛应用于矿产资源勘探等方面的研究。
三、案例研究过程
本次研究收集了海中凹陷HZ—1井各个层段的不同类别的测井曲线数据，选用比较有代表性的33个层段以及18类测井曲线数据进行研究，根据样品的不同层段的测井曲线的数据进行初步的分类，分作砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩等方面的分类，通过对变量测井曲线进行聚类，得出了HZ—1井不同层段岩性的组合特点。
3.1聚类分析
3.1.1聚类分析的基本思想
认为所研究的样品或指标之间存在着程度不同的相似性，根据一批样品的多个观测指标，找出能够度量样品或变量之间相似程度的统计量，并以此为依据，采用某种聚类法，将所有的样品或变量分别聚合到不同的类中，使同一类中的个体有较大的相似性，不同类中的个体差异较大。
3.1.2聚类分析的步骤：
（1）列出原始数组表。
（2）为了消除量纲和数量级的影响，对数据进行标准化变换。
（3）选择合适的聚类方法（系统聚类、快速聚类）。
（4）选择合适的统计量和聚类的参数。
（5）得出聚类分析结果。
（6）作出初步的地质解释。
3.1.3、R型聚类分析的过程
选取了海中凹陷HZ—1井33个层段，AC、AZIM、CAL1、CAL2、CNL、DEN、DEVI、GR、ILD、ILM、LL8、SP、SH、MAGT、SWO、POR、Q和CL18类测井曲线数据做定量分析测试工作，得到了33×18的原始数据矩阵，见表1-1：
表1HZ—1井测井曲线数据分析结果矩阵
序号
层段
检测项目及结果
AC
AZIM
CAL1
CAL2
CNL
DEN
DEVI
GR
ILD
ILM
LL8
SP
SH
MAGT
SWO
POR
Q
CL
1
50m
7.9
8.4
128
475.5
2.7
12
2228.1
0.66
3.2
68
0.06
64.9
9.7
0.01
4.21
1.06
0.4
10
2
100m
8.8
14.2
38
399.1
2.6
15.8
2911.8
0.43
2.7
81.5
0.05
75.2
11.8
0.009
3.99
0.98
0.3
10
3
150m
30.7
23.2
51.7
606.4
2.8
22.9
4234.2
0.69
3.5
126.6
0.1
177.3
17.2
0.009
21.9
1.38
0.3
11
4
200m
39.4
91.5
48.7
461.9
25.3
19.7
3878.2
0.57
3.4
108
1.2
186.5
16.2
0.15
41.3
1.63
0.3
10
5
250m
7
40.2
136.4
3127.7
3.3
4.4
1097.5
0.77
2.1
8.4
2.65
237.6
4.1
0.5
55.4
1.46
2.2
10
6
300m
78.5
110.3
171.2
585.4
24.1
20.2
4820.6
0.54
3.9
111.6
0.9
95.2
12.4
0.04
30.2
1.3
0.3
10
7
350m
59.5
27.5
33.6
527.6
18.9
21.5
3290.2
0.58
3.7
101.7
0.15
91.3
16.3
0.009
28.5
1.47
0.3
10
8
400m
27.6
18.2
78.1
627.8
17.7
15.6
2812.2
0.7
3.6
77.4
0.26
87.5
13
0.009
22
1.68
0.3
10
9
450m
14.2
5
60.4
439.6
11.2
11.3
2269.3
0.54
2.7
61.5
0.08
64.2
9.5
0.009
20
1.69
0.3
10
10
500m
32.6
53
50.9
491.7
13.4
14.5
2730.4
0.57
3
72.7
0.25
80.2
13
0.009
31.3
1.68
0.3
10
11
550m
22
29.9
40.7
384.7
18.3
8.3
2388
1.28
2.9
49.7
0.21
85.5
6.9
0.05
31.2
2.13
0.3
10
12
600m
9
6.1
12.7
2710.9
3.2
4.2
1293.9
0.76
1.9
8.3
0.3
35.4
3.9
0.009
19.6
1.32
0.3
10
13
650m
101.2
61.5
201.1
1217.7
37.3
28.5
6117.8
2.96
5
116.6
0.96
284.5
18.5
0.09
37.7
3.86
0.3
10
14
700m
46.2
22.7
46.4
609
2.8
22.8
4684.9
0.88
3.3
113.8
0.11
60.3
12.8
0.009
16.7
1.43
0.3
10
15
750m
12.8
29.3
35
575.1
2.6
23.9
5382.5
0.71
3.2
105.5
0.06
75.1
14.4
0.009
34.9
0.99
0.4
15
16
800m
6
22.2
28.6
251.1
3
14.3
2168.2
0.58
2.4
81.5
0.05
49.5
10.6
0.009
3.12
1.22
0.3
11
17
850m
41
47.2
37.8
527.6
2.7
27.1
6211.7
0.76
3.2
135.8
0.2
88.2
17.6
0.009
24.4
2.4
0.3
11
18
900m
65.3
35.1
60.2
595.8
5
26
5919
2.12
4.1
140.3
0.2
117.3
13
0.009
31.8
2.37
0.3
12
19
950m
10.2
40.2
103.5
10000
2.5
7.3
2376.8
3.08
2.8
13.6
1.72
102.6
5.8
0.27
40.2
1.91
0.3
10
20
1000m
52.5
45.5
94.8
508.3
2.9
19.7
1692.9
2.34
3
42.6
0.08
466.5
10.7
0.23
33.9
0.88
0.4
16
21
1050m
30.9
26.6
59.8
791.9
3.2
21.9
4989.8
0.74
3.4
137.5
0.2
132.3
14.1
0.009
26.9
0.94
0.3
16
22
1100m
7.4
17.1
71.2
572.5
3
29.7
6767.2
0.71
2.9
100.5
0.1
246.8
20.6
0.009
3.28
0.76
0.3
17
23
1150m
16.7
6.7
8.4
3541.9
3.2
6.2
1937.5
0.64
1.2
10.9
0.08
90.5
3.3
0.32
3.31
0.89
0.3
10
24
1200m
37.3
20.2
44.4
544.8
19.8
26
5990.6
0.53
3.4
126
0.19
122.1
16.4
0.21
23.2
1.1
0.3
12
25
1250m
65.5
21.3
45.4
712.5
13.6
21.8
5576.5
0.53
3.5
127.1
0.42
148.5
14.9
0.009
28.1
1.04
0.4
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