3种经典机器学习算法在火山岩测井岩性识别中的对比

岩性识别一直是火山岩油气勘探中的重要课题,基于测井数据的岩性识别也逐渐成为火山岩研究的需要,大数据背景下的机器学习算法为测井岩性识别提供了一个新方向。为提高某研究区火山岩岩性识别符合率,本文采用K近邻、支持向量机和自适应增强3种经典机器学习算法,对研究区内的粗面岩、非致密粗面岩、辉绿岩、辉长岩、玄武岩和非致密玄武岩等6类中基性火山岩进行岩性识别。从常规测井系列中优选对研究区岩性敏感的自然伽马、声波时差、补偿中子、深侧向电阻率和补偿密度等5种测井参数作为岩性识别模型的输入向量,从研究区内5口有岩心样品或薄片鉴定资料的目标层中选取测井数据点1 440个,其中960个作为训练样本,其余480个作为测试样本。以识别符合率和时间作为评价指标,对3种算法的识别结果进行对比分析,实验表明：自适应增强算法的分类准确率最高,6类岩性平均识别符合率达到82.10%;支持向量机算法表现良好,平均识别符合率为81.04%;K近邻算法平均识别符合率为76.04%。     

测井资料用于盆地中火成岩岩性识别及岩相划分:以准噶尔盆地为例

以准噶尔盆地为例,建立火成岩的测井岩性识别和测井相划分的方法,运用火成岩岩石学理论和岩石物理学的技术方法,确立了火成岩岩性、岩相的测井分类标准。揭示了自然伽马测井、密度测井、ECS测井对火成岩化学成分的变化最为敏感,从基性到酸性火成岩的自然放射性强度逐渐增强,密度降低,金属元素含量减少,二氧化硅含量增加;火成岩的自然放射性、密度、电阻率对火成岩的结构变化有一定的反映,火山碎屑岩与同质的熔岩相比,自然放射性、密度、电阻率测井值降低;补偿中子测井值对火成岩的蚀变程度反映最为敏感,密度、电阻率对火成岩的蚀变程度有一定的反映,且随着蚀变程度的增强,密度、电阻率测井值有降低的趋势。并用岩性敏感测井曲线制作了多维火成岩岩性识别图版、用成像测井制作了火成岩的结构与构造识别图版,用ECS测井区分岩石成分,用岩心资料进行验证,提出了常规测井+成像测井+ECS测井+岩心标定的火成岩岩性识别模式和技术方法,综合判定火成岩岩石的类型、成分、结构和构造,提高了复杂火成岩岩性识别的准确率。     

基于最小二乘支持向量机测井识别火山岩类型:以辽河盆地中基性火山岩为例

最小二乘支持向量机是在统计学习理论基础上发展起来的模式识别方法。与传统统计学相比,它能有效解决有限样本、非线性、高维数模型的建立问题,而且建立的模型具有很好的预测性能。岩性识别本质是解决分类问题,本文基于最小二乘支持向量机解决分类问题的优势,首先用GR、CNL、DEN、AC、R_LLD等常规测井曲线数据建立样本空间;然后通过耦合模拟退火和交叉验证的方法寻找最佳参数,优化最小二乘支持向量机分类器;最后建立了最小二乘支持向量机岩性识别模型。通过取心段岩心描述和岩心/岩屑薄片鉴定,确定辽河盆地40口井315 m井段2 520个岩性样品作为训练样本,建立岩性识别标准。对8口井13 866 m井段110 928个火山岩数据采样点进行测井识别,可识别致密玄武岩、气孔玄武岩、粗面岩等8种主要火山岩类型。识别结果与8口测试井中316个有取心段岩心描述和岩心/岩屑薄片的精确岩矿定名对比,符合率达到75.2%,与以往测井识别复杂火山岩岩性相比,在识别准确率和效率上都有明显提高。     

克拉玛依六区——九区石炭系火山岩油藏岩性识别与岩相划分

根据克拉玛依石炭系火山岩岩屑录井描述、岩心薄片鉴定、常规测井资料,通过分析不同类型的火山岩对测井参数的敏感性和响应特征,用统计学方法研究常规测井参数与不同类型火山岩之间的对应关系,建立了电阻率、自然伽马与岩性关系图版。进一步研究了六区—九区石炭系火山岩的岩性、岩相特征、分布规律及与含油性的关系,为今后此类油藏的岩性识别与岩相研究提供了可借鉴的方法。     

庐枞矿集区科学钻探的岩性识别方法

庐枞矿集区科学钻探钻遇岩性复杂,岩性亚种类别繁多,利用测井资料识别岩性存在较大的技术难度。笔者采用网格搜索法、粒子群优化和遗传算法三种方法优选支持向量机的核函数参数γ和惩罚因子C,其中基于遗传算法优选的支持向量机参数准确率最高。利用测井,结合岩芯、录井等资料,基于遗传算法建立支持向量机岩性自动识别模型,该模型实际数据预测总体符合率为86.86%,优于BP神经网络,全井岩性识别与岩芯录井相符,取得了好的应用效果。     

克拉美丽气田石炭系火山岩复杂岩性岩电特征

准噶尔盆地东部克拉美丽气田石炭系火山岩岩石类型复杂多样,且同一岩性由于结构、构造和成分的差异,电性特征差异亦较大,岩性识别困难。本文通过对该区14口井取心段岩电关系研究,认为自然伽马、电阻率、密度三种曲线岩性特征响应明显; 电阻率、中子、密度、声波四条曲线对火山岩岩石构造特征响应明显。并编制了岩性和岩石构造测井识别交会图版11张。进而利用电测资料识别出该区11种火山岩岩石类型: 正长斑岩、二长斑岩、玄武岩、粗面岩、英安岩、流纹岩、霏细岩、沉凝灰岩、熔结凝灰岩、火山角砾岩和熔结火山角砾岩; 识别出5种岩石构造类型: 正长斑岩中气孔及块状构造和玄武岩中杏仁、碎裂及块状构造。通过本区12口钻井取心后验,测井识别结果与钻井岩心分析结果吻合良好,可作为地区性火山岩测井岩性、岩石构造识别模式。     

基于遗传算法优化的支持向量机在岩性识别中的应用

为提高测井岩性识别的精度,本文结合乌夏地区岩芯资料和测井数据,总结该地区砂砾岩测井响应特征,优选出声波、自然伽马、密度、中子孔隙度和电阻率等5条测井曲线参数作为训练和测试样本,通过遗传算法挑选出最佳的支持向量机核函数参数σ和惩罚因子C,建立支持向量机岩性识别模型。结果表明该模型实际数据预测总体符合率为81.6%,在识别准确率上与传统测井识别砂砾岩岩性方法相比都有明显提升。     

松辽盆地深层火山岩储层测井响应及地质解译

为研究测井信息与地质属性的对应性,利用丰富的岩心描述结果刻度测井资料,对12种常见火山岩常规测井和8种成像测井图像进行地质解译。结果表明,火山岩地质属性的测井响应具有普遍性。常规测井中自然伽马和密度曲线对基、中、酸性火山岩响应明显,电阻率和三孔隙度曲线对火山岩的结构构造及孔缝响应明显。成像测井模式具体为:凝灰结构表现出高阻亮点模式,原生气孔表现出低阻暗点模式,流纹构造表现出中高阻黄白相间的正弦曲线模式,角砾结构表现出高阻亮块和低阻暗点模式,低角度裂缝表现出低阻正弦曲线模式,沉火山角砾结构表现出中低阻黄橙相间正弦曲线模式,火山碎屑溶孔表现出亮块中含暗点模式,块状结构表现出亮块模式。     

火山岩天然气藏地质储量参数的确定方法

大庆油田东部深层某井区火山岩气藏岩性复杂、储层参数计算以及流体性质识别困难。根据岩性组合规律建立火山岩解释模型,对深层的火山岩测井资料进行处理与解释。联合使用成像测井分析结果、岩性分类和多井对比等方法,提高了测井解释精度和解释符合率。计算的孔隙度、饱和度和渗透率为提交天然气地质储量提供了基础参数。     

基于主成分分析法与Bayes判别法组合应用的火山岩岩性定量识别:以渤海海域中生界为例

渤海海域中生界火山岩岩石类型复杂多样,且同一岩性受岩石成分、结构差异的影响,因此岩石物理响应特征存在较大差异,为岩性识别增加了难度。本文通过对研究区大量取心资料、壁心资料以及薄片资料的岩电分析,优选出对岩性响应敏感的自然伽马(GR)、补偿中子(CNL)、密度(DEN)、声波时差(AC)以及原状地层电阻率(Rd)等5条曲线。基于主成分分析法,构建了F_1—F_5共5个综合变量,其中F_1和F_2方差贡献率占总贡献率的81.4%,可作为两个主成分有效地反映5个变量的信息。针对主成分信息,利用Bayes判别法,构建了不同岩性的定量解释模型,对研究区9种火山岩进行了岩性识别。对取心井段的回判结果显示,基于主成分分析与Bayes判别的联合识别方法较常规交会图法在岩石成分及结构的识别精度方面均有较大程度的提高。该方法的提出对研究区成像测井、元素测井资料缺少井段的火山岩岩性识别具有重要借鉴作用。     

辽宁北部秀水盆地义县组地层划分的地球物理响应特征

通过采用地表地质调查、钻孔岩心编录、地球物理测井、二维地震等多种技术手段,综合运用岩石地层、测井曲线、二维地震和钻井资料标定相结合的研究方法,将以辽法地1井、秀D1井为代表的义县组划分为4个岩性段,即：一段（K₁y¹）基性火山岩段,二段（K₁y²）火山岩夹沉积-火山碎屑岩段,三段（K₁y³）沉积岩段,四段（K₁y⁴）酸性火山岩段.4个岩性段和界面在露头、钻井岩心、测井曲线、地震等资料上的特征明显.重、磁、电剖面联合反演综合解释推断及井震标定后的地震反射特征均表明下白垩统义县组4个岩性段在空间上具有一定的展布特征和分布规律.     

酸性火山成因的粘土岩在自然伽玛测井曲线上的显示及其在事件地层学上的应用

本文将自然伽玛测井资料试用在火山事件粘土岩层的研究中。根据现代自然伽玛测井技术水平和研究对象中放射性元素含量说明应用的可能性,分析沉积岩的物源与放射性元素含量的关系。非正常沉积岩中以酸性火山碎屑及其水解产物(粘土)含放射性元素较高。例举三种产状的火山成因粘土岩论证用自然伽玛测井资料寻找和研究火山事件粘土岩层的必要和优越性。笔者用此法发现川南筠连地区二叠三叠系地层之间存在界线粘土岩层。最后对自然伽玛测井技术发展远景提出设想。     

南澜沧江带南段原特提斯岛弧火山岩新证据

从岩相学特征、岩石组合、岩石化学、稀土元素、微量元素、铅同位素、大地构造环境等诸方面对云南惠民-曼来地区前泥盆纪(Pt3)变质火山岩的特征进行研究,结果表明:该地区变质火山岩保留有变余间粒及变余安山结构;火山岩组合为玄武岩-安山岩-英安岩;火山岩的化学成分:基性—中性—中酸性,属亚碱性,钙碱性系列与拉斑系列并存,以低TiO2为特征;稀土模式为轻稀土富集右倾斜型;微量元素大阳离子元素富集,且普遍富Th,亏损Ti,部分亏损Cr;铅同位素组成属于冈瓦纳型;岩石化学投点绝大部分落在岛弧火山岩区,为该区原特提斯岛弧火山岩的存在提供了新证据。     

火－沉粘土岩的成因标志及研究方法

论述了火－沉粘土岩的概念、产状、岩石特征、矿物成分、化学成分和自然伽马测井曲线等成因标志以及研究方法,对其命名问题也提出了意见。      

火山岩岩性识别方法研究

岩性是测井储层评价的基础,在火山岩油藏的测井评价过程中,由于火山岩岩性定名方法的不统一以及岩性识别方法的不完善,使火山岩油藏的测井评价难以开展。采用国际地科联（IUGS）推荐的TAS图方法对火山岩岩样定名,并以此为基础,使用神经网络方法利用测井资料识别火山岩岩性。研究结果表明,利用传统的统计判别方法建立的测井资料与火山岩岩性的判别关系,识别符合率只有65%;而使用神经网络方法建立的判别关系,识别符合率可达81.8%。     

测井曲线概率分布法识别四川盆地火山岩气水层

火山岩的矿物成分复杂,主要矿物有石英、正长石、斜长石、云母、角闪石、辉石和橄榄石.不同岩性的储层物性和孔隙结构类型各不相同,这给火山岩气水层判别造成很大困难.基于测井资料,首先采用中子-密度交会图的方法求取孔隙度,然后结合实验室的岩电参数以及测井的电阻率曲线,构建P1/2概率分布曲线,根据概率曲线的分布形态来识别火山岩...     

甘肃北山某地区晚古生代火山岩建造与铀成矿作用

北山地区晚古生代火山岩建造比较发育,是热液型和火山岩型矿床成矿的有利地段。本文从火山岩的分布、岩石组合、火山岩相、火山岩喷发方式及韵律、岩石化学成分及微量元素等方面,详细论述了该地区中、晚泥盆世火山岩建造的特征及其与铀成矿作用的关系,分析了火山机制控矿作用,总结了晚古生代火山岩建造中铀的成矿条件和规律,为今后在该地区寻找热液型和火山岩型铀矿床具有一定的指导意义。     

豫西新生代基性火山岩地球化学特征及源区性质

豫西新生代基性火山岩主要为粗面玄武岩,少量碱玄岩和玄武岩。其地球化学特征表明该区基性火山岩基本代表了幔源原始岩浆的成分,结晶分异作用及地壳物质混染作用并未对本区基性火山岩产生明显影响。初步的研究表明,本区基性火山岩是富集型地幔熔体和亏损型地幔熔体混合的产物。     

土们岭——八台岭——马大山晚二叠世“马达屯组”的时代及特征讨论

本文论述了分布于吉林省九台市土们岭－八台岭－马大山一带原划归晚二叠世马达屯组的一套火山岩的特征、年代、以实际材料为依据废弃马达屯组。将该套火山岩与双阳地区的晚三叠世小蜂蜜顶子组对比。讨论了这套火山岩的岩石学,岩石化学及地球化学特征。反映这期火山岩为造山带火山岩,火山岩浆为深源岩浆,该火山喷发带受北东向深断裂控制。对新发现的冷冻厂,头道沟火山机构进行了描述,阐述了该期火山岩与成矿的关系。     

大兴安岭东南部中侏罗统新民组研究新进展

通过野外地质调查、地质剖面测量、钻探岩心编录、古生物化石研究和同位素样品测年分析,并结合对前人资料的综合分析研究,认为：新民组为一套以酸性火山岩、火山碎屑岩为主夹含煤沉积的地层,产有Coniopteris-Phoenicopsis植物群中期组合、Ferganoconcha tomiensis-F.elongata双壳类化石组合和Osmundacidites-Lycopodiumsporites-Piceites孢粉组合,生物群时代为中侏罗世.新民组火山岩锆石U-Pb年龄为161.6 Ma,碎屑岩锆石U-Pb年龄为（175±2）~（2537±20） Ma之间,其中最年轻的碎屑岩锆石U-Pb年龄为175±2 Ma,代表了新民组的沉积下限.上述研究结果可为大兴安岭地区中侏罗世地层的划分对比、建立健全该区的中生代地层格架提供基础资料和科学依据.