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%。     

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。     

基于常规测井资料的储层流体识别方法

相对于纯油气层而言,储层孔隙中部分油被可动水替代后,在常规测井资料上直观地表现为电阻率下降。从岩石导电机理出发,研究了电阻率变化的影响因素,采用支持向量机的数学方法,以不同类型储层有效孔隙度φe、泥质含量Vsh、油柱高度H作为基础资料,建立了纯油层状态下的地层电阻率反演模型,根据反演地层电阻率与实际测量电阻率之间的差异即可判断储层的流体性质。该方法在研究区的低阻油层及水淹层识别中取得了较好的效果,为油田开发控水稳油奠定了基础。     

基于支持向量机的测井岩性识别在松散沉积物调查中的应用研究

砂砾质松散沉积物粒径组成复杂,钻探取心率低,导致对沉积相和相界面的判别准确度不高。本文结合岩心和测井资料,建立了松散沉积层基于支持向量机的测井数据岩性识别模型,分析了训练集样本数量对模型识别准确率的影响,并与BP神经网络模型进行了对比。结果表明,支持向量机模型的岩性识别准确率高,且对训练样本需求量低,可以有效地弥补钻孔取心率不足的问题,并降低钻探施工成本。在松散沉积物调查中,利用基于支持向量机的测井岩性识别模型自动识别沉积序列具有可行性,是实现绿色勘查的有益尝试。     

基于支持向量机的川中杂卤石分类识别研究

杂卤石是四川盆地主要的固态钾矿物,川中地区大多数杂卤石层不纯,通常伴随石膏层、硬石膏层、盐岩层发育,甚至同层沉积,常规测井解释方法只能粗略地识别杂卤石层。以支持向量机理论和测井解释为基础,测井数据作为输入,构建预测模型,对川中地区下中三叠统杂卤石样本做精细识别,将识别结果与录井资料验证对比,正确率达到90%以上。再以预测模型为基础,结合含杂卤石岩性在测井曲线上的响应情况,构建杂卤石层分类识别模型,识别杂卤石层、石膏质杂卤石层和杂卤石膏岩层,识别正确率达到91.78%,与常规测井解释方法相比具有明显优势。结果表明,将支持向量机运用到找钾矿中具有广阔的前景。     

支持向量机与微电阻率成像测井识别火山岩岩性

针对火山岩储层,从岩石化学成分分类和岩石结构分类两个角度出发,提出了一种利用测井资料识别火山岩岩性的方法。基于取芯薄片鉴定资料获得对应井段的常规测井数据,利用统计学习理论中的支持向量机方法对其处理,得到地质上按岩石化学成分分类的火山岩岩性类别。建立地层微电阻率成像测井图像与不同结构火山岩岩性之间的对应关系,归纳出典型的微电阻率图像模式,从而得到地质上按岩石结构分类的火山岩岩性类别,结合上述两者结论确定最终岩性,实现了运用支持向量机算法处理常规测井资料与微电阻率图像模式相结合的火山岩岩性测井识别新方法。     

基于微元动态物质平衡法模型确定水淹层混合液电阻率

水淹层测井评价关键技术之一就是精确计算水淹层混合液电阻率,目前精确计算水淹层混合液电阻率的方法精度亟需提高。为此,本文提出精确计算地层混合液电阻率的微元动态物质平衡法。该方法将水驱油过程微元化,并考虑到水驱油过程中地层原生水与注入水离子有效交换比例这个变量,理论上该变量随水淹程度的增强从0逐渐变为1。对比结果表明,一阶导电法、变倍数物质平衡法和改进的微元动态物质平衡法模拟计算岩石电阻率的平均相对误差分别为0.192、0.169和0.124,改进的微元动态物质平衡法精度有了较大的提高,并且得到的混合液电阻率在不同水淹类型测井评价中可以更精确地计算剩余油饱和度。该方法已推广应用到各大油田不同水淹类型测井评价中,计算的水淹层含水饱和度与密闭取心的饱和度数据最为接近,水淹层测井综合解释符合率达到87%以上。     

利用核磁共振和双频电阻率测井评价高矿化度地层水淹层

中原油田原始地层水矿化度很高,注入水矿化度一般低于原始地层水矿化度.根据水驱油岩电实验可知,有的储层水淹后电阻率呈"U"字形变化,其变化规律随注入水和原始地层水的矿化度比值及储层孔隙结构的不同而发生变化,使得电阻率判断储层含油性存在多解性,增加了常规测井资料识别水淹层的难度.核磁共振和双频电阻率测井新技术具有受岩性和矿化度影响小的优势,在水淹层识别上具有独到之处,在一定程度上弥补了常规测井技术的不足.通过实际应用,探讨了核磁共振和双频电阻率测井资料在中原油田高矿化度地层水淹层中的评价方法,取得良好效果,为测井新技术推广应用于水淹层评价起到了借鉴作用.     

动静结合方法计算储层水淹后地层混合液电阻率技术及其在剩余油饱和度解释中的应用——以吉林扶余油田泉四段油层为例

针对国内注水开发油田水淹层测井解释中地层混合液电阻率(Rz)难以确定的问题,提出了一套动静结合确定Rz的新技术。该技术以开发井投产初期含水率资料为基础,结合静态研究成果,反演投产层的地层混合液电阻率(Rz),进而标定井筒中泥浆滤液电阻率(Rmf),在此基础上,应用自然电位测井的基本原理,可以计算垂向上各层的地层混合液电阻率(Rz)。对于初期投产层为单层和多层两种情况,提出了一种迭代算法,均能实现Rz的反演和Rmf的准确标定。以该技术为基础,针对已经进入高含水阶段的扶余油田泉四段油层开展水淹层测井资料的二次解释。通过与密闭取心检查井岩心分析数据对比,剩余油饱和度误差平均为6%。     

埕岛油田水淹层测井响应原理及识别

本文依据油层导电原理和阿尔奇公式建立了埕岛油田水淹层解释的理论基础。在对埕岛油田注入水水性分析后,确定了水淹层的电性变化特征;进行水淹层解释的过程中,根据不同的测井曲线特征分别建立了自然电位基线偏移法、自然电位与电阻率对应分析法、交汇图版法和综合分析法等水淹层解释方法,并在埕岛油田水淹层解释中得到了成功应用,为埕岛油田剩余油饱和度解释奠定了基础。     

电阻率图像重建的佐迪(Zohdy)反演及其应用效果

本文讨论了利用佐迪反演方法对地表高密度电阻率法的数据采集结果进行电阻率图像重建。通过对多种复杂地电模型的数值模拟和野外实例的反演分析,表明该方法简单易行,计算成本较低,成像的分辨率高,效果较理想,将其用于地表测量的电阻率层析成像完全可行。作者用Fortran语言编制了实现上述过程的程序,对所有数学模型的正演计算均采用2.5维有限元法。为突出成像效果,本文在结果图示时均采用了伪彩色图像处理技术。     

RES2DINV在粤北某铅锌矿区激电测深反演中的应用

在粤北某铅锌矿矿区进行的直流激电测深工作中,通过修改激电测量数据格式,用RES2DINV软件进行反演,推测了3个矿体的产状。后经钻探验证,推测结果跟钻探揭露结果基本一致。     

直流激发极化法中的视电阻率参数及二次场采样

目前的直流激发极化法仪器,一次场采集于供电方波的末端时间,包含了被激发形成的二次场,在高极化率地质体上,仪器反映的视电阻率将削弱其低阻特性或放大高阻特性。以甘肃北山地区某铜铁矿测量为例,说明在野外工作中,做适当的数据处理,可降低这种影响。     

利用地表电阻率校正大地电磁静态偏移

基于大地电磁静态偏移的基本原理,通过对大量实测资料的处理,提出了一种比传统静态校正方法更有效地压制静态偏移的方法---静态偏移的标定校正法.其核心内容是利用岩性测试的电性参数和测点所在位置表层或浅层地层去标定视电阻率曲线的首支,并利用人机交互式可视化静态偏移校正软件去改正视电阻率曲线.经过40多条测线共700多个测点的实际应用,证明该方法是目前较理想的静态偏移校正方法.     

多点地质统计学建模的发展趋势

从算法研究、训练图像处理和实际应用三个方面详细解剖了国内外多点地质统计学的发展历程,在此基础上,分析了多点地质统计学主流的几种算法的核心原理、适用范围及优缺点,以此来对储层建模的发展趋势作出展望。目前,多点地质统计学虽是随机建模的一种前沿研究热点,但由于其尚未成熟,仍需对建模算法进行研究。为此,在前人研究的基础上,重点分析了多点地质统计学的发展趋势：合理处理训练图像;合理利用软信息;选择合适的相似性方法;选择合适的标准化方法;合理利用平稳性;算法间的耦合;选择合适的过滤器;拓展缝洞型碳酸盐岩模拟。最后,提出多点地质统计学在储层建模方面,应从增加储层的模拟区域、提高模拟精度、扩大储层相的模拟范围和提高计算机模拟效率等方面进行改进。     

Forward modeling and inversion of LWD induction data

The processing algorithms for high-frequency induction resistivity data are applied to logs acquired at different stages of well construction. Open-hole induction logging while reaming of vertical wells provides a priori information on geology and resistivity distribution. The resulting resistivity model can make reference in geosteering for deviated and horizontal drilling. Algorithms for inversion of high-frequency induction responses from layered media are used in a software package for processing LWD data. The software provides real-time inversion to recover resistivities and depths to layers in oil and gas reservoirs penetrated by wells of a complex trajectory. It also allows checking the inversion quality by analyzing the sensitivity of tool responses to model parameters with reference to the tool specifications.     

High-frequency induction logging in deviated and horizontal wells: Geosteering and inversion

The study focuses on processing methods for high-frequency induction data from deviated and horizontal wells. Simulation of electromagnetic fields with analytical algorithms is used to study how the resistivity of rocks above and below the well influences the acquired data. The simulations show that the contribution of under- and overlying layers into the recorded responses is considerable and depends on resistivity contrasts between the layers and on the position of logging arrays relative to the layer boundaries. This fact has to be taken into account when estimating true resistivity of reservoirs and when inverting induction logs from horizontal wells for reservoir characterization. The method is applied to oil- and water-saturated reservoirs in West Siberia, which contain high-resistivity impermeable layers leading to overestimation of apparent resistivity. Due regard for the effect of these layers in inversion of induction logs provides high-quality resistivity estimates.     

用剩余信息量最小准则实现直流电测深数据的二维自动反演

自Pelton等发表第一篇直接电测深数据的二维反演文章以来，电测深数据的二维反演解释已广泛应用于资源勘探和环境监测，并取得一定效果。然而，由于该方法中加入了人为确定的平滑约束，其反演解释结果具有很大不确定性，使其在实际生产中普及应用受到限制。因此，如何在现有方法的基础上进一步改进完善成为该方法普及应用的关键。为了使反演解释结果既忠于实测数据，又合理地反映地下介质的变化，作者在本文中讨论了基于最大熵谱原理的剩余信息量最小准则实现电测深数据的二维自动反演。作者在文中还介绍了正演计算和偏导数求取中，提高精度和计算效率的技巧。用三个数值模式算例对本文的自动反演方法进行了验证。数值模拟结果表明，基于剩余信息量电小准则的二维自动反演给出的解释结果基本不受人为因素影响，能反映地下介质电阻率的详细变化。     

高精度多频电法数据采集系统

开发了新一代高精度多频电法数据采集系统.该系统在硬件上采用24位A/D转换器、大规模可编程门阵列和低功耗PENTIUM-166 PC-104工控机;在软件上采用面向对象软件设计与分析、WINDOWS编程及多种程序设计语言混合编程技术;在数据处理中采用数字滤波、相关检测等信噪比增强技术,有效地压制了各种干扰;可开展电阻率法、激电法(时间域或频率域)、复电阻率法、CSAMT等多种电法勘探.     

求地下极化体真柯尔-柯尔参数的研究

对求地下极化体真柯尔-柯尔参数的方法进行了研究。研究表明:诺模图校正法只在已知大地的电阻率分布并且极化体的电阻率与围岩接近时才可以使用;在大地电阻率分布未知的情况下,用反演单个测点视谱的方法不可能求得极化体的真柯尔-柯尔参数;对一些简单的大地模型可以用联合反演2个或多个测点视谱的方法求极化体的真柯尔-柯尔参数;先求大地模型的电阻率分布,再对单个测点的视谱进行反演也可能是1种求真柯尔-柯尔参数的合适的方法。