项目展示-基于自动编码器与聚类算法的缝洞型油藏储层预测

使用自编码器处理地震波属性数据,并进行数据层级融合与结论层级融合,预测石油储层位置。具有较高的准确度及实用性。

Posted by 秦浩凯(Haokai Qin) on 2022-01-23
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本文计划于2022年2月更新。
该项目已结题,并经由油田产量证实了其准确性。
由于涉及地学问题,将不会公布数据来源、预测结果等信息。

概述

该研究以某油藏为研究对象,针对地震属性海量高维、地下油气储层结构复杂、预测产量误差大等问题,在地震多属性优选的基础上,分别提出:

  1. 基于SVM分类器,使用融合后数据进行油水分类;
  2. 基于SVM分类器,分别对数据进行油水分类后,进行结论融合;
  3. 基于降维算法、聚类算法、图形学算法,使用融合后数据进行油水分类;
  4. 基于降维算法、聚类算法、图形学算法,分别对数据进行油水分类后,进行结论融合;

其中后两项被认为是主要的进步。

具体而言,采用能量半衰时属性数据作为油水分类的主要依据,结合生产井产量数据,对属性数据进行降维后聚类处理,得到研究区域地下油水分布平面图。实验中比较了几种常用的降维算法与聚类算法,并根据结论,提出缝洞型油藏含油气性检验步骤。

本项目使用python完成。
使用了openCV库作为可视化部分的最终方案。

何谓地震属性?

地震属性是地震数据衍生出的多种量度,如几何形态、运动学、及统计特征。地震属性隐含区域地层和岩性特征,并通过波形等在地震信号中体现。地震属性反映地质条件的变化,如河道规模、河道组合的变化、断层的分布、岩性的变化等,在岩性、构造的解释,储层预测,沉积相研究中有重大意义。

狭义上的地震属性是从不同类型原始数据,如振幅、频率、相位等地震数据中,通过一定方法形成的,用来解释某一类地质问题或反映某些地质现象的数据体。而在广义上,地震属性指来源于地震信息,并用于地震解释的任何数据体。

根据不同标准,地震属性有多种分类规则,其中主要的分类方案有:
1、 根据解释类型划分为用于构造、层序、地震相解释的几何属性,和用于岩性、储层解释的物理属性;
2、 根据波形划分为四类叠后地震属性:时间、振幅、频率及衰减属性;
3、 根据动力学和波运动学分为振幅、频率、相位、能量、波形、衰减、相关和比值等类型。

技术路线

应要求,只保留一些技术概述。

最有效的一条路线是:

  1. 根据数据维度,初步确定最佳降维范围;
  2. 单属性降维;
  3. 根据数据属性(不同地震波属性对应不同的地学信息),初步确定聚类参数;
  4. 数据聚类,绘制分类结果地理图;
  5. 评估算法效果,修正参数。

至此已经完成了基本部分;
但我们在实验中意识到,如果能使用图形学方法,将聚类结果图视为一张新的图片,并通过图像处理技术分析图像,能否得到新的结果?
为此:
6. 使用开运算和闭运算,分别考察使用两种方法对识别精度的影响。

效果及经验总结

经过实验,我们认为:

  1. 降维到一定范围内的效果 > 降维到最佳范围外的效果 >= 不降维的效果
  2. 尽管自动编码器降维后效果略好于PCA降维,但实际上影响不大;反而大幅增加了计算时间开销;PCA足够了。
  3. 同理,K-means聚类也足够精确了(对于某一区域而言)。
  4. 技术不难,但需要反复实验。
  5. 合理使用openCV,比matplotlib库绘制的图像更受地学领域专家们的欢迎。

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