基于概率图模型的储层预测方法研究

论文摘要

油气储层预测技术是综合应用地震、地质、钻井、测井等各项资料对地下油气储层的分布、厚度、岩性和物理性质进行预测的一项技术。储层预测的主要工作内容大体分为储层岩性预测、储层形态预测,储层物性预测和储层含油气性综合分析,孔隙度作为反映储层油气储量的重要指标,是储层物性预测的一项重要研究内容。目前孔隙度体预测采用地震反演得到的阻抗、密度等信息和测井得到的孔隙度信息进行回归,然后将该关系应用于整个体数据。但是目前该方法在实际应用过程中存在诸多问题,主要体现在:（1）不同储层岩相孔隙度与弹性参数的关系不一样,如果将所有岩性的弹性参数与孔隙度整体建立关联关系可能导致结果存在较大误差;（2）测井数据较少可能导致回归关系泛化能力偏弱,使得结果不理想;（3）从地震数据中获得的弹性参数可能存在误差,导致预测结果误差。为解决以上问题,本论文基于概率图模型中的条件随机场理论,构建了岩相和孔隙度同步预测网络,并在此基础上开展了以下研究工作:（1）通过阻抗与孔隙度的标签对,建立条件随机场和梯度提升树融合的孔隙度-岩相同步预测网络。通过条件随机场实现了孔隙度和阻抗共同控制下的岩相迭代更新,在岩相控制下采用梯度生成树解决了井数据样本标签较少情况下的回归问题,该融合网络实现了在相对少样本条件下的岩相和孔隙度的同步预测问题。（2）构建了直接通过波形数据进行孔隙度和岩相同步预测的网络。考虑到阻抗数据可能存在误差,本文将阻抗替换为地震波形导入前述条件随机场梯度生成树融合网络模型进行孔隙度和岩相预测。由于地震波形数据的多维度特征,本文提取地震波形纹理特征并利用梯度生成树进行特征重构,构建了新的特征分类方法,将分类结果作为初始模型输入,有效改善了孔隙度岩相同步预测网络的精度。（3）提出了基于地震波形特征的条件随机场孔隙度岩相同步预测方法,将地震波形特征进行降维,并将降维后特征与孔隙度建立标签,将该标签引入梯度生成树条件随机场网络,实现地震相和孔隙度的同步预测。实验分析结果表明,采用地震波形进行孔隙度和岩相预测可以有效避免阻抗数据计算所引入的误差,改善预测效果。通过本论文的研究,拟探索出一套可行的通过人工智能方法进行储层岩相和储层物性参数预测的技术方案,为推动人工智能技术与储层预测结合提供借鉴。

论文目录

摘要

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第一章绪论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地震相的划分

1.2.2 地震孔隙度的预测

1.3 研究内容与技术路线

1.4 本文的结构安排

第二章条件随机场模型的方法和理论

2.1 条件随机场

2.1.1 马尔科夫随机场基本原理

2.1.2 条件随机场的基本原理

2.1.3 条件随机场的学习问题

2.2 置信度传播算法

2.2.1 算法的快速收敛性

2.2.2 循环置信传播

2.2.3 马尔科夫随机场中的置信度传播

2.3 梯度提升树

2.4 本章小结

第三章基于条件随机场和GBDT的孔隙度和地震相预测

3.1 主模型介绍（条件随机场＋GBDT）

3.1.1 梯度提升树模型

3.1.2 条件随机场模型

3.2 模拟数据的预测表现及误差分析

3.2.1 误差分析

3.2.2 真实数据的预测表现及误差分析

3.2.3 真实数据误差分析

3.3 本章小结

第四章基于地震波形特征重构的孔隙度、岩相智能预测方法研究

4.1 无监督波形聚类

4.2 波形纹理特征提取

4.2.1 灰度共生矩阵

4.2.2 基于GLCM的纹理属性提取

4.3 基于梯度提升树的特征重构

4.4 实验仿真及分析

4.4.1 有监督的叠后波形分类

4.4.2 波形分类结果分析

4.4.3 改进模型的孔隙度预测

4.5 基于地震波形特征降维的孔隙度预测研究

4.6 本章小结

第五章全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何鑫

导师: 胡光岷

关键词: 孔隙度预测,岩相,条件随机场,特征重构,梯度提升树,地震波阻抗

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 电子科技大学

分类号: P618.13

总页数: 65

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