吉林大学学报(地球科学版) ›› 2022, Vol. 52 ›› Issue (2): 644-653.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20210151

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基于机器学习和测井数据的碳酸盐岩孔隙度与渗透率预测

侯贤沐1, 2,王付勇1, 2,宰芸1, 2,廉培庆3   

  1. 1.油气资源与探测国家重点实验室,北京102249
    2.中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院,北京102249
    3.中石化石油勘探开发研究院,北京100083
  • 收稿日期:2021-05-25 出版日期:2022-03-27 发布日期:2022-11-22
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目 (51874320)

Prediction of Carbonate Porosity and Permeability Based on Machine Learning and Logging Data

Hou Xianmu1, 2, Wang Fuyong1, 2, Zai Yun1, 2, Lian Peiqing3   

  1. 1. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Exploration,Beijing 102249, China
    2. Unconventional Petroleum Research Institute,China University of Petroleum,Beijing 102249,China
    3. Petroleum Exploration and Production Research Institute, SINOPEC, Beijing 100083,China
  • Received:2021-05-25 Online:2022-03-27 Published:2022-11-22
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China (51874320)

摘要: 准确预测碳酸盐岩储层孔隙度和渗透率对于碳酸盐岩油气藏储层评价具有重要意义。碳酸盐岩储层裂缝与溶孔广泛发育,基于经验公式从测井曲线预测储层孔隙度和渗透率具有较大误差。以中东某碳酸盐岩油藏为研究对象,选取914块取心井岩心,测定孔隙度与渗透率,利用随机森林(RF)、K-近邻(KNN)、支持向量机(SVM)和长短期记忆网络(LSTM)4种不同机器学习方法,通过测井数据进行孔隙度与渗透率预测,优化机器学习参数,筛选出适用于碳酸盐岩油藏的测井孔隙度与渗透率预测方法。研究结果表明:4种机器学习方法预测储层孔隙度结果差异不大,通过调整输入参数种类,可进一步提高孔隙度与渗透率预测效果,当以补偿中子(NPHI)、岩性密度(RHOB)和声波时差(DT)3种测井参数数据作为输入时,基于LSTM的储层孔隙度预测精度最高,孔隙度预测结果均方根误差(RMSE)为4.536 2;由于碳酸盐岩储层的强非均质性,基于机器学习的测井储层渗透率预测效果较差,相对而言,仅以NPHI作为机器学习输入参数时,基于RF的储层渗透率预测精度最高,渗透率预测结果的RMSE为45.882 3。

关键词: 碳酸盐岩, 测井, 孔隙率, 渗透率, 机器学习, 预测

Abstract: Accurate prediction of porosity and permeability of carbonate reservoirs is of great significance to the evaluation of carbonate reservoirs. Fractures and dissolved pores are widely developed in carbonate reservoirs, and the prediction of reservoir porosity and permeability from logging curves based on the empirical formulas has large errors. Taking a carbonate reservoir in the Middle East as the research object, we selected 914 core wells to determine porosity and permeability. By using random forest (RF), K-nearest neighbor (KNN), support vector machine (SVM), and long short-term memory  (LSTM) machine learning methods and logging data, we predicted porosity and permeability, optimized machine learning parameters, and screened out logging porosity and permeability prediction methods suitable for carbonate reservoirs. The research results show that there is little difference between the four machine learning methods in predicting reservoir porosity. By adjusting the types of input parameters, the porosity and permeability prediction results can be further improved. When using neutron (NPHI), lithological density (RHOB) ) , and acoustic time difference (DT) logging parameter data as input, the prediction accuracy based on LSTM is the highest, the root mean square error (RMSE) of the porosity prediction result is 4.536 2, and the permeability prediction is poor due to the strong heterogeneity of carbonate reservoirs when using only NPHI as the machine learning input parameter, the RF-based reservoir permeability prediction has the highest accuracy, and its RMSE  is 45.882 3.

Key words: carbonate, logging, porosity, permeability, machine learning, prediction

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[1] 张永哲, 成山林, 李跃东, 杨昭克. 多源信息找矿预测技术研究及其应用——以吉林省砂金沟金矿床为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 1855-1866.
[2] 丁磊, 陈殿远, 胡向阳, 张恒荣, 王一. 加速动态时间规整算法在测井曲线相似性度量中的改进及其应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 2042-2050.
[3] 杨国华, 李婉露, 孟博. 基于机器学习方法的地下水氨氮时空分布规律[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 1982-1995.
[4] 于晓飞, 公凡影, 李永胜, 张家瑞. 中国典型钴矿床地质特征及重点地区矿产资源预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(5): 1377-1418.
[5] 史江涛, 郝君明, 王小雷. 塔河地区奥陶系鹰山组储层特征及其主控因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 348-362.
[6] 李忠潭, 薛林福, 冉祥金, 李永胜, 董国强, 李玉博, 戴均豪. 基于卷积神经网络的智能找矿预测方法:以甘肃龙首山地区铜矿为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 418-433.
[7] 崔裔曈, 王祝文, 徐方慧, 韩锐羿, 齐兴华. 基于斯通利波及电成像测井数据对火成岩裂缝地层的特征分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 624-632.
[8] 陈伟, 杨洲畬, 廖志权, 杨斌, 丁明. 赣南九龙脑矿田成矿地质特征与成矿预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 403-417.
[9] 吴蒙, 秦云虎, 王晓青, 杨柳, 朱士飞, 张震, 毛礼鑫, 张静, 李国璋. 任家庄煤矿煤层煤质测井响应及其预测模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 633-643.
[10] 秦喜文, 王强进, 王新民, 郭佳静, 初晓. 基于VMD和LSTM方法的北京市PM2.5短期预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 214-.
[11] 仉涛, 郭智奇, 刘财, 刘喜武, 刘宇巍, . 盐间页岩油韵律层地震响应模拟及页岩薄储层厚度预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 281-.
[12] 张兵强, 赵富远, 杨清毫, 黄毅, 李俊海, 刘松. 贵州省盘县架底金矿床成矿地质条件及找矿方向[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 94-.
[13] 樊文鑫, 李光明, 梁生贤. 西藏扎西康铅锌多金属矿床控矿构造的电性特征及找矿预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(6): 1709-1719.
[14] 付广, 王宏伟, 韩国猛, 浦秀刚. 源外斜坡区断裂附近油气聚集有利部位预测方法及其应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(6): 1700-1708.
[15] 史冬岩, 张坤, 张玉鹏, 高勇, 唐伟, 吕明奇. 黑龙江省浅覆盖区地物化特征与找矿标志——以黑河市340高地金矿化区为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1042-1053.
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[1] 程立人,张予杰,张以春. 西藏申扎地区奥陶纪鹦鹉螺化石[J]. J4, 2005, 35(03): 273 -0282 .
[2] 李 秉 成. 陕西富平全新世古气候的初步研究[J]. J4, 2005, 35(03): 291 -0295 .
[3] 和钟铧,杨德明,王天武,郑常青. 冈底斯带巴嘎区二云母花岗岩SHRIMP锆石U-Pb定年[J]. J4, 2005, 35(03): 302 -0307 .
[4] 陈 力,佴 磊,王秀范,李 金. 绥中某电力设备站场区地震危险性分析[J]. J4, 2005, 35(05): 641 -645 .
[5] 纪宏金,孙丰月,陈满,胡大千,时艳香,潘向清. 胶东地区裸露含金构造的地球化学评价[J]. J4, 2005, 35(03): 308 -0312 .
[6] 初凤友,孙国胜,李晓敏,马维林,赵宏樵. 中太平洋海山富钴结壳生长习性及控制因素[J]. J4, 2005, 35(03): 320 -0325 .
[7] 李斌,孟自芳,李相博,卢红选,郑民. 泌阳凹陷下第三系构造特征与沉积体系[J]. J4, 2005, 35(03): 332 -0339 .
[8] 李涛, 吴胜军,蔡述明,薛怀平,YASUNORI Nakayama. 涨渡湖通江前后调蓄能力模拟分析[J]. J4, 2005, 35(03): 351 -0355 .
[9] 旷理雄,郭建华,梅廉夫,童小兰,杨丽. 从油气勘探的角度论博格达山的隆升[J]. J4, 2005, 35(03): 346 -0350 .
[10] 章光新,邓伟,何岩,RAMSIS Salama. 水文响应单元法在盐渍化风险评价中的应用[J]. J4, 2005, 35(03): 356 -0360 .