[發(fā)明專利]一種三維地層可鉆性場空間建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010583339.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111815760A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 甘超;曹衛(wèi)華;吳敏;陳茜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06K9/62
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

1.一種三維地層可鉆性場空間建模方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：獲取任一需要鉆進地層的深度和地層可鉆性數(shù)據(jù)，并運用模糊C均值聚類方法辨識地層模式；

S2：將獲取的深度、X和Y大地坐標、地層可鉆性數(shù)據(jù)劃分為訓練集和驗證集；根據(jù)步驟S1辨識出的不同的地層模式，采用訓練集和驗證集訓練基于隨機森林和十折交叉驗證方法建立的三維地層可鉆性場空間子模型，最終形成三維地層可鉆性場空間模型；該三維地層可鉆性場空間模型的輸入?yún)?shù)是深度、X和Y大地坐標，該三維地層可鉆性場空間模型的輸出參數(shù)是地層可鉆性；

S3：采用所述三維地層可鉆性場空間模型，針對實際中的某一地層進行預測，確定該地層的可鉆性，進而進行相應的鉆進操作。

2.如權(quán)利要求1所述的一種三維地層可鉆性場空間建模方法，其特征在于：步驟S1中的具體過程如下：

獲取任一地層的深度和地層可鉆性數(shù)據(jù)，采用模糊C均值聚類方法，按照公式(1)得到該地層的地層模式；

其中，m是聚類的簇數(shù)，i是第i個樣本，N表示樣本數(shù)量，x表示由深度和地層可鉆性數(shù)據(jù)組成的樣本，j是第j類聚類，C表示聚類的簇數(shù)，u_ij是樣本x_i屬于聚類j的隸屬度，c_j是第j類的聚類中心；該模糊C均值聚類方法的迭代終止條件是：

其中，k是迭代次數(shù)，是第k次迭代時樣本x_i屬于聚類j的隸屬度，ε是計算誤差的閾值；按照公式(3)和(4)分別計算得到隸屬度u_ij和聚類中心c_j；

其中所有隸屬度之和為固定值1。

3.如權(quán)利要求2所述的一種三維地層可鉆性場空間建模方法，其特征在于：一個聚類結(jié)果對應一個地層模式。

4.如權(quán)利要求1所述的一種三維地層可鉆性場空間建模方法，其特征在于：所述訓練集和驗證集中的每一個數(shù)據(jù)均是包括有深度、地層可鉆性數(shù)據(jù)及對應的X和Y大地坐標的集合。

5.如權(quán)利要求1所述的一種三維地層可鉆性場空間建模方法，其特征在于：步驟S2中得到三維地層可鉆性場空間模型的具體過程如下：

1)根據(jù)公式(5)對訓練集和驗證集中的樣本數(shù)據(jù)進行歸一化處理；

其中，x_norm是歸一化后的數(shù)據(jù)，x是處理前的數(shù)據(jù)，x_min是訓練集或驗證集中最小的數(shù)據(jù)，x_max是訓練集或驗證集中最大的數(shù)據(jù)；

2)采用隨機森林方法，按照公式(6)得到每個地層模式的地層可鉆性場估計值；

其中，x表示歸一化后的數(shù)據(jù)，Y_ij(x)表示第i棵決策樹對應的空間地層可鉆性，i表示第i棵決策樹，j表示第j個聚類，N_trees表示決策樹的數(shù)量，Y_j(x)表示每個地層模式的地層可鉆性場估計值；

3)運用十折交叉驗證法，結(jié)合每個地層模式的地層可鉆性場估計值，建立三維地層可鉆性場空間子模型，并確定三維地層可鉆性場空間子模型的超參數(shù)，最終形成三維地層可鉆性場空間模型。