[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于小樣本機(jī)器學(xué)習(xí)SVM Vp/Vs預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111302883.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114063162A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建禮;常新偉;徐園園
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京珠瑪陽(yáng)光科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01V1/30
• 分類(lèi)號(hào): G01V1/30;G01V1/40;G06K9/62;G06N20/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了在機(jī)器學(xué)習(xí)與地球物理預(yù)測(cè)交叉領(lǐng)域一種基于小樣本機(jī)器學(xué)習(xí)SVM Vp/Vs預(yù)測(cè)方法。該方法首先利用至少1口井的波阻抗Ip和Vp曲線數(shù)據(jù)，以及標(biāo)簽數(shù)據(jù)Vp/Vs(需要有偶極子聲波資料)進(jìn)行迭代訓(xùn)練小樣本機(jī)器學(xué)習(xí)SVM模型并達(dá)到要求的精度。然后再將這個(gè)訓(xùn)練好的SVM Vp/Vs預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于其它無(wú)偶極子聲波井Vp/Vs預(yù)測(cè)。使用本發(fā)明的方法能夠?qū)o(wú)偶極子聲波資料井開(kāi)展Vp/Vs曲線預(yù)測(cè)，而且快速簡(jiǎn)便，工作效率較傳統(tǒng)方法提高10倍以上。本發(fā)明方法尤其適用于鉆井較少的地區(qū)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器學(xué)習(xí)與地球物理預(yù)測(cè)交叉領(lǐng)域。

背景技術(shù)

縱、橫波速度比Vp/Vs是一個(gè)重要的巖石物理參數(shù)，是計(jì)算泊松比的重要參數(shù)(泊松比是Vp/Vs非線性函數(shù))，Vp/Vs越大，泊松比越大，所以Vp/Vs被稱(chēng)為偽泊松比。在油氣勘探開(kāi)發(fā)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和烴類(lèi)檢測(cè)中，泊松比或Vp/Vs具有重要作用。通常在碎屑巖地層中，砂巖呈現(xiàn)出低泊松比或低Vp/Vs特征，而泥巖包括煤層都呈現(xiàn)高泊松比或高Vp/Vs特征，這樣泊松比可以用于區(qū)分砂巖和泥巖。如果砂巖中貯藏了油氣特別是氣藏，泊松比更低，所以低泊松比又是油氣檢測(cè)的重要指標(biāo)。在碳酸鹽巖地層中，儲(chǔ)層中聚集了油氣尤其是氣藏后泊松比也顯著減小，所以在預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的基礎(chǔ)上尋找低泊松比或低Vp/Vs異常也是碳酸鹽巖地層中油氣檢測(cè)的重要技術(shù)手段。

常規(guī)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)并沒(méi)有包含Vp/Vs曲線數(shù)據(jù)，也沒(méi)有泊松比曲線數(shù)據(jù)，所以利用其它測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采用某種算法預(yù)測(cè)Vp/Vs是非常有意義的。以往預(yù)測(cè)Vp/Vs是首先預(yù)測(cè)Vs，然后再計(jì)算 Vp/Vs(常規(guī)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)包含Vp曲線)。而傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)Vs的方法是巖石物理建模方法，即利用一些理論模型如砂泥巖地層的Xu-White模型，輸入砂巖和泥巖的體積模量、剪切模量、密度、孔隙縱橫比、流體的體積模量、密度、孔隙度、泥質(zhì)含量和含水飽和度等參數(shù)，通過(guò)正演方法得到Vp、Vs和密度曲線。傳統(tǒng)巖石物理建模方法有很多缺陷：

(1)傳統(tǒng)巖石物理建模方法非常繁瑣，而且要求專(zhuān)業(yè)的地球物理測(cè)井工程師才能夠掌握這種方法；

(2)傳統(tǒng)巖石物理建模方法需要大量的參數(shù)，包括巖石彈性模量、儲(chǔ)層參數(shù)和油藏參數(shù)等，而通常這些參數(shù)很難獲得；

(3)傳統(tǒng)巖石物理建模方法工作量很大，效率低。

機(jī)器學(xué)習(xí)的出現(xiàn)將顛覆很多的傳統(tǒng)技術(shù)或流程，而且具有非常強(qiáng)的非線性擬合能力，而且工作效率大幅提高。

在一個(gè)研究區(qū)只要有少量偶極子聲波井?dāng)?shù)據(jù)(提供實(shí)測(cè)Vs數(shù)據(jù))和常規(guī)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，就可以利用小樣本機(jī)器學(xué)習(xí)算法(支持向量機(jī)SVM)直接預(yù)測(cè)Vp/Vs。輸入特征參數(shù)數(shù)據(jù)通常是波阻抗Ip和縱波速度Vp，這些數(shù)據(jù)都能由常規(guī)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)得到。標(biāo)簽數(shù)據(jù)是Vp/Vs(Vs由實(shí)測(cè)偶極子聲波測(cè)井得到)。只要有1口井開(kāi)展了偶極子聲波測(cè)井就可以了，這就是小樣本機(jī)器學(xué)習(xí)算法的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)迭代訓(xùn)練預(yù)測(cè)Vp/Vs的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，然后利用這個(gè)訓(xùn)練好的模型預(yù)測(cè)檢驗(yàn)層段Vp/Vs，分析測(cè)試集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。如果這個(gè)模型精度可以，可以用于其它井的Vp/Vs預(yù)測(cè)。該發(fā)明較傳統(tǒng)巖石物理建模方法具有多方面優(yōu)勢(shì)，包括方法流程簡(jiǎn)便(普通地球物理工程師和地質(zhì)工程師都能夠掌握)，實(shí)用性強(qiáng)，工作效率大幅提高(可提高效率 10倍以上)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中只有常規(guī)測(cè)井資料的Vp/Vs預(yù)測(cè)難題，并且能夠大幅度提高工作效率。

本發(fā)明具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：

步驟一、收集常規(guī)測(cè)井波阻抗Ip曲線、縱波速度曲線Vp，以及偶極子聲波測(cè)井Vs曲線(至少1口井)。

步驟二、對(duì)Ip和Vp曲線開(kāi)展歸一化處理，使其歸一化到-1和1范圍或者0和1范圍。

步驟三、確定訓(xùn)練集數(shù)據(jù)層段和測(cè)試集數(shù)據(jù)層段(相當(dāng)于驗(yàn)證層段)。