[發(fā)明專利]基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頁巖總有機(jī)碳預(yù)測方法、系統(tǒng)和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111411640.8
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN113837501B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單小彩;張旺;周永健;吳克柳;李靖;付博燁;陳掌星;朱日祥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G06N3/04
• 代理公司: 北京市恒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會(huì)

本發(fā)明屬于地質(zhì)勘探領(lǐng)域，具體涉及了一種基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頁巖總有機(jī)碳預(yù)測方法、系統(tǒng)和裝置，旨在解決現(xiàn)有的頁巖總有機(jī)碳預(yù)測方法存在的不能充分分析所有測井曲線數(shù)據(jù)與頁巖總有機(jī)碳含量間復(fù)雜非線性關(guān)系的問題。本發(fā)明包括：獲取目標(biāo)頁巖層的待預(yù)測井位的多種測井曲線數(shù)據(jù)，將所述多種測井曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲得標(biāo)準(zhǔn)化的多種測井曲線數(shù)據(jù)，對所述標(biāo)準(zhǔn)化的多種測井曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗處理，并將加窗后的測井曲線數(shù)據(jù)與權(quán)重矩陣共同輸入訓(xùn)練好的GNN總有機(jī)碳預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，獲取待預(yù)測井位的TOC值。本發(fā)明將多種測井曲線視為具有關(guān)聯(lián)性的多維動(dòng)態(tài)圖數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入并分析，能夠獲得各種測井曲線與TOC的復(fù)雜非線性關(guān)系，提高預(yù)測TOC的準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地質(zhì)勘探領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頁巖總有機(jī)碳預(yù)測方法系統(tǒng)和設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，隨著頁巖氣和頁巖油的開發(fā)，烴源巖評價(jià)具有重要意義。總有機(jī)碳（TOC）在烴源巖評價(jià)中起著重要作用，也是儲(chǔ)層預(yù)測的重要參數(shù)。總有機(jī)碳含量一般在實(shí)驗(yàn)室采用巖石評價(jià)熱解法測定，是頁巖氣藏?zé)N源巖生烴潛力評價(jià)的主要指標(biāo)。由于巖心樣本數(shù)量有限且實(shí)驗(yàn)費(fèi)用昂貴，這些數(shù)據(jù)通常很少。

然而，已證實(shí)常規(guī)電纜測井參數(shù)（即聲波測井、頻譜伽馬射線、電阻率測井、體積密度測井等）與 TOC 含量有關(guān)。因此，可以建立巖心樣品TOC含量與電纜測井參數(shù)之間的關(guān)系，也可以由此預(yù)測連續(xù)TOC含量。

專利CN110501744B僅使用縱波阻抗數(shù)據(jù)作為參數(shù)，忽略了其他相關(guān)的測井參數(shù)；統(tǒng)計(jì)學(xué)方程是使用二項(xiàng)式進(jìn)行擬合的模型驅(qū)動(dòng)型分析方式，模型的表征能力受到限制，不足以表征TOC與參數(shù)之間存在的復(fù)雜非線性關(guān)系。

專利CN108171376B使用夾角余弦作為相似度度量，是一種簡單的線性建模方法，不足以表征TOC與各個(gè)測井參數(shù)之間存在的復(fù)雜非線性關(guān)系。

專利CN106568918B中建立的數(shù)學(xué)關(guān)系模型使用一項(xiàng)式擬合，不足以表征TOC與各個(gè)測井參數(shù)之間存在的復(fù)雜非線性關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即現(xiàn)有的頁巖總有機(jī)碳預(yù)測方法未充分分析所有的測井曲線數(shù)據(jù)與頁巖總有機(jī)碳含量的復(fù)雜非線性關(guān)系，本發(fā)明提供了一種基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頁巖總有機(jī)碳預(yù)測方法，包括：

步驟S100，獲取目標(biāo)頁巖層的待預(yù)測井位的多種測井曲線數(shù)據(jù)；所述測井曲線包括放射性鈾、放射性釷、放射性鉀、聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子、密度、巖性密度、深雙側(cè)向電阻率、淺雙側(cè)向電阻率和伽馬測井曲線；

步驟S200，基于所述多種測井曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲得標(biāo)準(zhǔn)化的多種測井曲線數(shù)據(jù)；

步驟S300，對所述標(biāo)準(zhǔn)化的多種測井曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗處理，并將加窗后的測井曲線數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的測井曲線間權(quán)重矩陣共同輸入訓(xùn)練好的GNN總有機(jī)碳預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，獲取待預(yù)測井位的TOC值。

在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述訓(xùn)練好的GNN總有機(jī)碳預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，其訓(xùn)練方法為：

步驟A100，獲取已知井位的標(biāo)準(zhǔn)測井曲線數(shù)據(jù)；

步驟A200，通過對已知井位打井過程中獲得的巖心進(jìn)行總碳含量分析，獲得多個(gè)已知井位的TOC測點(diǎn)，并獲取TOC實(shí)測值；

步驟A300，根據(jù)所述已知井位的TOC測點(diǎn)位置，對測井曲線進(jìn)行加窗處理；其中，加窗處理的數(shù)據(jù)窗口的中心對應(yīng)的深度為TOC實(shí)測點(diǎn)位置；

步驟A400，預(yù)設(shè)測井曲線間權(quán)重矩陣；

步驟A500，將加窗后的測井曲線數(shù)據(jù)、測井曲線間權(quán)重矩陣和TOC實(shí)測值劃分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；

步驟A600，將所述訓(xùn)練集與測井曲線間權(quán)重矩陣共同輸入GNN總有機(jī)碳預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，通過測井曲線圖卷積核提取訓(xùn)練樣本特征，基于所述訓(xùn)練樣本特征，輸出訓(xùn)練集TOC預(yù)測值；