基于Spark的油藏数据挖掘与分析

为了方便油藏数据特征的分析和石油的勘探开发过程,本文利用Spark并行计算框架分析油藏数据,并通过数据挖掘算法分析油藏属性之间的潜在关系,对油藏的不同层段进行了分类和预测.本文的主要工作包括：搭建Spark分布式集群和数据处理、分析平台,Spark是流行的大数据并行计算框架,相对传统的一些分析方法和工具,可以实现快速、准确的数据挖掘任务;根据油藏数据的特点建立多维异常检测函数,并新增渗孔比判别属性Pr;在处理不平衡数据时,针对逻辑回归分类提出交叉召回训练模型,并优化代价函数,针对决策树,提出KR-SMOTE对小类别样本进行过采样扩充,这两种方法都可以有效处理数据不平衡问题,提高分类精度.     

基于大数据的试井解释参数分析

试井解释是通过检查、分析试井资料的特征获取有关油藏信息和描述油藏物理本性参数的过程。现有试井解释方法都是基于图版拟合的方式,仍需依靠经验指导和人工参与进行单井分析。针对试井解释无法实现精简化与专家经验重用的问题,提出基于大数据的试井解释参数分析方法。通过数据驱动的方式结合大数据分析技术,分析试井解释中长期积累的海量数据。通过描述性分析,研究压力导数双对数曲线所反映的同类型试井的共性特征以及曲线特征的描述方法。采用相关分析揭示数据间隐藏的模式并识别相关性,确定与试井解释参数相关的独立变量。最后通过神经网络构建试井解释参数预测模型。研究表明,该分析方法可以避免由于图版拟合的固有误差、拟合主观性以及拟合结果不唯一等问题引起的误导性结果。     

基于空间数据插值算法的空间散乱数据体绘制实现

体绘制技术是一种能够真实地反映空间数据场内部信息的可视化技术。在体绘制研究领域中,非规则的空间散乱数据体绘制目前仍然是一个研究热点。文中采用空间数据插值算法对散乱的原始数据进行网格化插值,然后使用光投影体绘制算法对规则网格数据进行体绘制。最后,通过新方法实现了某油藏区地下流体压力和孔隙度分布结构的体绘制。     

偏心井产量变化规律研究

国内外调研发现,虽然边界元法在渗流力学中被广泛应用,但主要用于研究不同类型油藏井底压力曲线特征,在研究不稳定产量方面未见报道.在边界元方法求解不稳定压力动态问题基础上,对边界积分方程作了调整,给出了利用边界元方法进行不稳定产量的计算方法.研究了无因次半径1000的圆形封闭均质油藏一口或多口偏心井产量变化规律,研究发现对于单口偏心井偏心距越大产量越低;对于对称分布二口偏心井开采情形,偏心距为500时产量最高;比较无偏心距单井开采与二口偏心井开采,偏心井总产量早期为单井2倍,但采收率低于无偏心距单井.     

三维标号的实时矢量生成技术

针对战场态势三维场景下标号的生成方法进行了研究,提出以现有的二维标号算法为基础,通过对该算法输出的二维绘制基础图元进行分解和坐标变换,获得标号的三维绘制基础图元,然后在OpenSccneGraph (OSG)中构造出所有的三维绘制基础图元,组合成三维标号;整个构造过程中不需要对点标号及线面标号做区别对待,所有标号都采取统一的矢量生成方法.实验结果表明,使用该方法生成的三维标号能继承原有二维标号的处理算法,达到很好的三维显示效果.     

大规模数据快速体绘制方法的设计与实现

体绘制是科学计算可视化的重要手段,针对大规模数据场体绘制计算量大、效率低的问题,提出一种基于哈尔小波变换的三维规则网格数据场快速体绘制方法.采用整体描述、局部细化的策略对转换后的数据进行组织、管理和调度,实现了多尺度分析和快速随机存取,并有效解决了CPU在处理大规模数据集时纹理内存的局限;采用基于CUDA(计算统一设备架构)的GPU加速技术提高体绘制算法性能,很好的实现了大规模数据集的交互式可视化.     

基于Qwt框架的压汞资料分析软件的开发与应用

设计和开发了一套压汞资料分析软件,利用Qwt框架提供的便捷友好的统计图绘制接口,对毛管压力曲线、J函数曲线和原始含油饱和度曲线进行计算与绘制并导出油藏高度模型,根据油藏高度模型,计算出区块内指定井的相应层位的含油饱和度曲线。使用实际岩心资料进行软件应用的结果表明:设计的软件能够对实际的测井数据和岩心数据进行压汞资料分析并得到准确的模型参数,同时具有操作简单,可移植性强等优势,因此有着很好的应用前景。     

基于多Agent的油藏工作协同平台研究

文章根据油藏研究工作的实际要求,按照业务驱动和协同工作的设计理念,采用面向服务架构(SOA)、多Agent等技术,提出和建立了油藏研究支持平台系统框架、油藏研究数据的统一存储逻辑结构与管理模式、多工作区软件协同应用机制,并提出了相关设计的技术解决方案,可实现在一个服务器下将所有在用专业软件集成在一个平台进行协同工作和油藏研究数据的统一存储与管理,解决数模建模成果存储零散没有形成大规模数据存储等问题。     

基于最优化分块的大规模数据体绘制加速方法

GPU加速体绘制已成为体可视化领域的研究热点,然而超出显存的大规模数据无法直接载入,成为GPU应用的瓶颈。分块技术能够在保证图像质量的条件下解决该问题,但分块数据的频繁加载和访问明显降低了绘制速度。针对上述问题,通过建立最优化分块模型得到了大规模数据的最优分块,并通过构造节点编号纹理和改进距离模板设计的方法进一步提高了基于八叉树的分块体绘制算法的绘制速度。实验结果表明,该方法加速效果明显。     

油藏数值模拟中复杂等值线图的绘制方法研究

等值图是油藏数模软件前后处理程序包的一个重要表示方法.为了开发高效、实用的等值图程序模块,提出了一套完整的绘制复杂等值线图的方法.该方法利用三角单元法确定等值点,通过逐点比较进行等值线追踪,利用二次B样条方法光滑等值线,利用投影方法判断等值线是否与断层相交,并给出了确定等值点和绘制等值线时对断层和内外边界的处理方法以及对散点数据网格化的两种办法,即趋势面分析方法和距离加权平均的方法.该套方法既可以处理不规则边界,又可以处理断层和散点数据,可以满足油藏数值模拟中复杂等值线图的绘制要求.它对于实现高质量的油藏数模前后处理程序包具有重要实用意义.     

Intelligent seismic inversion workflow for high-resolution reservoir characterization

Developing a geological model is the first and a very important step during the reservoir simulation and modeling process. The geological model usually represents our best interpretation of the reservoir characteristics that extends beyond the well where we have actual measurements (logs, core, well test, etc.). The only real measurement with a large areal extent that geoscientists have access to is seismic data. Therefore, using seismic data to populate the high-resolution geological model is becoming increasingly popular. Using reservoir characteristics at the wellbore as the control point helps geoscientists in measuring the goodness of the correlation they create between seismic data and well logs. This paper presents a unique approach in accomplishing this task. The uniqueness of this approach is based on the fact that (a) it reduces the complexity of the model building process by dividing a very complex problem into two slightly less complex problems (surface seismic to VSP and VSP to log—i.e., divide and conquer) and (b) it effectively employs a synthetic set of formations representing the actual sequence of geological layers in the field in order to build a model and learn from it, and then, apply the lessons learned to the model building process for the actual reservoir. The results show that this strategy proves to be successful.     

Permeability prediction and construction of 3D geological model: application of neural networks and stochastic approaches in an Iranian gas reservoir

Determination of petrophysical parameters by using available data has a specific importance in exploration and production studies for oil and gas industries. Modeling of corrected permeability as a petrophysical parameter can help in decision making processes. The objective of this study is to construct a comprehensive and quantitative characterization of a carbonate gas reservoir in marine gas field. Artificial neural network is applied for prediction of permeability in accordance with other petrophysical parameters at well location. Correlation coefficient for this method is 84 %. In the study, the geological reservoir model is developed in two steps: First, the structure skeleton of the field is constructed, and then, reservoir property is distributed within it by applying new stochastic methods. Permeability is modeled by three techniques: kriging, sequential Gaussian simulation (SGS) and collocated co-simulation using modeled effective porosity as 3D secondary variable. This paper enhances the characterization of the reservoir by improving the modeling of permeability through a new algorithm called collocated co-simulation. Kriging is very simple in modeling the reservoir permeability, and also, original distribution of the data changes considerably in this model. In addition, the SGS model is noisy and heterogeneous, but it retains the original distribution of the data. However, the addition of a 3D secondary variable in third method resulted in a much more reliable model of permeability.     

基于多层集成学习的岩性识别方法

岩性识别是油藏地质解释中的关键问题和难点问题,人工智能特别是机器学习技术的发展和应用为岩性识别问题解决提供了新的技术途径。本文利用支持向量机（Support vector machine,SVM）、多粒度级联森林（Multi-grained cascade forest,GCForest）、随机森林（Random forest,RF）以及XGBoost（eXtreme gradient boosting）等机器学习模型建立一个异构多层集成学习模型,该集成学习模型克服了单一模型对数据集要求高、泛化能力差以及识别精度低等缺点。本文分别利用集成模型和单一模型进行了岩性识别实验。实验结果表明,本文集成模型在岩性分类测试集上平均精度达到96.66%,高于SVM的平均精度75.53%、GCForest的平均精度96.21%、随机森林的平均精度95.06%和XGBoost的平均精度95.77%。该集成模型能有效地用于油藏地质分析中的岩性识别和分类任务,适应性强,识别精度高。     

埃塞俄比亚西部岩浆熔离型铁矿遥感找矿模型

为解决在地质资料匮乏的情况下发挥多源遥感数据优势开展地质找矿研究这一科学问题,以非洲埃塞俄比亚西部研究区为例,选取ASTER及ALOS PALSAR单极化雷达数据为数据源,针对研究区重点类型铁矿--岩浆熔离型铁矿建立了其遥感找矿模型,提取与成矿作用相关的蚀变、构造、岩体信息。研究基于ASTER遥感数据,通过比值、主成分方法进行蚀变信息提取研究,并基于ASTER及ALOS PALSAR单极化雷达融合数据进行控矿构造及赋矿岩体信息提取研究。最终通过综合分析,基于ArcGIS平台圈定了3处遥感找矿靶区。研究结果与1∶25万地球化学数据对比,具有很高一致性,表明遥感找矿模型能够快速、准确地进行找矿靶区预测。     

深度学习在地质储层属性预测中的应用研究

结合计算机科学和机器学习方法解决地质学问题,基于多来源的地质数据建立二维、三维地质模型,形象地还原真实地质构造形态和地质属性分布是重要的研究方向之一。现阶段三维地质模型主要采用传统插值方法和多点地质统计学方法进行三维地质属性预测。由于地质数据数量有限、数据采样分布不均等问题,三维地质属性预测结果受到约束。将测井数据作为实验样本数据,分析三维空间分布的统计特征,设计并训练深度学习模型,预测地质储层属性,建立三维地质模型。基于有限数据驱动预测地质储层属性效果较好,具有一定的应用价值。     

低渗透油藏地质工程一体化三维平台的设计与实现

针对低渗透油藏开发中遇到的不同专业的三维建模、数值模拟软件分析成果格式不统一,难以综合分析利用的问题,应用三维可视化技术设计并开发了一种可以兼容多种格式的三维平台,实现了对地质模型、地应力分布模型、人工裂缝模拟结果的综合展示,并在此基础上提供了非规则井网布井功能,为低渗透油藏地质工程一体化开发提供了一种有效的分析工具。     

三维油藏彩色模型原理和算法

三维油藏彩色模型可真实直观地反三维地质构造的特点、渗透率和孔隙度等物性参数的分布规律。文中讨论了在ＳＵＮ工作站的Ｘ－Ｗｉｎｄｏｗｓ／Ｍｏｔｉｆ平台上建立２５６色三维油藏几何模型的基本方法,研究了如何建立三维网络化数据体,追踪可视面,对模型进行旋转和切割,以及着色、消隐等可视化技术的实现。     

A satellite remote sensing technique for geological structure horizon mapping

A satellite remote sensing technique is demonstrated for generating near surface geological structure data. This technique enables the screening of large areas and targeting of seismic acquisition during hydrocarbon exploration. This is of particular advantage in terrains where surveying is logistically difficult. Landsat Thematic Mapper (TM) data and a high resolution digital elevation model (DEM), are used to identify the map outcropping horizons. These are used to reconstruct the near surface structure. The technique is applied in Central Yeman which is characterized by a 'layer-cake' stratigraphic section and low dipping terrain. The results are validated using two-dimensional seismic data. The near surface map images faults and structure not apparent in the raw data. Comparison with the structure map generated from two-dimensional seismic data indicates very good structural and fault correlation. The near surface map successfully highlights areas of potential closure at reservoir depths.     

Computer applications in petroleum reservoir research

The computer is an essential tool utilized by the research engineer in petroleum reservoir evaluations. The magnitude and technical difficulty of the work usually precludes any other study technique. The typical reservoir study is aimed at determining the optimally economic primary development plan for a newly discovered field, or the feasibility of a variety of enhanced recovery techniques for a nearly-depleted field.The reservoir study begins by defining the problem, identifying the desired output, and choosing the appropriate approach for the degree of detail needed. The computer is utilized to retrieve, reduce and statistically analyze the geological data, and production history from the company-wide data bank. The properties of the oil are determined through a non-linear curve fit, matching the theoretical test results of the computer modeled oil with lab test results. The resulting data is used to model the specific reservoir with a complex simulator. Physical parameters of the simulated reservoir are varied to match historical production, if any, validating the computer model.When the engineer is satisfied the computer simulator adequately describes the performance of the reservoir, alternate development plans can be forecasted and compared. This information provides a basis for the economic analysis that determines the best plan of action. The computer time required for such a study typically costs thousands of dollars. However, the cost of drilling a 5000 ft well can exceed $100,000 and deeper wells have run over $1 million, so an initial investment in computer and man time can make a tremendous difference in final development costs and receipts.     

地质体3维模型的研究进展

地质体3维模型是地学工作者研究的重点和热点,在地质工程、地质灾害预警与防治、矿山管理等方面得到了广泛的应用。地质体3维模型研究涉及构模方法、数据模型、数据结构等多方面的内容。本文在对国内外地质体3维模型领域的研究成果进行对比研究的基础上,综合阐述了地质体3维模型相关研究领域的研究进展,对相关的构模方法、数据结构、实际应用进行了分类对比分析,提出了地质体3维模型应遵循的原则。对地质体3维模型的研究现状进行了综合分析,并就构模方法、数据结构、空间分析等方面进行了深入的阐述。在综合研究前人成果的基础上,提出了多层TIN和TEN的3维地质体模型,并对该方法的可用性做了实验。