شماره ركورد
30742
پديد آورنده
سيد حميد ضا موسوي
عنوان
تعيين ليتولوژي و تخمين خواص مخزني بر اساس لاگهاي چاهي با استفاده از يادگيري ماشين و يادگيري عميق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي نفت
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1402/11/29
استاد راهنما
سيد مجتبي حسيني نسب
دانشكده
شيمي، نفت و گاز
چكيده
توسعه مخزن گاز و تخمين خواص سنگ به شدت به طبقه بندي سنگ شناسي وابسته است، كه مي تواند دشوار، وقت گير و مستعد خطا باشد. در اين مطالعه، يك رويكرد مبتني بر يادگيري عميق جديد براي پيشبيني سريع، دقيق و كارآمد سنگشناسي در يك ميدان گازي از دادههاي استاندارد چاه توسعه داده شده است. اين لاگ ها با استفاده از دو رويكرد پيشنهادي، تصاوير كم عمق (SI) و تصاوير عميق (DIs) به تصاوير دو بعدي تبديل شده اند، كه در آن پيكسل ها در اين تصاوير به طور موثر روابط بين گزارش هاي مختلف را نشان مي دهند. براي اين منظور، شبكههاي عصبي كانولوشنال باقيمانده (ResCNN) با نامهاي SIs-ResCNN 2D و DIs-ResCNN 2D را توسعه داديم. دادههاي وروري براي DIs-ResCNN 2D تصاويري هستند كه در ابتدا از بردار تشكيل شدهاند كه در آن ترتيب گزارشها به نحوي تكرار ميشود و اطمينان حاصل ميكند كه هر تركيب دوتايي فقط يك بار اتفاق ميافتد. اين منجر به ادغام ارتباط بين گزارشها در پيكسلهاي تصاوير توليد شده، در كنار ادغام تركيبهاي باينري منحصربهفرد از لاگها شد. بر اساس معيارهاي ارزيابي، DIs-ResCNN 2D از ديگر روشهاي پيشنهادي عملكرد بهتري داشت. مدل متعادل DIs-ResCNN 2D به دقت 93 درصد و امتياز F1 80 درصد در چاه آزمايشي دست يافت، كه اهميت تعادل داده را در طول آموزش مدل CNN برجسته مي كند.
خواص حرارتي سنگهاي رسوبي، از جمله هدايت حرارتي (thermal conductivity)، نفوذ حرارتي (thermal diffusivity) و ظرفيت گرمايي ويژه (specific heat capacity) براي پيشبيني رفتار حرارتي ژئوسيستمها براي طيف وسيعي از كاربردهاي ژئوانرژي و همچنين براي تحقيقات بنيادي ضروري هستند. در اين مطالعه، ما يك ابزار دسترسي باز جديد براي محاسبه پروفايلهاي حرارتي پيوسته از دادههاي لاگ هاي ژئوفيزيك استاندارد توسعه ميدهيم. اين ابزار مبتني بر يك رويكرد مدلسازي فيزيكي براي استخراج مجموعه دادههاي مصنوعي پايه از كانيشناسي براي گروههاي سنگهاي رسوبي اصلي (سنگهاي آواري، كربناتها و تبخيريها) و استفاده از روشهاي مختلف يادگيري ماشين براي استخراج روابط بين خواص حرارتي است. هر تركيب از داده هاي لاگ استاندارد (صوت، نوترون، چگالي و كسر حجمي شيل) به عنوان ورودي استفاده مي شود. براي تركيب هاي مختلف لاگ، ما چهار مدل رگرسيون مختلف (خطي، AdaBoost، Random Forest و XGBoost) را بر روي 80 درصد از داده ها (به طور تصادفي انتخاب شدند) آموزش داديم. 20 درصد باقيمانده از داده ها براي اعتبار سنجي آماري استفاده شد. براي هر گروه اصلي رسوبي، اهميت ويژگي هر متغير ورودي را بررسي كرديم. به منظور تاييد قدرت پيشبيني مدل، دادههاي واقعي بهدستآمده از اندازهگيريهاي آزمايشگاهي انجام شده بر روي مغزهها استفاده شد.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/01/29
عنوان به انگليسي
Lithology classification and reservoir properties estimation based on well logs using machine learning and deep learning
تاريخ بهره برداري
2/17/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سيدحميدرضا موسوي
چكيده به لاتين
Gas reservoir development and estimation of rock properties are highly dependent on lithological classification, which can be difficult, time-consuming and error-prone. In this study, a new deep learning-based approach is developed for fast, accurate and efficient lithology prediction in a gas field from standard well data. These logs are converted into 2D images using two proposed approaches, shallow images (SI) and deep images (DIs), where the pixels in these images effectively represent the relationships between different logs. For this purpose, we developed residual convolutional neural networks (ResCNN) named SIs-ResCNN 2D and DIs-ResCNN 2D. The input data for DIs-ResCNN 2D are initially vectorized images where the order of the reports is somehow repeated, ensuring that each binary combination occurs only once. This led to the integration of correlations between logs in the pixels of the generated images, along with the integration of unique binary combinations of logs. Based on the evaluation criteria, DIs-ResCNN 2D performed better than other proposed methods. The balanced DIs-ResCNN 2D model achieved an accuracy of 93% and an F1 score of 80% in the test well, which highlights the importance of data balance during CNN model training.
The thermal properties of sedimentary rocks, including thermal conductivity, thermal diffusivity, and specific heat capacity, are essential for predicting the thermal behavior of geosystems for a wide range of geoenergy applications, as well as for fundamental research. In this study, we develop a new open access tool for calculating continuous thermal profiles from data from standard geophysical logs. This tool is based on a physical modeling approach to extract basic synthetic datasets from mineralogy for the main sedimentary rock groups (clastic rocks, carbonates and evaporites) and use different machine learning methods to extract relationships between thermal properties. Each combination of standard log data (sound, neutron, density and shale volume fraction) is used as input. For different log combinations, we trained four different regression models (Linear, AdaBoost, Random Forest and XGBoost) on 80% of the data (chosen randomly). The remaining 20% of the data was used for statistical validation. For each main sedimentary group, we checked the significance of the characteristic of each input variable. In order to confirm the predictive power of the model, real data obtained from laboratory measurements performed on cores were used.
كليدواژه هاي فارسي
رخساره بندي , تخمين خواص مخزني , يادگيري ماشين , يادگيري عميق , حوزههاي رسوبي
كليدواژه هاي لاتين
Facies classification , Estimation of reservoir properties , Machine learning , Deep learning , Sedimentary areas
Author
seyed hamid reza mousavi
SuperVisor
seyed mojtaba hosseini-nasab