طراحی مدل گروهی تخمین تراوایی مخزن هیدروکربوری با استفاده از نگاره‌های پتروفیزیکی بر اساس تفکیک لیتولوژیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی صنایع/ دانشکده مهندسی صنایع/ دانشگاه ایوانکی

2 دانشکده‌ی مهندسی صنایع، مهندسی صنایع، دانشگاه ایوانکی

3 دانشکده‌ی علوم، زمین‌شناسی، دانشگاه اصفهان

4 مهندس ارشد پتروفیزیک / شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب

10.22107/jpg.2022.297342.1148

چکیده

تراوایی یا نفوذپذیری، یکی از خصوصیات مهم مخازن نفت و گاز است که پیش­ بینی آن دشوار می­باشد. در حال حاضر از مدل ­های تجربی و رگرسیونی برای پیش ­بینی تراوایی استفاده می ­شود، از سوی دیگر افزایش دقت در پیش ­بینی تراوایی جهت نقاطی که فاقد نمونه مغزه است از اهمیت ویژه­ای در تحلیل رفتار مخزن برخوردار است. در چند وقت اخیر، به دلیل قابلیت پیش ­بینی بهتر، از الگوریتم­ های یادگیری ماشین برای پیش ­بینی تراوایی استفاده‌شده است. در این مطالعه، مدل یادگیری ماشین گروهی جدیدی برای پیش ­بینی تراوایی در مخازن نفت و گاز معرفی‌شده است. در این روش، داده ­های ورودی با استفاده از اطلاعات لیتولوژی لاگ­ ها برچسب­ گذاری شده و به تعدادی از خوشه­ ها تفکیک می­ شوند و هر خوشه توسط الگوریتم یادگیری ماشین مدل­ سازی شد. برخلاف مطالعات قبلی که به‌صورت مستقل روی مدل­ ها کار می­ کردند در اینجا ما ضمن طراحی یک مدل گروهی با استفاده از الگوریتم­ های رگرسیون درخت تصمیم افزوده (ETR)، رگرسیون درخت تصمیم (DTR) و رگرسیون گرادیان تقویت‌شده (GBR) و داده­ های پتروفیزیکی، توانستیم صحت و دقت پیش ­بینی همچنین خطای میانگین مربعات را به طرز چشم ­گیری بهبود ببخشیم و تراوایی را با دقت 99.82 درصد پیش­ بینی کنیم. نتایج نشان داد که مدل ­های گروهی در بهبود دقت پیش­بینی تراوایی در مقایسه با مدل ­های انفرادی تأثیر فراوانی دارند و همچنین تفکیک نمونه ­ها بر اساس اطلاعات لیتوژی، دلیلی بر بهینه نمودن تخمین تراوایی نسبت به تحقیقات گذشته بود.

کلیدواژه‌ها


North, F.K (1985) Petroleum Geology, Allen & Unwin.
Ramzi, H.R (1998) Well Logging, SANAM Publishing.
Oberto, S. (1984) Fundamentals of Well-Log Interpretation – The Acquisition of Logging Data, Elsevier.
Ayyadevara, V. (2018) Pro Machine Learning Algorithms, Apress .
Abbaszadeh, M., Fuji, H. and Fujimoto, F., )1996(Permeability prediction by hydraulic flow units-theory and applications. SPE Formation Evaluation, Vol. 11, No. 4, pp 263- 271 .
Lakhmi, C. Jain (2016) Foundations and Methods in Combinatorial and Statistical Data Analysis and Clustering, Springer Press.
Shalev-Schwartz, Sh. (2014) understanding-machine-learning-theory-algorithms, Cambridge University Press .
Aggarwal, C. C. & Reddy, C. K. (eds.) (2014). Data Clustering: Algorithms and Applications. CRC Press .
Wang, J. (2003). Data Mining: Opportunities and Challenges, USA Montclair, IRM Press .
Mitchell, M. (1997) Machine-Learning-Tom-Mitchell, McGraw-Hill .
Ahmadi, Mohammad. ali. & Zhangxing, Chen (2018), Comparison of machine learning methods for estimating permeability and porosity of oil reservoirs via Petro-physical logs, KeAi Elsevier, 6, 2:831-844 .
Adeniran A. (2019) A competitive ensemble model for permeability prediction in heterogeneous oil and gas reservoirs, Elsevier Paper, 4, 80:353-367.
Waszkiewicz, S., rakowska-Madejska, P., Puskarczyk, E. (2019), Estimation of absolute permeability using artificial neural networks (Multilayer perceptron) based on well logs and laboratory data from Silurian and Ordovician deposits in SE Poland, Springer, 6, 67:1885–1894 .
Fatai, A., Abdulazeez, A., Abdullatif, A. (2016), Improved Permeability Prediction from Seismic and Log Data using Artificial Intelligence Techniques, SPE 164465, pp 1-3.
Amiri Bakhtiyar, H., A. Telmadarreie, M. Shayesteh, M. H. Heidari Fard, H. Talebi, and Z. Shirband. (2018). Estimating Total Organic Carbon Content and Source Rock Evaluation, Applying ΔlogR and Neural Network Methods: Ahwaz and Marun Oilfields SW of Iran. Petroleum Science and Technology, Vol. 29, No. 16, pp 1691–1704. https://doi.org/10.1080/10916461003620495
ایزدی م. (1391) "محاسبه تراوایی در چاه‌های فاقد مغزه با استفاده از مفهوم واحدهای جریانی هیدرولیکی"، مجله اکتشاف و تولید نفت، 11 ، 98 :صفحات 68-65.
سلحشور ع.، سهیلی ف.، کمری م. (1393) "بهینه‌سازی الگوریتم‌های یادگیری ماشین جهت تخمین تراوایی مخازن زیرزمینی نفت و گاز"، مجله اکتشاف و تولید نفت، 3،120: صفحات 62-56.
طیبی ه.، حبیب نیا ب. (1396) "مطالعه موردی تعیین تراوایی مخازن کربناته با استفاده از لاگ NMR در یکی از میادین جنوب غربی ایران"، مجله علمی پژوهشی زمین‌شناسی نفت ایران،7 ،13: صفحات 62-43.
حکیمی نژاد ح.، میرزارضایی م.، نجار اعرابی ب. (1397) "پیش‌بینی تراوایی سنگ مخزن با استفاده از روش‌های عدم قطعیت سیستم فازی نوع دو"، مجله علمی پژوهشی ژئوفیزیک ایران، 12،1: صفحات 91-82.
میرزا قلی پور، علی؛ حقی، عبدالحمید (1369). مطالعه زمین‌شناسی میدان نفتی مارون، گزارش شماره پ-4210 ، اداره کل زمین‌شناسی گسترشی، شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب، ص 55.
ســراج، م.، (1384). تحلیل ساختاری مقدماتى میادین نفتى مناطق نفتخیز جنوب (محدوده فروافتادگى دزفول شمالى)، گزارش شماره پ-5613 ،شرکت ملى مناطق نفتخیز جنوب