تعیین واحدهای ژئومکانیکی با استفاده از تجزیه و تحلیل الگوریتم‌های بدون نظارت یادگیری ماشین مبتنی بر نگاره های چاههای نفتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد- گروه زمین شناسی مهندسی- دانشکده علوم

2 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 استاد. دانشگاه منابع انرژی استاونگر نروژ

4 شرکت مناطق نفت خیز جنوب

10.22107/jpg.2022.329417.1158

چکیده

در این تحقیق از روش یادگیری بدون نظارت جهت تعیین واحد های ژئومکانیکی در یکی از چاههای نفتی جنوب ایران با استفاده از لاگ های داده‌های چاه نگاری شامل نگاره گاما طبیعی(SGR) ، نگاره گاما اصلاح شده(CGR)، چگالی(RHOB)، تخلخل نوترونی(NPHI)، زمان موج برشی(DTSM) و زمان موج طولی (DTCO) استفاده شده است. برنامه نویسی مورد نیاز در محیط پایتون انجام گرفته است. در این راستا ابتدا بعد از پردازش داده های چاه نگاری از دو الگوریتم محبوب قدرتمند نظارت شده یادگیری ماشین ایکس جی بوست (XGBoost) و شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (Multi-Layer Perceptron Neural Network) جهت بازیابی داده های گمشده استفاده گردید. سپس از روشهای بدون نظارت یادگیری ماشین شامل مدل k- میانگین (K-Means Clustering)، الگوریتم خوشه بندی سلسله مراتبی(HAC)، الگوریتم خوشه بندی DBSCAN مبتنی بر غلظت، و مدل آمیخته گوسی (Gaussian Mixture Modelling) جهت تعیین واحد های ژئومکانیکی مخزنی پر فشار، آهکهای نارک لایه و غیرمخزنی مسئله دار استفاده شد. در این روش‌ها الگوریتم‌ها خود الگوهای زیر سطحی را با استفاده از داده ها شناسایی می کنند که ممکن است به راحتی در طول کاوش داده قابل مشاهده نباشند. معیار ارزیابی دقت روش دقت در شناسایی آهک های نازک لایه، سازندهای غیر مخزنی مسئله دار و افق های پر فشار سازند های مورد مطالعه در نظر گرفته شد. نتایج مطالعات نشان داد که از بین روش‌های مورد مطالعه روش GMM به جای اینکه بر اساس فاصله باشد، مبتنی بر توزیع است و از مرزهای خوشه/تصمیم بیضی استفاده می کند. بنابراین، منجر به طبقه‌بندی نرم تری می شود. علاوه براین، بخاطر قرار دادن الگوهای احتمالاتی مختلف برای شناسایی واحد‌های ژئومکانیکی، روشی بهتر جهت تعیین واحدهای مخزنی پر فشار ایلام، سروک و آهکهای نازک لایه می باشد.

کلیدواژه‌ها