本發(fā)明涉及石油天然氣開發(fā)，具體地說(shuō)，涉及一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別方法、裝置及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的裂縫和洞穴是主要的儲(chǔ)集空間和滲流通道，而裂縫發(fā)育程度、縫洞充填程度和充填物類型決定了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力和滲透能力。因此，準(zhǔn)確地識(shí)別裂縫以及縫洞的充填物，對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)具有指導(dǎo)意義和舉足輕重的作用。目前針對(duì)縫洞識(shí)別的手段主要有偶極橫波遠(yuǎn)探測(cè)、地震數(shù)據(jù)avo反演和電成像測(cè)井等方法，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)井旁、遠(yuǎn)井的孔洞識(shí)別，然而井旁縫洞尺寸的準(zhǔn)確計(jì)算和洞穴內(nèi)的流體類型及飽和度確定仍存在不足。

2、脈沖中子伽馬技術(shù)已經(jīng)用于油氣飽和度計(jì)算等方面，但利用多個(gè)伽馬探測(cè)器的信息組合來(lái)確定井旁縫洞尺寸和流體類型存在較大困難，不同探測(cè)器的有效區(qū)域交叉重疊，中子伽馬響應(yīng)受多種因素影響，規(guī)律繁雜，采用傳統(tǒng)比值方法進(jìn)行井旁縫洞尺寸的確定及流體類型的識(shí)別誤差較大。

3、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別方法、裝置及介質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別方法、裝置及介質(zhì)，所述方法包含：

2、依據(jù)脈沖中子伽馬儀器的實(shí)體結(jié)構(gòu)以及刻度井參數(shù)建立數(shù)值計(jì)算模型，以模擬得到不同探測(cè)器的第一模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)；

3、通過(guò)所述脈沖中子伽馬儀器的實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)合所述第一模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)所述數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行精度優(yōu)化，得到優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型；

4、使用所述優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型模擬得到多種井旁洞穴條件下的第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)；

5、基于所述第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以得到脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型。

6、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)以下步驟建立所述數(shù)值計(jì)算模型：

7、確定所述脈沖中子伽馬儀器所包含的探測(cè)器數(shù)量、實(shí)體結(jié)構(gòu)參數(shù)和所述刻度井參數(shù)，并通過(guò)所述探測(cè)器數(shù)量、所述實(shí)體結(jié)構(gòu)參數(shù)和所述刻度井參數(shù)，建立多維蒙特卡羅數(shù)值計(jì)算模型，作為所述數(shù)值計(jì)算模型，其中，所述脈沖中子伽馬儀器包含一個(gè)d-t源和至少兩個(gè)探測(cè)器；

8、所述脈沖中子伽馬儀器的所述實(shí)體結(jié)構(gòu)參數(shù)包含：所述脈沖中子伽馬儀器的尺寸、所述脈沖中子伽馬儀器的材料、所述脈沖中子伽馬儀器的密度、放射源、放射源的類型、探測(cè)器晶體的類型、所述探測(cè)器晶體的尺寸、屏蔽體的類型、以及所述屏蔽體的尺寸。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)以下步驟得到所述實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)：

10、將所述脈沖中子伽馬儀器置于多口不同地層孔隙度、密度及井眼尺寸的刻度井中獲取不同探測(cè)器的響應(yīng)，得到所述實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)，其中，所述實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包含不同探測(cè)器的非彈伽馬計(jì)數(shù)、俘獲伽馬計(jì)數(shù)、總伽馬計(jì)數(shù)及伽馬時(shí)間譜。

11、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)以下步驟得到得到所述優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型：

12、計(jì)算所述實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)與所述第一模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)之間的相對(duì)誤差；

13、當(dāng)所述相對(duì)誤差小于誤差閾值時(shí)，將所述數(shù)值計(jì)算模型確定為所述優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型；

14、當(dāng)所述相對(duì)誤差不小于所述誤差閾值時(shí)，調(diào)整所述數(shù)值計(jì)算模型的結(jié)構(gòu)，直至所述相對(duì)誤差小于所述誤差閾值時(shí)，將所述數(shù)值計(jì)算模型確定為所述優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述井旁洞穴條件包含：縫洞尺寸、縫洞流體類型、基巖孔隙度、巖性和密度；所述第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)包含不同探測(cè)器的非彈伽馬計(jì)數(shù)、俘獲伽馬計(jì)數(shù)、總伽馬計(jì)數(shù)和伽馬時(shí)間譜。

16、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)以下步驟得到所述脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型：

17、構(gòu)建所述預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練集，所述訓(xùn)練集為通過(guò)所述第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)得到的值；

18、對(duì)所述預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)重和偏置進(jìn)行初始化；

19、將所述訓(xùn)練集輸入所述預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，計(jì)算所述預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的損失函數(shù)和精度，當(dāng)所述損失函數(shù)和所述精度滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，輸出所述脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型；

20、當(dāng)所述損失函數(shù)和所述精度未滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，將所述損失函數(shù)基于反向傳播機(jī)制計(jì)算更新后的權(quán)重和偏置，并計(jì)算更新后的損失函數(shù)和精度，直至所述損失函數(shù)和所述精度滿足預(yù)設(shè)條件，輸出所述脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型。

21、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型的結(jié)構(gòu)為5層，隱含層為3層，所述隱含層的神經(jīng)元為4、8、8。

22、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述損失函數(shù)采用l2正則化，所述損失函數(shù)的表達(dá)式如下：

23、

24、其中，g為激活函數(shù)，w，b為連接層之間的權(quán)重和偏置；p為迭代次數(shù)；m為樣本個(gè)數(shù)；x為每層神經(jīng)元凈輸入向量，為所述訓(xùn)練集的輸出向量，χ為正則化系數(shù)；

25、其中，所述脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型的訓(xùn)練算法為adam算法；所述激活函數(shù)采用relu函數(shù)。

26、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其包含用于執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的方法步驟的一系列指令。

27、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別裝置，執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的方法，所述裝置包含：

28、建立模塊，用于依據(jù)脈沖中子伽馬儀器的實(shí)體結(jié)構(gòu)以及刻度井參數(shù)建立數(shù)值計(jì)算模型，以模擬得到不同探測(cè)器的第一模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)；

29、優(yōu)化模塊，用于通過(guò)所述脈沖中子伽馬儀器的實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)合所述第一模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)所述數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行精度優(yōu)化，得到優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型；

30、模擬模塊，用于使用所述優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型模擬得到多種井旁洞穴條件下的第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)；

31、訓(xùn)練模塊，用于基于所述第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以得到脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型。

32、本發(fā)明提供了一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別方法、裝置及介質(zhì)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備以下優(yōu)勢(shì)：

33、通過(guò)實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行優(yōu)化，提高了優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型的準(zhǔn)確度。使用優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型得到第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)，通過(guò)第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從而得到精確的脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)了在不同地層孔隙度、密度及井眼尺寸下的縫洞尺寸計(jì)算和流體類型識(shí)別。降低了使用多個(gè)探測(cè)器的伽馬信息進(jìn)行縫洞尺寸計(jì)算和流體類型識(shí)別的難度，且保證了計(jì)算的準(zhǔn)確度，同時(shí)在實(shí)際操作中，無(wú)需石油專業(yè)人員進(jìn)行處理，只需要測(cè)量的數(shù)據(jù)即可獲得縫洞尺寸和流體類型。

34、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別方法，其特征在于，所述方法包含：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟建立所述數(shù)值計(jì)算模型：

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟得到所述實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)：

4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟得到得到所述優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型：

5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述井旁洞穴條件包含：縫洞尺寸、縫洞流體類型、基巖孔隙度、巖性和密度；所述第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)包含不同探測(cè)器的非彈伽馬計(jì)數(shù)、俘獲伽馬計(jì)數(shù)、總伽馬計(jì)數(shù)和伽馬時(shí)間譜。

6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟得到所述脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型：

7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型的結(jié)構(gòu)為5層，隱含層為3層，所述隱含層的神經(jīng)元為4、8、8。

8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述損失函數(shù)采用l2正則化，所述損失函數(shù)的表達(dá)式如下：

9.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其包含用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法步驟的一系列指令。

10.一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別裝置，其特征在于，執(zhí)行如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，所述裝置包含：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別方法、裝置及介質(zhì)，涉及石油天然氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：依據(jù)脈沖中子伽馬儀器的實(shí)體結(jié)構(gòu)以及刻度井參數(shù)建立數(shù)值計(jì)算模型，以模擬得到不同探測(cè)器的第一模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)；通過(guò)脈沖中子伽馬儀器的實(shí)測(cè)響應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)合第一模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行精度優(yōu)化，得到優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型；使用優(yōu)化數(shù)值計(jì)算模型模擬得到多種井旁洞穴條件下的第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)；基于第二模擬響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)預(yù)設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以得到脈沖中子伽馬測(cè)井縫洞識(shí)別模型。這樣，降低了使用多個(gè)探測(cè)器的伽馬信息進(jìn)行縫洞尺寸計(jì)算和流體類型識(shí)別的難度，且保證了計(jì)算的準(zhǔn)確度。

技術(shù)研發(fā)人員：陳前,臧德福,杜煥福,侯文輝,王春偉,沙鉦樺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19