本發(fā)明涉及油藏建模及數(shù)值模擬，尤其涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為了準(zhǔn)確地描述地層，精細(xì)的地質(zhì)模型通常包含數(shù)億個(gè)網(wǎng)格，其數(shù)值模擬需要消耗巨大的計(jì)算資源和時(shí)間成本。為了保證數(shù)值模擬的高準(zhǔn)度和高效率，需要開展尺度升級(jí)研究，將精細(xì)的細(xì)尺度地質(zhì)模型轉(zhuǎn)化成準(zhǔn)確的粗尺度油藏?cái)?shù)值模擬模型。在現(xiàn)有方法中，全局?jǐn)?shù)值法尺度升級(jí)精度最高。然而，該方法通常涉及復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算與求解過程，計(jì)算效率較低，耗時(shí)較長。

2、因此，其應(yīng)用范圍通常局限于對(duì)粗尺度模型精度要求較高或需要頻繁重復(fù)利用粗尺度模型的場景。針對(duì)這一問題，亟需一種能夠顯著提升全局尺度升級(jí)效率的方法，以拓寬其實(shí)際應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

2、本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，包括：

3、s1：采集待升級(jí)相關(guān)參數(shù)對(duì)應(yīng)的細(xì)尺度信息，獲得輸入數(shù)據(jù)，對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行尺度升級(jí)數(shù)值計(jì)算，獲得升尺度參數(shù)作為輸出數(shù)據(jù)；

4、s2：對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)及所述輸出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，構(gòu)建數(shù)據(jù)集；

5、s3：通過所述數(shù)據(jù)集訓(xùn)練包括多個(gè)深度學(xué)習(xí)子模型的深度學(xué)習(xí)模型，獲得深度學(xué)習(xí)升級(jí)模型；

6、s4：將所述細(xì)尺度信息輸入所述深度學(xué)習(xí)升級(jí)模型，獲得預(yù)測的升尺度參數(shù)。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，步驟s1后還包括：

8、對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)中存在偏差的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，其中存在偏差的參數(shù)具體包括異常值、離群值、噪聲值。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，步驟s2中對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)及所述輸出數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行對(duì)數(shù)變化，具體的對(duì)數(shù)變換的表達(dá)式為：

10、ln(x+1*10-6)；

11、其中，x為待對(duì)數(shù)變換的數(shù)據(jù)。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，步驟s3中的所述深度學(xué)習(xí)模型包括：

13、井指數(shù)尺度升級(jí)的第一深度學(xué)習(xí)子模型，所述第一深度學(xué)習(xí)子模型以局部滲透率場、井眼位置及細(xì)尺度井指數(shù)為輸入，以升尺度井指數(shù)為輸出；

14、滲透率尺度升級(jí)的第二深度學(xué)習(xí)子模型，所述第二深度學(xué)習(xí)子模型以局部滲透率場、粗尺度界面位置及粗尺度界面上游粗網(wǎng)格的升尺度井指數(shù)為輸入，以升尺度傳導(dǎo)率為輸出；

15、毛管力曲線尺度升級(jí)的第三深度學(xué)習(xí)子模型，所述第三深度學(xué)習(xí)子模型以局部滲透率為輸入，以升尺度毛管力曲線為輸出；

16、相對(duì)滲透率尺度升級(jí)的第四深度學(xué)習(xí)子模型，所述第四深度學(xué)習(xí)子模型以局部滲透率場、粗尺度界面位置、升尺度毛管力曲線、升尺度井指數(shù)及升尺度傳導(dǎo)率為輸入，以升尺度相對(duì)滲透率為輸出。

17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，所述第一深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度井指數(shù)的方法具體包括：

18、s311：通過cnn網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述局部滲透率場進(jìn)行特征提取，獲得第一局部滲透率場張量；

19、s312：通過兩個(gè)全連接層分別對(duì)所述井眼位置及所述細(xì)尺度井指數(shù)進(jìn)行處理，獲得井眼位置張量及細(xì)尺度井指數(shù)張量；

20、s313：通過transformer編碼器對(duì)局部滲透率場張量、井眼位置張量、細(xì)尺度井指數(shù)張量融合后的張量進(jìn)行處理，獲得升尺度井指數(shù)。

21、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，所述第二深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度傳導(dǎo)率的方法具體包括：

22、s321：通過cnn網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述局部滲透率場進(jìn)行特征提取，獲得局部滲透率場張量；

23、s322：通過兩個(gè)全連接層分別對(duì)粗尺度界面上游粗網(wǎng)格的升尺度井指數(shù)及所述粗尺度界面位置進(jìn)行處理，獲得升尺度井指數(shù)張量及粗尺度界面位置張量；

24、s323：通過transformer編碼器對(duì)局部滲透率場張量、升尺度井指數(shù)張量、粗尺度界面位置張量融合后的張量進(jìn)行處理，獲得升尺度傳導(dǎo)率。

25、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，所述第三深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度毛管力曲線的方法具體包括：

26、s331：通過cnn網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述局部滲透率場進(jìn)行特征提取，獲得局部滲透率場張量；

27、s332：通過多個(gè)全連接層，將所述局部滲透率場張量變換為升尺度毛管力曲線。

28、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，所述第四深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度滲透率曲線的方法具體包括：

29、s341：通過cnn對(duì)所述局部滲透率場進(jìn)行特征提取，獲得局部滲透率場張量；

30、s342：通過全連接層分別將所述粗尺度界面位置、所述升尺度井指數(shù)、所述升尺度傳導(dǎo)率、所述升尺度毛管力曲線進(jìn)行映射，獲得包括多個(gè)子張量的第一張量，并將所述局部滲透率場張量與所述第一張量進(jìn)行融合，獲得第一融合張量；

31、s343：通過fno及全連接層將所述第一融合張量轉(zhuǎn)換為傅里葉張量；

32、s344：通過全連接層分別將所述粗尺度界面位置、所述升尺度井指數(shù)、所述升尺度傳導(dǎo)率、所述升尺度毛管力曲線進(jìn)行映射，獲得包括多個(gè)子張量的第二張量，并將第二張量與所述傅里葉張量進(jìn)行融合，獲得第二融合張量；

33、s345：將所述第二融合張量輸入transformer編碼器進(jìn)行處理，獲得升尺度相對(duì)滲透率。

34、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，當(dāng)深度學(xué)習(xí)子模型中包括的升尺度參數(shù)各向異性時(shí)，對(duì)各向異性的升尺度參數(shù)對(duì)應(yīng)的深度學(xué)習(xí)子模型分別進(jìn)行訓(xùn)練。

35、本發(fā)明還提供一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)系統(tǒng)，用以執(zhí)行如以上任一項(xiàng)所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，包括：

36、數(shù)據(jù)收集模塊：用于采集待升級(jí)相關(guān)參數(shù)對(duì)應(yīng)的細(xì)尺度信息，獲得輸入數(shù)據(jù)，對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行尺度升級(jí)數(shù)值計(jì)算，獲得升尺度參數(shù)作為輸出數(shù)據(jù)；

37、數(shù)據(jù)處理模塊：用于對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)及所述輸出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，構(gòu)建數(shù)據(jù)集；

38、訓(xùn)練模塊：用于通過所述數(shù)據(jù)集訓(xùn)練包括多個(gè)深度學(xué)習(xí)子模型的深度學(xué)習(xí)模型，獲得深度學(xué)習(xí)升級(jí)模型；

39、深度學(xué)習(xí)升級(jí)模塊：用于通過所述深度學(xué)習(xí)升級(jí)模型預(yù)測獲得升尺度參數(shù)。

40、本發(fā)明提供的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法及系統(tǒng)。在全局尺度升級(jí)方法的基礎(chǔ)之上，結(jié)合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(cnn)、transformer和傅里葉神經(jīng)算子(fno)等多種深度學(xué)習(xí)技術(shù)，針對(duì)升尺度井指數(shù)、滲透率、毛管力曲線、相對(duì)滲透率曲線分別建立了深度學(xué)習(xí)子模型，并整合這些子模型形成一套完整的全局尺度升級(jí)解決方案。本發(fā)明有效規(guī)避了傳統(tǒng)全局尺度升級(jí)方法中復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算過程，大幅提升了尺度升級(jí)效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，步驟s1后還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，步驟s2中對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)及所述輸出數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行對(duì)數(shù)變化，具體的對(duì)數(shù)變換的表達(dá)式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，步驟s3中的所述深度學(xué)習(xí)模型包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，所述第一深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度井指數(shù)的方法具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，所述第二深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度傳導(dǎo)率的方法具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，所述第三深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度毛管力曲線的方法具體包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，所述第四深度學(xué)習(xí)子模型輸出升尺度滲透率曲線的方法具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，當(dāng)深度學(xué)習(xí)子模型中包括的升尺度參數(shù)各向異性時(shí)，對(duì)各向異性的升尺度參數(shù)對(duì)應(yīng)的深度學(xué)習(xí)子模型分別進(jìn)行訓(xùn)練。

10.一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)系統(tǒng)，用以執(zhí)行如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的油藏模型全局尺度升級(jí)方法及系統(tǒng)，該方法包括：采集待升級(jí)相關(guān)參數(shù)對(duì)應(yīng)的細(xì)尺度信息，獲得輸入數(shù)據(jù)，對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行尺度升級(jí)數(shù)值計(jì)算，獲得升尺度參數(shù)作為輸出數(shù)據(jù)；對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)及所述輸出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，構(gòu)建數(shù)據(jù)集；通過所述數(shù)據(jù)集訓(xùn)練包括多個(gè)深度學(xué)習(xí)子模型的深度學(xué)習(xí)模型，獲得深度學(xué)習(xí)升級(jí)模型；將所述細(xì)尺度信息輸入所述深度學(xué)習(xí)升級(jí)模型，獲得預(yù)測的升尺度參數(shù)。本發(fā)明通過深度學(xué)習(xí)模型替代傳統(tǒng)尺度升級(jí)中的數(shù)值計(jì)算過程，能夠基于細(xì)尺度模型的初始信息實(shí)時(shí)、高效地預(yù)測出粗尺度模型所需的升尺度參數(shù)，顯著節(jié)省時(shí)間和計(jì)算資源。

技術(shù)研發(fā)人員：王彥集,金衍,林伯韜,龐惠文,孟翰,韓潤奇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（北京）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15