基于测井数据的地层地质属性数字孪生体建立方法

本发明属于电数字数据处理，具体涉及基于测井数据的地层地质属性数字孪生体建立方法。

背景技术：

1、在油气勘探与开发过程中，测井数据是获取地层地质属性的重要手段。然而，传统的测井数据分析方法往往只能提供基于单井周围区域有限的地质信息，难以全面、准确地反映地层的地质特征。测井数据作为油气勘探开发过程中认识地层地质特征的重要依据，其数据解释结果可以包含多种地层地质信息，涵盖了岩性、孔隙度、渗透率、流体性质等多个方面。然而，目前对测井数据的挖掘和利用程度还相对较低，该数据作为认识地层的潜力尚未被充分挖掘和利用。随着数字孪生技术的兴起，为实时监测和预测地层地质属性提供了新的思路。数字孪生技术通过建立物理实体的虚拟模型，实现物理实体与虚拟模型的实时交互和映射，为油气勘探开发过程中的地层地质属性监测和预测提供了新的手段。然而，现有技术在建立数字孪生体时还存在一些不足，如基于测井数据划分地层、地层地质属性孪生体建立以及地层地质属性及时更新问题等。这些问题限制了数字孪生技术在油气勘探开发领域的应用效果。因此，如何在油气勘探开发领域有效应用数字孪生技术，实现地层地质属性的数字化、可视化，并解决现有技术中存在的问题，成为亟待解决的重要课题。

2、因此，现阶段需设计基于测井数据的地层地质属性数字孪生体建立方法、系统及存储介质，来解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供基于测井数据的地层地质属性数字孪生体建立方法、系统及存储介质，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，提高地层地质属性的分析精度和可视化程度，以便工程师能够依据数字孪生体呈现结果，获得有效的地层地质属性分布特征，进而制定有效的油气藏开发计划，增加油气井产量。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、基于测井数据的地层地质属性数字孪生体建立方法，包括以下步骤：

4、s1：对单井测井数据进行清洗去噪、间隔抽取、归一化预处理操作；

5、s2：基于能够代表地层属性特征的单测井曲线或基于进行降维后的多测井曲线开展地层精细划分，获取小层顶界与底界深度；

6、s3：对多口井采取相同的单井测井数据操作，获取每口井基于测井数据划分的地层中小层顶界深度与底界深度；

7、s4：将对应小层的顶界深度与底界深度开展地层小层顶部层面与底部层面构建，采取克里金插值构建出涵盖预设坐标范围内的小层顶部层面与底部层面，构建完成后，根据需要在顶部层面与底部层面之间再插入若干层面，在此过程中获得每一层的网格分布；

8、s5：在每一层网格的基础上，将相同平面坐标的空间网格采用空间六面体连接，构建起地层孪生体的框架；

9、s6：将反应地层地质属性的值赋给空间六面体，完成地层地质属性孪生体的建立，孪生体建立后，根据地层地质属性数字孪生体指导下一步施工措施或新井的井位部署，当有新的测井数据产生，依据前序步骤更新孪生体中包含的地质属性信息。

10、进一步的，步骤s1中：

11、去掉测井数据中偏离正常值范围或显示为负值的数据；

12、按照预设井深步长对该步长范围内的测井数据采取取平均值或中值或加权平均值的方式提取该步长范围内的测井数据；

13、按照预设井深步长提取出对应步长跨度的测井数据；

14、对测井数据进行归一化操作，采取除以测井数据中最大值的方式将测井数据归一化到0至1之间，包含端点值0和1。

15、进一步的，步骤s2中：

16、对处理完后的测井数据进行地层精细划分：

17、步骤s21：选取代表地层地质属性特征的单测井曲线；

18、步骤s22：如果步骤s21中无法选出代表地层地质属性特征的单测井曲线，就对多测井曲线开展降维操作；采用主成分分析方法，通过提取预设特征来降低数据维度，同时保留的原始信息；主成分分析方法的具体步骤包括：

19、a. 标准化处理：对原始测井数据进行标准化，使测井数据的均值为0，方差为1；

20、b. 计算协方差矩阵：计算标准化后测井数据之间的协方差矩阵，以评估不同测井曲线之间的相关性；

21、c. 求解特征值和特征向量：对协方差矩阵进行特征分解，求解出特征值和对应的特征向量；

22、d. 选择主成分：根据特征值的大小，选择前n个最大的特征值对应的特征向量作为主成分；

23、e. 计算主成分得分：将原始测井数据投影到选定的主成分上，得到每个主成分上的得分；

24、步骤s23：在获得单井具有代表性的测井曲线基础上，开展地层精细划分，获取小层顶界与底界深度；地层中小层的精细划分采取人工观察测井数据变化进行标注的方式或采用算法提取出测井曲线具有明显变化的一系列拐点，拐点作为测井数据发生偏离已有趋势变化的边界点；在获得拐点的基础上，计算出拐点对应的垂深，就得到测井数据穿越的地层中某小层的顶界深度与底界深度。

25、进一步的，步骤s3中：

26、对多口井采取前序步骤中单井测井数据的操作流程，获取每口井基于测井数据划分的地层中小层顶界深度与底界深度，将每口井相同小层的顶界深度与底界深度以及对应井深所在的空间坐标进行记录，深度转换的时候根据井口地面海拔将深度转为海拔深度，形成小层顶部层面与底部层面的离散数据点集合。

27、进一步的，步骤s4中：

28、基于获得的小层层面离散数据点集合，采用克里金插值方法建立涵盖预设坐标范围内的小层顶部层面与小层底部层面，同时获取每一层的网格分布；

29、步骤s41：多个井的小层深度以及对应的空间坐标没在一个空间坐标范围内，那么就对数据点进行坐标转换，确保所有数据点在同一坐标系统下；

30、步骤s42：选择克里金插值模型；应用插值模型对小层层面离散数据点进行插值，生成涵盖一定坐标范围内的地层层面；

31、步骤s43：在顶部层面与底部层面之间按照需求再插入若干层面；

32、步骤s44：在插值生成的地层层面上，按照预设的网格大小划分网格，获得网格中每个网格边界点的空间坐标。

33、进一步的，步骤s5中：

34、在获得的地层小层层面网格的基础上，建立地层孪生体框架：

35、步骤s51：从划分的小层层面中第一个小层开始，识别上下具有相同平面坐标的空间网格；

36、步骤s52：采用空间六面体连接方式，将具有相同平面坐标的空间网格连接起来，形成地层孪生体的三维框架单元；

37、步骤s53：重复上述步骤s51、s52，直至所有层级的网格都被连接成空间六面体，构建起完整的地层孪生体的三维框架。

38、进一步的，步骤s6中：

39、在获得的地层孪生体三维网格基础上，将反应地层地质属性的值赋给空间六面体，完成地层地质属性数字孪生体的建立；数字孪生体用于指导下一步施工措施或者新井的部署位置，当有新的测井数据产生时，更新孪生体中包含的地质属性信息；

40、步骤s61：在前面步骤已经处理完成的测井数据中，选取或计算出需要赋给地层孪生体的数据；

41、步骤s62：将选取的数据与地层孪生体三维网格进行关联，确保每个空间六面体都能对应到相应的地质属性数据；

42、步骤s63：根据地层地质属性数字孪生体需要呈现的内容，在进行步骤s62数据关联的时候选择网格赋值方法，将步骤s62数据代表的地质属性值赋给每个空间六面体；

43、步骤s64：对优化后的地层孪生体进行三维可视化展示；

44、步骤s65：根据地层地质属性数字孪生体指导下一步施工措施或新井的井位部署；

45、步骤s66：当有新的测井数据产生时，按照前序步骤中对测井数据的处理方式及时收集并整理这些数据；

46、步骤s67：按照前序步骤的方法，将新的地质属性数据赋值给地层孪生体中的相应空间六面体。

47、与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

48、通过对单井测井数据进行预处理，包括清洗去噪、间隔抽取、归一化等操作，显著提升了数据的质量和一致性，为后续的地层精细划分和地质属性分析奠定了坚实基础，从而提高了地层地质属性的分析精度；通过选取代表性的单测井曲线或对多测井曲线进行降维处理，并结合地层划分方法，能够更准确地获取小层的顶界深度与底界深度，进而提升了地层划分的准确性；实现了地层地质属性的三维可视化展示，这种直观的可视化方式有助于工程师更清晰地理解地层结构和地质属性分布，为油气藏开发计划的制定提供了有力支持；基于准确的地层地质属性数字孪生体，工程师能够更有效地分析地层地质属性分布特征，进而制定出更科学的油气藏开发计划。这有助于提高油气井的产量，降低开发成本，提升整体的经济效益。