天然裂缝发育特征及智能化识别方法——以四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组为例摘要
四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组是四川盆地致密砂岩气(以下简称致密气)增储上产的重要领域。在实际生产中,高产稳产井与裂缝密集发育高度相关,裂缝为气体的运移和保存提供了路径和场所,裂缝发育与否成为制约优质储层形成的关键因素。为了评价须家河组气藏富集“甜点”区,依据岩心观察、测井资料及智能化算法,明确裂缝发育特征并建立有效的裂缝识别方法。研究认为:研究区的构造裂缝、成岩裂缝与异常高压裂缝均有发育。其中,构造裂缝主要分为3期,第1期NW—SE(北西—南东)向主要发育低角度裂缝,偶尔可见高角度裂缝;第2期NNE—SSW(北北东—南南西)向主要发育高角度裂缝;第3期E—W(东—西)向主要发育高角度裂缝。致密气储层裂缝层段具有低密度、高补偿中子、高声波时差、冲洗带电阻率和地层电阻率呈现正幅度差。对带有裂缝和非裂缝标签的常规测井数据进行归一化处理,应用机器学习算法进行裂缝智能化预测,K近邻算法、支持向量机、极端梯度提升树算法和随机森林算法的F1分数分别为0.65、0.83、0.88、0.91,发现随机森林算法具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,预测精确度和效率均高于其他3种算法。同时,为了兼顾运算效率与准确性,选择基因遗传算法作为优化算法进行超参数调优,优于网格搜索、贝叶斯优化及粒子群优化算法。使用沙普利可加性特征解释方法(SHapley Additive Explanations,简称SHAP)计算不同影响因素对预测的贡献值,发现声波时差、补偿中子和补偿密度为主要影响预测效果的测井曲线。裂缝密度呈现出明显的空间分布规律,即从四川盆地西南部至四川盆地西北部,裂缝密度依次降低。研究结果可为四川盆地西部地区致密气储层裂缝“甜点”区预测提供一套切实可行的智能化预测模型,为致密气增储上产奠定基础。
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