[发明专利]一种地层组分最优化确定方法及装置

权利要求书

1.一种地层组分最优化确定方法，其特征在于，包括：

根据待测地层的岩心分析资料及地质条件建立地层岩石组分模型，并确定参与模型确定的测井曲线；

确定所述参与模型确定的测井曲线对应的测井响应方程表达式；

解析并记录存储所述测井响应方程表达式；

根据经过解析的所述响应方程表达式建立最优化问题的目标函数，并通过迭代算法求解所述目标函数，以确定所述待测地层的最优组分含量；

所述最优化问题的目标函数包括：

其中，表示目标函数；v^*表示使目标函数获得最小值时的取值；t_ci表示根据所述测井响应方程确定的各类测井方法的响应方程值；t_mi表示实际测井测量响应值；w_i表示所述测井曲线在最优化模型中的权重系数；n表示求解的测井曲线的数量；表示待测地层的地层矿物及流体的组分含量；

所述解析并记录存储各响应方程表达式包括：

对所述测井响应方程的表达式进行解析，并转义为用于计算机运算的后缀表达式；

将所述后缀表达式中的每个元素通过数据结构体记录并保存为动态数组的存储结构；

遍历所述后缀表达式的存储结构，并根据求导规则确定每个元素之间的组合关系，从而确定所述后缀表达式的偏导形式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测井曲线包括：自然伽马测井曲线、深侧向电阻率测井曲线、浅侧向电阻率测井曲线、密度测井曲线、中子测井曲线或元素俘获能谱测井曲线中的至少一种。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测井响应方程为：

其中，t_ci表示根据所述测井响应方程确定的各类测井方法的响应方程值；表示待测地层的地层矿物及流体的组分含量；表示测井响应方程的表达式形式，并包括地层矿物和流体组分变量、数字、运算符以及参数符号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地层岩石组分模型还包括附加约束条件，所述附加约束条件为：

其中，表示约束条件；C_k表示约束条件系数矩阵；表示待测地层的地层矿物及流体的组分含量；b_k表示约束条件边界。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过迭代算法求解所述目标函数包括：通过惩罚函数法将所述目标函数转化为无约束问题的表达式：

其中，M表示惩罚因子；表示惩罚函数，当满足约束条件时，惩罚项当不满足约束条件时，惩罚项且随M的增大而增大；cn表示约束条件的数目。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过迭代算法求解所述目标函数还包括：通过Levenberg-Marquardt算法进行迭代增量可以表示为；

(J^TJ+μ·I)·h＝-J^TR

其中，J表示R的Jacobi矩阵；I表示单位矩阵；μ表示阻尼因子，M表示惩罚因子，当时，ω＝0；当时，ω＝1，C_k表示约束条件系数矩阵。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过迭代算法求解所述目标函数还包括：

对每个处理深度点的一组初始设定的地层组分含量值进行第一次迭代，将各地层组分含量值代入解析存储的偏导表达式中，获得矩阵J；

通过迭代增量获得当前迭代增量并转入到下一次迭代；

当迭代地层组分值满足精度要求且满足附加约束条件时，即求解得到最优的地层组分含量。

8.一种地层组分最优化确定装置，其特征在于，包括：

测井曲线确定单元，用于根据待测地层的岩心分析资料及地质条件建立地层岩石组分模型，并确定参与模型确定的测井曲线；

响应方程确定单元，用于确定所述参与模型确定的测井曲线对应的测井响应方程表达式；

解析单元，用于解析并记录存储所述测井响应方程表达式；

最优含量确定单元，根据经过解析的所述响应方程表达式建立最优化问题的目标函数，并通过迭代算法求解所述目标函数，以确定所述待测地层的最优组分含量；

所述最优化问题的目标函数包括：

其中，表示目标函数；v^*表示使目标函数获得最小值时的取值；t_ci表示根据所述测井响应方程确定的各类测井方法的响应方程值；t_mi表示实际测井测量响应值；w_i表示所述测井曲线在最优化模型中的权重系数；n表示求解的测井曲线的数量；表示待测地层的地层矿物及流体的组分含量；

所述解析单元解析并记录存储各响应方程表达式包括：

对所述测井响应方程的表达式进行解析，并转义为用于计算机运算的后缀表达式；

将所述后缀表达式中的每个元素通过数据结构体记录并保存为动态数组的存储结构；

遍历所述后缀表达式的存储结构，并根据求导规则确定每个元素之间的组合关系，从而确定所述后缀表达式的偏导形式。