Полевые данные, журналы бурения и литологическая классификация — Искусственный интеллект в геологической инженерии

Прибыль:

Возможность структурировать и литологическую классификацию каротажа бурения, описаний керна и полевых записей с помощью ИИ.
Возможность конвертировать произвольный текст полевых наблюдений в стандартную геологическую терминологию и таблицы.
Возможность проверки литологических интерпретаций, созданных ИИ, с помощью фотографий керна, кривых каротажа и стратиграфической достоверности.

Сырьем геологической инженерии являются данные, и большая часть этих данных возникает нерегулярно. Описания керна, хранящиеся на объекте, представляют собой свободные тексты, написанные разными словами разными геологами; Журналы буровой кампании велись в разных форматах, в разных единицах, иногда вручную, иногда в цифровом виде; Заметки в полевой тетради полны сокращений и личных привычек. В этом блоке мы охватываем самую конкретную и безопасную область прибыли искусственного интеллекта: структурирование разрозненных полевых данных (перевод их в запрашиваемые таблицы), их стандартизацию (приведение к общей терминологии) и проведение предварительной литолологической классификации (разделение типов горных пород). Но скажем с самого начала: искусственный интеллект систематизирует данные, инженер утверждает геологическую интерпретацию.

Давайте сначала проясним два ключевых термина. Каротаж скважины представляет собой запись свойств, измеренных в зависимости от глубины скважины; эти измерения могут быть геологическими (литология, выветривание) или геофизическими (гамма-излучение, удельное сопротивление, плотность). Керн (англ. core) — цилиндрический образец горной породы, добытый из-под земли методом бурения; Это самое ценное свидетельство, поскольку позволяет напрямую наблюдать за подземельем. Литология — это тип и физический характер породы (например, песчаника, известняка, сланца).

Структурирование произвольного текста

Полевой геолог пишет описание: «Песчаник 0-3,2 м бурый, рыхлый, глинистый, плохо сортированный; 3,2-7,5 м серый, средневыветренный, мелко-среднезернистый песчаник с редким карбонатным цементом; 7,5-12 м известняк светло-серый, плотный, трещиноватый, кальцитовая жила на 9 м». Это единственное предложение на самом деле представляет собой сжатую версию таблицы: диапазон глубин, цвет, степень выветривания, литология, размер зерен, вторичные свойства. Искусственный интеллект распаковывает это.

Критический момент заключается в следующем: требуйте от модели трансформации, а не вывода. Другими словами, разместите в полях информацию, четко написанную в тексте; Не выдумывайте того, чего нет в тексте. Для поля «степень выветривания», если геолог написал «средневыветривание», модель пишет это; Если геолог ничего не указал, в модели должно быть написано «не указано» и значение не соответствует. Это различие является основой целостности данных.

Шаг за шагом: превращение основной книги в электронную таблицу

Сначала вы определяете схему. Какие столбцы будут: глубина_верх, глубина_дно, литология, цвет, размер зерна, выветривание, неоднородность, вторичный_минерал, примечание. Вы накладываете схему на модель, чтобы выходные данные были согласованными.
Дайте стандартный словарь. Укажите допустимые термины литологии (песчаник, алевролит, известняк, мергель, аргиллит, конгломерат...) и шкалу выветривания (свежее, легкое, среднее, сильное, полное). Таким образом, такие выражения, как «немного обветрились», становятся стандартными.
Обработка небольшой партии. Давайте всю тетрадь не сразу, а партиями по 20-30 строк; Вы рано замечаете ошибки.
Вернитесь к источнику и проверьте. Сравните случайные строки полученной таблицы с необработанным текстом; особенно пределы глубины и литологические условия.

Литологическая классификация: от каротажа к интерпретации

ИИ поддерживает литологию двумя способами. Во-первых, стандартизировать определение геолога, приведенное выше. Второй и более продвинутый способ – это оценка литологии по кривым геофизического каротажа. Например, каротаж гамма-каротажа (естественная радиоактивность породы) увеличивается с увеличением содержания глины; Глинистые уровни дают высокие значения, чистые песчаники и известняки дают низкие значения. Добавляя каротажи удельного сопротивления и плотности, модель может определять литологические границы на основе кривых.

Ограничение здесь важно: бревна — это косвенные измерения. Высокой гаммой может быть глина, богатый полевым шпатом песок или вулканический пепел. Таким образом, прогноз литологии на основе каротажа является гипотезой; Он не является окончательным, если не связан с керном или шламом (кусками породы, которые выходят на поверхность во время бурения). Когда модель нарисует границу, спросите, есть ли на этой глубине какое-либо ядро; Если да, то ядро побеждает.

Три мини-кейса: в цифрах

Случай 1. Согласованность стандартизации. В горнодобывающей компании 6 разных геологов использовали 11 различных выражений для обозначения «выветрелый гранит» (выветрелый, измененный, гнилой, глинистый...). Стандартизация с помощью искусственного интеллекта поместила базу данных из 4800 строк на 5-уровневую шкалу декомпозиции; После этого запрос «зоны со средней и высокой степенью сегрегации» занимал секунды, тогда как раньше это занимало дни. Случайные 10% стандартизации были проверены ядром, согласие было высоким.

Случай 2. Предварительный проект логарифмической корреляции. Литологическая корреляция будет проводиться по гамма-каротажу в двух соседних скважинах (на расстоянии 150 м друг от друга). Модель предлагала предварительную корреляцию, которая соответствовала четырем общим уровням и помечала разницу в толщине на одном уровне как «возможный разлом или выклинивание». Когда инженер посмотрел на ядро отмеченной зоны, он обнаружил очень небольшую неисправность; Модель не дала однозначного ответа, но обратила внимание в нужное место.

Случай 3 — Захват изготовленной границы. В одной скважине модель определила «базальтовую» литологию интервалу 40-45 м, по которой не было данных по керну. Базальта в регионе не ожидалось; на записи наблюдалось только увеличение гамма-излучения. Был активирован фильтр геологического правдоподобия, из этого интервала был запрошен образец обломков, и уровень оказался глинистым алевролитом. Модель неверно истолковала высокую гамму.

Слабая подсказка/Сильная подсказка

Слабая подсказка:

Преобразуйте эти основные определения в таблицу.[текст]

Мощная подсказка:

Мощная подсказка объединяет схему, словарь и «запрет на изготовление»; Результаты являются последовательными и проверяемыми.

Четыре копируемых шаблона

1) Стандартизация полевых тетрадей:

Переведите следующее примечание к полю на стандартную терминологию. Открывайте сокращения (например, «камень» -> «песчаник»), но НЕ меняйте содержание. Отметьте неоднозначные фразы как «[двусмысленные]» и сохраните исходную фразу в скобках. Примечание: [примечание к полю]

2) Гипотеза литологии на основе каротажных данных:

Предложите возможные границы литологии на основе следующих данных каротажа (глубина, гамма, удельное сопротивление, плотность). Для каждой границы напишите: (а) из какого изменения кривой вы ее извлекли, (б) возможность альтернативной литологии, (в) необходимость проверки керна. Не представляйте никакую границу как «определенную». Данные: [таблица журнала]

3) Корреляционная схема двух скважин:

Сравните журналы скважины-А и скважины-Б. Отдельно перечислите уровни совпадения, причину совпадения и несовпадающие/подозрительные зоны. Отметьте разломы, эрозию или фациальные изменения как «необходимо проверить». Данные: [два каротажа]

4) Контроль качества данных:

Ищите логические ошибки в приведенной ниже таблице литологии: перекрывающиеся диапазоны глубин, пробелы, невозможное выравнивание, несоответствия единиц измерения, несанкционированные термины. Сообщите о результатах в виде таблицы «номер строки | проблема | предложение». НЕ ИСПРАВЛЯЙТЕ данные, просто отмечайте их. Таблица: [таблица литологии]

Иерархия доказательств аутентификации

Тип доказательства

прямота

надежность

Когда использовать

Ядро (ядро)

самый прямой

самый высокий

Критические литологические границы

Крошка (нарезка)

средний

высокий

В отсутствие ядра

геофизический журнал

косвенный

средний

Непрерывный профиль, заполнение зазоров

Прогноз модели

производный

Низкий (один)

Гипотеза, проверка

Произвольное текстовое примечание

Переменная

Зависит от геолога

Дополнительный контекст

Совет: помогая искусственному интеллекту найти литологические границы, спрашивайте «возможную границу и уровень достоверности», а не «точную границу». Ядро дает точность, а не модель. Результаты тогда становятся инструментом проверки, а не ложной претензией на уверенность.

Внимание: модель имеет тенденцию заполнять диапазоны глубин, которых нет в данных, чтобы «не оставлять пробелов». Это может привести к ложной литологии, особенно в зонах с потерей керна. Четко отметьте зоны потерь в сердечнике и попросите модель «оставить пустым, если нет данных».

Распространенные ошибки

Ищу умозаключения, а не трансформацию. Ожидание, что модель «угадает», чего нет в тексте; Это открывает путь к фальшивым данным. Просто структурируйте написанное.
Не предоставление стандартного словаря. Разрешение свободной терминологии; В результате получается бесспорная, противоречивая картина.
Принятие оценки журнала как точной. Принимая во внимание только косвенные измерения (гамма, удельное сопротивление) как свидетельство литологии; Переместить границы подписи, не связывая их ядром/крохами.
Чтобы скрыть зоны потерь ядра. Заполнение пробелов в данных модели; пространство должно оставаться пространством.
Обработка партиями и никогда не проверка. Не переводить тысячи строк одновременно и не выполнять выборочную проверку.

В заключение

Искусственный интеллект обеспечивает безопасную и высокую эффективность структурирования, стандартизации и предварительной литолологической классификации рассредоточенных полевых данных.
Просите трансформацию модели, а не умозаключений; Не выдумывайте того, чего нет в тексте, пишите «не указано».
Оценка литологии на основе каротажа является косвенной и является гипотезой; Это невозможно подтвердить, пока не будут проверены образцы керна и крошки.
Вы накладываете схему и стандартный словарь; Только тогда результат будет последовательным и контролируемым.
Колонковое бурение находится на вершине иерархии доказательств; В конце концов, одного лишь предсказания модели недостаточно.

Задача приложения

Возьмите 15–20 строк из имеющейся у вас полевой записной книжки или основного описания (анонимизируйте конфиденциальную полевой информацию). Сначала определите свою собственную схему и разрешенный словарь литологии/выветривания, затем преобразуйте ее в таблицу с помощью мощной подсказки. Сравните каждую строку полученной таблицы с необработанным текстом и отметьте все области, которые модель подделала или неправильно разместила; Проверьте, правильно ли оставлено хотя бы одно «неопределенное» поле пустым.

контрольный список

[ ] Я могу преобразовать произвольные текстовые поля наблюдений в таблицу, структурированную диаграммами и стандартным словарем.
[ ] Я применяю «неопределенное» правило, согласно которому я хочу преобразовать модель и не подгонять ее под то, чего не существует.
[ ] Я понимаю, что оценка литологии на основе каротажа является косвенной гипотезой и должна быть связана с керном.
[ ] Я отмечаю зоны потерь ядра и пробелов в данных и предотвращаю подгонку.
[ ] Я проверяю выходные данные в соответствии с иерархией доказательств (ядро > крошка > журнал > модель).