Electrofacies Modelling and Lithological Classification of Coals and Mud-bearing Fine-grained Siliciclastic Rocks Based on Neural Networks
Creators
- 1. Universidade do Vale do Rio dos Sinos
- 2. Universidade Federal do Ceará
Description
The identification of lithofacies from well is usually an interpretative process based on geophysical logs since core and sidewall samples are not usually available.Despite being always sampled and described, cuttings are useful only as a reference for determining the rocks because a number of problems occur during the drilling and sampling activities.Well logs are in situ continuous records of different physical properties of the drilled rocks, which can be associated with different lithofacies by experienced log analysts.This task needs a relatively great amount of time and it is likely to be imperfect because the human analysis is subjective.Thus, any alternative method of classification with high accuracy and promptness is very welcome by the log analysts.This paper is based on Neural Networks (NNs) applied in well data from the Leão Coal Mine, southern Brazil, in order to classify organic mudrocks, coals and siliciclastic sandstones, the main rocks present in the Rio Bonito and Palermo formations, by using their well logs as database.The training and validation set of the NN contain data from eight cored and logged boreholes.The input included 409 values of depth and logs of gamma-ray, spontaneous potential, resistance and resistivity for each electrofacies.The neural network model was the feedforward multilayer perceptron (MLP) and the neural networks were trained with variations of the backpropagation algorithm: Levenberg-Marquardt and Resilient backpropagation.Although an accuracy of approximately 80% had been achieved in the general classification, discrepant accuracies in the classification of the different electrofacies are discussed in order to better understand the reasons that affected negatively the NN performance.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
عادةً ما يكون تحديد الوجوه الحجرية من البئر عملية تفسيرية تستند إلى السجلات الجيوفيزيائية نظرًا لأن عينات اللب والجدار الجانبي غير متوفرة عادةً. على الرغم من أخذ العينات ووصفها دائمًا، فإن القطع مفيدة فقط كمرجع لتحديد الصخور لأن عددًا من المشاكل تحدث أثناء أنشطة الحفر وأخذ العينات. سجلات البئر هي سجلات مستمرة في الموقع للخصائص الفيزيائية المختلفة للصخور المحفورة، والتي يمكن أن ترتبط بالوجوه الحجرية المختلفة من قبل محللي السجلات ذوي الخبرة. هذه المهمة تحتاج قدر كبير نسبيًا من الوقت ومن المحتمل أن يكون ناقصًا لأن التحليل البشري غير موضوعي. وبالتالي، فإن أي طريقة بديلة للتصنيف بدقة وسرعة عالية هي موضع ترحيب كبير من قبل محللي السجل. تعتمد هذه الورقة على الشبكات العصبية (NNs) المطبقة في بيانات البئر من منجم فحم لياو، جنوب البرازيل، من أجل تصنيف الصخور الطينية العضوية والفحم والحجارة الرملية السليكاتية، وهي الصخور الرئيسية الموجودة في تشكيلات ريو بونيتو وباليرمو، باستخدام سجلات الآبار الخاصة بهم كقاعدة بيانات. تحتوي مجموعة التدريب والتحقق من الصحة الخاصة بـ NN على بيانات من ثمانية آبار محفورة ومسجلة. تضمنت المدخلات 409 قيمة لعمق وسجلات أشعة جاما، والإمكانات التلقائية، والمقاومة والمقاومة لكل وجه كهربائي. كان نموذج الشبكة العصبية هو المدرك متعدد الطبقات (MLP) وتم تدريب الشبكات العصبية باختلافات خوارزمية الانتشار الخلفي: Levenberg - Marquardt والانتشار الخلفي المرن. على الرغم من تحقيق دقة تقارب 80 ٪ في التصنيف العام، تتم مناقشة الدقة المتناقضة في تصنيف الأوجه الكهربائية المختلفة من أجل فهم أفضل للأسباب التي أثرت سلبًا على أداء NN.Translated Description (French)
L'identification des lithofaciès à partir d'un puits est généralement un processus interprétatif basé sur des diagraphies géophysiques, car les échantillons de carottes et de parois latérales ne sont généralement pas disponibles.Malgré le fait qu'ils soient toujours échantillonnés et décrits, les déblais ne sont utiles que comme référence pour déterminer les roches, car un certain nombre de problèmes surviennent pendant les activités de forage et d'échantillonnage.Les diagraphies de puits sont des enregistrements in situ continus de différentes propriétés physiques des roches forées, qui peuvent être associées à différentes lithofaciès par des analystes de diagraphies expérimentés.Cette tâche nécessite une quantité de temps relativement importante et il est susceptible d'être imparfait parce que l'analyse humaine est subjective. Ainsi, toute méthode alternative de classification avec une grande précision et rapidité est très bienvenue par les analystes de logs.Cet article est basé sur les réseaux neuronaux (NN) appliqués dans les données de puits de la mine de charbon de Leão, au sud du Brésil, afin de classer les roches boueuses organiques, les charbons et les grès siliciclastiques, les principales roches présentes dans les formations de Rio Bonito et de Palerme, en utilisant leurs logs de puits comme base de données.L' ensemble de formation et de validation du NN contient des données de huit forages carottés et diagraphiés. L'entrée comprenait 409 valeurs de profondeur et de logarithmes de rayons gamma, de potentiel spontané, de résistance et de résistivité pour chaque électrofacie. Le modèle de réseau neuronal était le perceptron multicouche à anticipation (MLP) et les réseaux neuronaux ont été entraînés avec des variations de l'algorithme de rétropropagation : Levenberg-Marquardt et rétropropagation résiliente. Bien qu'une précision d'environ 80% ait été atteinte dans la classification générale, des précisions discordantes dans la classification des différentes électrofacies sont discutées afin de mieux comprendre les raisons qui ont affecté négativement la performance NN.Translated Description (Spanish)
La identificación de las litofacias del pozo suele ser un proceso interpretativo basado en registros geofísicos, ya que las muestras de núcleos y paredes laterales no suelen estar disponibles. A pesar de ser siempre muestreadas y descritas, los recortes son útiles solo como referencia para determinar las rocas porque ocurren una serie de problemas durante las actividades de perforación y muestreo. Los registros del pozo son registros continuos in situ de diferentes propiedades físicas de las rocas perforadas, que pueden asociarse con diferentes litofacias por parte de analistas de registros experimentados. Esta tarea necesita una cantidad de tiempo relativamente grande y es probable que sea imperfecta porque el análisis humano es subjetivo. Por lo tanto, cualquier método alternativo de clasificación con alta precisión y rapidez es muy bienvenido por los analistas de registros. Este documento se basa en redes neuronales (NN) aplicadas en datos de pozos de la mina de carbón de Leão, en el sur de Brasil, para clasificar lodos orgánicos, carbones y areniscas siliciclásticas, las principales rocas presentes en las formaciones de Río Bonito y Palermo, utilizando sus registros de pozos como base de datos. El conjunto de capacitación y validación del NN contiene datos de ocho pozos perforados y registrados. La entrada incluyó 409 valores de profundidad y registros de rayos gamma, potencial espontáneo, resistencia y resistividad para cada electrofasia. El modelo de red neuronal fue el perceptrón multicapa (MLP) feedforward y las redes neuronales se entrenaron con variaciones del algoritmo de retropropagación: Levenberg-Marquardt y retropropagación resiliente. Aunque se había logrado una precisión de aproximadamente el 80% en la clasificación general, se discuten precisiones discrepantes en la clasificación de las diferentes electrofacias para comprender mejor las razones que afectaron negativamente el rendimiento de la NN.Files
14910.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7fc1c61750909a1000a34dedad4e0d7e
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نمذجة الأوجه الكهربائية والتصنيف الحجري للفحم وصخور السيليسيكلاستيك الدقيقة الحاملة للطين بناءً على الشبكات العصبية
- Translated title (French)
- Modélisation des électrofacies et classification lithologique des charbons et des roches siliciclastiques à grains fins contenant de la boue sur la base des réseaux neuronaux
- Translated title (Spanish)
- Modelado de electrofacies y clasificación litológica de carbones y rocas siliciclásticas de grano fino portadoras de lodo basadas en redes neuronales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2163858240
- DOI
- 10.5539/esr.v2n1p193
References
- https://openalex.org/W1976193075
- https://openalex.org/W2016451901
- https://openalex.org/W2017356536
- https://openalex.org/W2029401923
- https://openalex.org/W2036319892
- https://openalex.org/W2048243493
- https://openalex.org/W2114327617
- https://openalex.org/W2129353860
- https://openalex.org/W2152234071
- https://openalex.org/W2162769324
- https://openalex.org/W2166258588
- https://openalex.org/W2171078237