数据挖掘技术在石油勘探与开发中的研究及应用

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1、数据挖掘技术在石油勘探与开发中的研究及应用石油工业计算机应用2007年第15卷第1期17数据(长江大学湖北荆州434023)摘要数据挖掘为未来三到五年内将对工业产生深远影响的五大关键技术之一,本文对石油勘探开发数据挖掘技术的关键技术一可视化聚类挖掘工具进行了论述,阐述了分类算法的常见工具,并且就数据挖掘技术在石油勘探开发管理中的应用作出了初步分析,结合新疆塔里木地区一组测井数据实例说明利用数据挖掘技术进行的建模和地层识别的流程,最后对石油勘探开发数据挖掘技术的特点和急待解决的问题进行了总结.关键词石油勘探开发;数据挖掘;分类聚类;关联规则;决策分析;测井数据0引言石油勘探开发研究的

2、对象是地下的地质构造,岩性,物性,电性,油气的生储盖等实体特征.目前,我国东西部各油田均已进入开发后期阶段,随着石油勘探和开发工作的深入,油田积累的勘探和开发信息El益丰富.众多的勘探井和开发井提供了各种类型的大量数据,这些数据蕴含着丰富的地质信息,是油田今后勘探的主要依据.但是,对大量信息的处理难度增大,怎样从大量数据中发现有利的勘探区成为数据利用的关键.在这种背景下,利用计算机在大量数据中进行知识发现的数据挖掘技术成为油田勘探开发工作的新手段.数据挖掘(DataMining)是从大量的,不完全的,有噪声的,随机的实际应用数据中,提取隐含在其中的,人们事先不知道的,但又是潜在有用

3、的信息和知识的过程.经历二十多年的发展,结合统计学,数据库,机器学习等技术,数据挖掘已经成为一个自成体系的应用学科.GartnerGroup的一次高级技术调查将数据挖掘和人工智能列为未来三到五年内将对工业产生深远影响的五大关键技术之首,并且还将并行处理体系和数据挖掘列为未来五年内投资焦点的十大新兴技术前两位.数据挖掘涉及的学科领域和方法很多,有人工智能,数据统计,可视化,并行计算等.数据挖掘有多种分类法.根据挖掘任务分,可分为分类或预测模型发现,数据总结,聚类,关联规则发现,趋势分析,偏差分析,模式分析等j.本文将介绍可视化聚类挖掘工具,分类算法工具,序列模式挖掘算法工具和文本分类

4、工具,结合新疆塔里木地区一组测井数据实例说明利用数据挖掘技术进行的建模和地层识别的流程,最后对未来的石油勘探开发数据工作进行了展望.1可视化聚类挖掘工具的概述可视化数据挖掘技术是建立在可视化和分析过程的基础上,它以刻画结构和显示数据的功能性,以第一作者简介汪忠德(1980一),硕士研究生,研究方向:地球探测与信息技术和油气田开发地质.18及人类感知模式,例外,倾向和关系的能力为基础,用可视化来加强数据挖掘处理.一些数据挖掘技术和算法让决策者难以理解和使用.可视化可以使数据和挖掘结果更容易理解,允许对结果进行比较和检验.也用于指导数据挖掘算法,使用户参与到决策分析的过程中.在数据挖掘

5、中,多维数据的可视化分析已成为探测数据中隐藏信息的强有力工具.通过人机交互,充分利用人类很强的感知和联想能力,并且可以结合领域知识,将图形所呈现出的数据结构转化为有用的信息.常用的数据可视化的技术有基于几何的技术,面向像素技术,基于图标的技术,基于层次的可视化技术.实现的可视化聚类挖掘工具,使用了平行坐标对数据和聚类结果的可视化,并且实现了BIC算法和MCCV算法作为自动计算K值的方法.通过对聚类结果的可视化的显示可以辅助确定自动化计算聚类个数得到K值.这时可以根据经验选择一个能够带来更大信息量的K作为最终的聚类个数.科学计算可视化显示的对象涉及标量,矢量和张量等不同类别的空间数据

6、,研究的重点放在如何真实,快速地显示三维数据场.信息可视化则侧重于多维的标量数据,研究的重点放在设计和选择合适的显示方式表示庞大的多维数据及其相互之间的关系,以便于用户了解.数据挖掘技术主要定位于信息可视化.数据变换把原始数据映射为数据表(数据的相关性描述);可视化映射把数据表转换为可视化结构(结合了空间基,标记和图形属性的结构);视图变换通过定义位置,图形缩放,剪辑等图形参数创建可视化结构的视图;用户的交互动作则用来控制这些变换的参数,例如把视图约束到特定的范围,改变变换的属性等.可视化及其控制最终服务于任务.痞言墼堡壅图1数据变换把原始数据映射为数据表的结构图2数据挖掘在石油勘

7、探开发管理中的应用初步分析地质勘探数据库系统体系结构包括网络,硬件,软件,数据库等相关内容.其中,硬件主要包括数据库服务器,应用服务器,WEB服务器,图形工作站,高性能微机,输入输出设备等,软件操作系统采用WindowsNT/20OO,UNIX,数据库管理系统采用SQLServer,ORACLE以及Java,Delphi等开发工具,应用软件CorelDRAW,Surfer,Grapn,Carbon,Geomap,Petrel,DiscoveryWork—bench,E