当前与深度学习相关的主要研究内容:
基于深度学习的PDE求解:通过构造合理的物理数、数据约束,深度学习可求解偏微分方程,有望成为替代传统的解析解、数值解的颠覆性技术。
基于深度学习的参数反演:基于深度学习强大的逼近能力,可实现油藏参数反演,实现解释工作的自动化。例如基于CNN可实现井筒与油藏参数的自动解释;基于多级残差网络,可实现数值参数反演。相关研究已是热点。
油气大数据技术:分析油气数据特征、物理规律(数学模型),构建合适网络结构,智能、自动解决多因素强耦合的油气开发技术难题,涵盖常规与非常规油气、勘探与开发阶段的各种数据分析。
研究经历与成果:
从事流动机理与数值模拟、人工神经网络等交叉研究,先后研发出PEBI网格下的油气藏数值试井软件,涵盖水驱、聚驱、三元驱、致密油气、页岩气,并在多个油田使用,是《SPEJournal》《Fuel》、《J. Petroleum Science and Engineering》、《Int. J. Heat Mass Transfer》、《J. Natural Gas Science and Engineering》、《Energy & Fuels》《J. Petroleum Exploration and Production Technology》、《Fractals》、《Petroleum Science》、《Physics of Fluids》、《J. Geophysics and Engineering》、《Advances in Geo-Energy Research》、《石油勘探与开发》、《力学学报》等数十种期刊的审稿人。
科研项目涵盖油气流动机理研究-石油工业软件研发-油田动态监测行业应用,属数学-力学-油田开发-计算机多学科交叉,论文100多篇,其中SCI与EI收录50多篇;授权发明专利14项,出版专著《数值试井理论与方法》《非常规油气流动机理与应用》,还是新版《试井手册》的编委与编者;先后5次荣获省部级奖。
2016年-至今,主要从事智能计算研究,包括基于人工智能的油藏参数反演、PDE求解、数字岩心等研究工作。
2005年-至今,主要从事流动机理、流动模型建立、多相多组分PDE数值模拟研究工作,在国家项目与油田项目的支持下,2009年研发出基于PEBI网格的数值试井软件,2014年研发出聚驱、三元驱数值试井软件,2017年研发出致密油气(页岩气)数值试井软件,软件已在大庆油田全面应用,同时通过项目合作方式,软件在胜利油田、浙江油田、中石油勘探开发研究院、长庆油田等单位使用。
在流动机理与流动数学模型方面:进行页岩气流动机理研究,提出了考虑滑移、吸附、表面扩散等对流动影响的视渗透率公式。
(1)建立了考虑吸附、滑移等机理的页岩气流动模型。
(2)发现了直井的瞬态压力曲线存在吸附诱导的径向流与线性流。这意味着只需直井很短华体会(中国)官方的关井测压就可以解释出页岩地下吸附量。
(3)建立了页岩气流动组分模型,系列成果在SPE Journal、JPSE、JNGSE等期刊上发表。发现了井口产出气组分比例的变化规律与常规油气藏的压力特征相似。这发现意味着找到了一种全新的页岩气藏参数评价方法。
(4)揭示了拟启动压力梯度才是低渗透油气藏压力导数上翘的真正原因。
压裂效果评价方面
除传统的试井、生产数据分析方法外,建立了新的流动数学模拟、反演方法,研发了停泵压力效果反演软件,压驱效果反演软件,在海油、长庆、大庆等油田成功应用,受到了油田赞誉。
数值模拟软件研发方面
在十一五、十二五、十三期间,为国家重大科技专项课题专题的副组长,为中国石油、大庆油田等项目的负责人,先后完成了黑油模型、组分模型、化学驱模型、致密油等流动模型的全隐式求解的程序编制与软件研发。
基于PEBI网格,完成了多相多组分流动模型的有限体积离散、全隐式线性化等数值计算格式的推导,编写了所有的核心计算代码。其中对的PEBI网格划分软件由查文舒老师研发完成。
由于黑油模型,即水驱模型的数值试井软件研发及应用,于2011年获中国科学院院地合作奖先进个人二等奖。
软件具有相控建模功能,从而可将地质精细描述成果充分利用起来,使建模结果更为准确。以下是某油田的沉积相分布平面图及网格。
软件具有灵活油藏建模功能,可通过井点的实测数据,进行渗透率、孔隙等建模。软件具有多层、层间窜流、层间非均匀性的描述能力,支持位图定位,可进行层间非均质性、多层非均质性、层间窜流等复杂情形的描述。
软件具有可视化功能。
2017年,重写了软件代码,把水驱、聚驱、化学驱、致密油气、页岩气等软件集成到一个软件中,并改写了软件界面,增添了自动反演等功能。
2002-2009年间,主要从事人工神经网络与图形的交叉研究,提出了基于神经网络的隐式曲线、曲面构造新方法,提出了基于隐式曲线思想的华体会(中国)官方序列处理新方法,并成功地应用于石油数据处理。
主要科研项目
1.基于深度学习的渗流方程求解方法研究,2022年01月01日-2025年12月31日,国家自然科学基金面上项目,主持
2.水驱常规试井模型智能解释算法开发,大庆油田,2021-08-09至2023-06-30
3.大规模压裂的压裂效果评价方法及其动态变化规律研究,中石油勘探开发研究院廊坊分院, 2018-2019、主持
4.致密油气藏多段压裂水平井试井解释方法及软件研究,中国石油股份有限公司,2018-2019、主持
5.页岩大尺度数字岩心实验及流动分析,中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院项目,2018.9-2019.6、主持
6.页岩气钻完井井壁稳定与开发工程技术研究,中国石油,2015/01-2017/12,子项目负责人
7.页岩气多尺度渗流与产能预测模拟方法与分析软件,2014.01-2018.12、中国科学院战略性先导科技专项、任务负责人;
8.基于三维重建技术的非中性流体渗流机理研究、2008.01-2010.12、基金委、主持;
9.高效地下油水分布探测方法研究、2011.07-2013.06、教育部青年创新基金、主持;
10.复杂边界自动网格划分与非线性方程求解方法研究、2011.01-2015.12、科技部重家科技重大专项、副组长
11.网格智能划分方法及线性方程求解方法研究、2009.01-2010.12、科技部国家科技重大专项、副组长;
12.数值分析模拟软件及测试技术研究、2010.01-2012.12、科学院知识创新重大项目、排名第二、CX2090050011;
13.CO2渗流物理实验中的数值模拟研究、2011.01-2015.12、科技部973项目、排名第二;
14.CO2驱替过程中多相多组分非线性渗流机理和规律、2007.01-2010.12、科技部、973项目、排名第二;
15.多孔介质复杂流动细观机理与方法研究、2010.01-2013.12、基金委重点基金、排名第四;
16.基于同步辐射细观渗流研究、2006.01-2009.12、国家基金、排名第三;
17.三元复合驱(聚合物驱)数值试井方法研究、2011.04-2015.9、大庆油田、主持;
18.数值试井分析方法研究及软件编制、2007.01-2009.12、大庆油田、主持;
专著
1.数值试井理论与方法.李道伦,查文舒等编著,石油工业出版社,2013.8;
2.非常规油气流动机理研究与应用.李道伦,查文舒,王磊著,石油工业出版社,2018
专利
已授权发明专利12项,申请专利20项
标准
化学驱数值试井资料解释规程,Q/SY DQ2017-057,起草人:董晓芳、张晓辉、 闫术、李道伦、查文舒
主要论文
1.Li Daolun, Shen Luhang, Zha Wenshu, Liu Xuliang, Tan Jieqing, Physics-constrained deep learning for solving seepage equation, Journal of Petroleum Science and Engineering,Volume 2021,206, 109046, ISSN 0920-4105,https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109046.
2.Xuliang Liu, Wenshu Zha, Zhankui Qi, Daolun Li, Yan Xing, Lei He. Automatic Reservoir Model Identification Method Based on Convolutional Neural Network. Journal of Resources Technology, 2021,144(4):1-11. .
3.Debin Xia *,Zhengming Yang,Daolun Li,Yapu Zhang,Xinli Zhao,Lanlan Yao. Research on numerical method for evaluation of vertical well volume fracturing effect based on production data and well test data. J Petrol Explor Prod Technol (2021). https://doi.org/10.1007/s13202-021-01091-8
4.Xuliang Liu, Daolun Li*, Jinghai Yang, Wenshu Zha, Ziqi Zhou, Liping Gao, Jiahang Han,Automatic well test interpretation based on convolutional neural network for infinite reservoir,J. Petrol.Science and Engineering, ISSN 0920-4105,SCI 2020年7月,195,107618,https://doi.org/10.1016/j.petrol.2020.107618
5.李道伦;齐银;达引朋;夏德斌;查文舒;檀结庆;卢德唐,低速非线性是低渗油藏的流动机制,非常规油气, 2020, 7(04): 1-8.
6.Wenshu Zha, Xingbao Li, Daolun Li, Yan Xing, Lei He, Jieqing Tan. Shale digital core image generation based on generative adversarial networks. J. Energy Resour. Technol. Published Online: August 13, 2020,MARCH 2021, Vol. 143 / 033003-1,SCI https://doi.org/10.1115/1.4048052
7.李道伦,刘旭亮,查文舒,杨景海,卢德唐.基于卷积神经网络的径向复合油藏自动试井解释方法.石油勘探与开发, ISSN 1876-3804, 2020, 47 (3): 583-591. DOI: 10.11698/PED.2020.03.14,SCI
8.Zha, W., Li, X., Xing, Y., He, L., Li, D. Reconstruction of shale image based on Wasserstein Generative Adversarial Networks with gradient penalty. Advances in Geo-Energy Research, 2020, 4(1): 107-114, doi: 10.26804/ager.2020.01.10
9.Yan Xing, Jian Xu, Jieqing Tan, Daolun Li, Wen-shu Zha,Deep CNN for removal of salt and pepper noise,IET Image Processing,13(9): 1550-1560 (2019)SCI, EI
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11.Daolun Li, John YilinWang, Wenshu Zha, DetangLu. Pressure transient behaviors of hydraulically fractured horizontal shale-gas wells by using dual-porosity and dual-permeability model. Journal of Petroleum Science and Engineering,Volume 164, May 2018, Pages 531-545,SCI,JCR 1区
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62.杜奕,卢德唐,李道伦,查文舒.基于层次聚类的华体会(中国)官方序列在线划分算法.模式识别与人工智能,2007,20(3):415-420,EI:073210754889
奖励
1.2011年科学院院地合作奖先进个人(科技类)二等奖
2.化学驱和低渗油气藏诊断理论与软件及其工业化应用,2020年获安徽省科技进步二等奖
3.榆树林特低渗-致密油田有效开发关键技术理论与规模应用,中国石油和化工自动化应用协会,二等奖。
4.复杂油气藏数值模拟理论及算法研究与应用,2020年北京市科学技术进步奖,二等奖
5.油气数据现场采集传输解释一体化软件平台,2007年获安徽省科技进步一等奖