基于相序的多点地质统计学相建模方法及其应用

目前的多点地质统计建模方法均以一定维度的数据模板为载体,将概率或几何距离作为建模工区未知区域模拟取值的判定标准,该判定标准在地质建模时与地质含义的联系较为薄弱。针对上述不足,文章回归地质建模的本质,考虑相建模过程中数据事件与训练图型对比的地质含义,提出基于相序的多点地质统计相建模方法。该方法以具有沉积学意义的相序为基本的相似度对比单元,新建适合于相序相似度对比的动态数据模板,采用句法模式识别技术,通过动态规划方法计算数据事件中已知相序与训练图型中对应相序的相似度,对建模工区未知区域进行相模拟,实现了从沉积学意义出发对强非均质性储层进行多点地质统计学建模。理想模型和塔河X区三角洲前缘储层沉积相模拟表明,本文方法能够有效重现训练图像所显示的各地质体的几何形态,较好地反映储层不同相的沉积展布规律,大幅提高了相建模的精度。该方法将沉积学与多点地质统计学有效结合,提出了一种全新的多点地质统计学相似度对比方法和多点地质统计学建模框架,为复杂储层的相建模提供了一种新的方法。     

基于图型矢量距离的多点地质统计相建模算法

多点地质统计建模算法已由基于概率模拟发展到基于相似度模拟的新阶段,基于相似度模拟的算法的关键是从训练图像中选取与数据事件最为相似的训练图型。以Simpat算法为基础发展起来的最具代表性的Filtersim和DisPat算法,采取先聚类、再匹配的建模策略,在训练图型选取的计算效率上较Simpat算法具有明显改进,但其匹配数据事件与训练图型仍采用标量距离度量二者相似度的方法。标量距离度量相似度的方法虽然具有较好的图形识别功能,但对于具有地质意义的训练图型（而非单纯的几何图形）,该方法的相似度判断往往难以获取在地质含义上与数据事件最佳匹配的训练图型。考虑图型选取过程中的地质含义,兼顾实际储层的非平稳性,提出了基于图型矢量距离的多点地质统计相建模算法。新算法在训练图型和数据事件矢量距离计算的基础上,采用二次匹配方式通过矢量距离对数据事件与训练图型的相似度进行度量,最终确定与数据事件相似度最大的训练图型。以文献算例定性和定量对比了新算法和Snesim、Filtersim、DisPat算法的建模效果,并以实际油藏为例,对比了新算法与传统两点建模方法、Snesim和DisPat算法的建模效果。结果表明,新算法显著降低了训练图型选取的不确定性,所建模型更符合地质认识,从而为复杂油气藏相建模提供了一种新的方法。     

内蒙古河套灌区典型监测区不同时期地下水变化特征

选择内蒙古河套灌区一典型监测区作为研究区,对区内地下水埋深、TDS、主要离子等进行了连续监测(2012年5月-2015年12月),运用统计学方法分析了试验区内地下水埋深、TDS等在全监测期、非冻融期和作物生长期的变化特征,以及各关键环境要素间的相关性。研究结果表明:(1)研究区内约82%地下水属于微咸水,TDS大多介于1～2g/L,地下水化学类型为HCO3-+Cl--Na++Mg2+型;(2)地下水埋深与TDS呈微弱正相关,而TDS与Cl-、SO42-和K++Na+在三个时期的相关系数均比较大,属于高度相关,这些离子的变化对地下水质的影响较大;(3)综合变异分析、相关分析和主成分分析,Cl-和TDS的相关性均为作物生长期非冻融期全监测期,说明蒸发浓缩和溶滤作用对灌区地下水水化学特征的影响占主导地位。     

页岩油微观渗流机理研究进展

页岩油已成为全球非常规油气资源勘探开发的重点,但其开发面临诸多挑战。针对页岩油赋存孔隙空间复杂、渗流机理尚不明确和研究方法亟需探索的关键问题,从孔隙尺度和岩心尺度,系统阐述了页岩油微观渗流机理在实验方法和计算模拟方面的研究现状,探讨了目前存在的问题和未来研究的发展趋势。结果显示,目前多种实验方法结合能较好表征页岩孔隙结构,但对微尺度与岩心尺度流动的表征尚存在不足;孔隙尺度流动机理研究以格子玻尔兹曼方法为代表的直接法和以孔隙网络模拟为代表的间接法为主,但对微尺度效应的考虑有待完善;岩心尺度流动机理研究主要为基于毛管束模型和分形理论,建立考虑边界层效应的渗流模型。指出充分考虑页岩油微纳米孔隙中流动边界吸附/滑移、密度/黏度非均质性、应力敏感、启动压力梯度等因素,耦合不同尺度渗流机理,构建能够准确表征页岩油多相多尺度流动特征的数学模型是未来的主要研究方向。     

高含水油田大孔道参数计算新方法

大孔道的存在导致注入水快速突窜到生产井,使油藏快速水淹,降低了水驱波及效率,从而导致采收率下降.为了加深对大孔道的认识,确定高含水油田大孔道参数,在充分利用油田静态资料和动态资料的基础上,应用渗流理论,推导出产油井中无效水量的数学模型;再根据高速非达西渗流公式和Carman-Kozeny公式,定量描述注采井间大孔道的渗透率和孔喉半径.以油田现场常用的反五点井网为例,根据模糊数学理论对井组间产水量进行劈分,计算得到井组间大孔道的渗透率和孔喉半径等参数.以杏六中油田为例,利用新方法定量描述大孔道参数,并以试验井组间无效水量为依据判断大孔道的存在情况,大孔道参数的计算结果证明该方法准确可靠.     

考虑多重应力敏感效应的页岩气藏压裂水平井试井模型

页岩气藏存在多尺度孔隙结构,流体运移方式多样,包括吸附、扩散和非达西渗流。目前页岩气多重运移流动模型仅考虑天然裂缝的渗透率和孔隙度为应力敏感系数,但实验表明扩散系数也具有应力敏感性。建立考虑多重应力敏感效应的压裂水平井试井分析模型,能准确分析和预测页岩储集层和流体参数,对页岩气藏生产动态分析和开发方案编制十分必要。基于页岩储集层多尺度孔隙结构,假设页岩气藏具有基质和裂缝系统的双重介质,考虑流体多重流动机理,建立以扩散系数、天然裂缝渗透率和孔隙度为应力敏感系数的压裂水平井试井分析模型,分析了压裂规模和页岩储集层特征参数对试井曲线的影响。结果表明,压裂规模参数主要影响气藏开采早期,页岩储集层特征参数主要影响气藏开采晚期。针对中国典型页岩气区进行分析,提出的试井分析方法能较好地拟合生产数据,可为页岩气藏高效开发提供一定借鉴。     

深层稠油油藏天然气气水交替注入参数优化

针对鲁中区M稠油油藏的地质与开发特征,结合相态拟合后的状态方程,建立先导试验区油藏数值模拟模型。利用历史拟合调整后的油藏数值模拟模型,采用正交试验设计方法,考虑天然气气水交替的注气量、首段塞尺寸、后续段塞尺寸、气水段塞比、注气时机和注气速度6个参数,以采收率为评价指标,对各注入参数进行正交试验研究。通过对试验结果的直观分析和方差分析,定量评价各注入参数对稠油油藏采收率的影响程度,得到各注入参数优先次序,并获得天然气气水交替各注入参数的最优组合,为现场天然气气水交替注入参数的确定提供指导和依据。     

基于“二次震控”的三维油藏建模新方法

为提高孔隙度—渗透率建模的精度,常规方法通常采用地震约束或沉积相约束,即"震控"或"相控"。但无论"震控"还是"相控",约束的都是孔隙度模型,因此无法从根本上提高渗透率模型的精度。为解决碳酸盐岩油藏渗透率预测难的问题,首先划分了岩石类型,并在此基础上提出了基于"二次震控"的建模新方法:即通过地震反演波阻抗数据体约束,分别建立岩石类型模型和孔隙度模型,再根据每种岩石类型下的孔隙度—渗透率关系最终建立渗透率模型。"二次震控"的核心是建立波阻抗数据和岩样孔喉半径的关系,进而准确建立岩石类型模型。其突破了地震波阻抗这一连续型变量难以约束岩石类型这一离散型变量的瓶颈,转而约束与岩石类型有关的孔喉半径这一连续型变量,再用截断高斯转换成岩石类型。不仅提高了空间上任意一点岩石类型的预测精度,继而提高了渗透率的预测精度,也省略了通过测井曲线预测井点处岩石类型的复杂环节。应用两口新井进行验证,其精度较高。     

优势渗流通道识别与精确描述

优势渗流通道导致注入水在注采井间低效甚至无效循环,严重影响水驱开发效果,是中高渗透砂岩油藏提高水驱采收率必须解决的关键问题。针对油田生产实际,最大限度挖掘油田生产动态资料,利用渗流理论和数学手段,对优势渗流通道进行识别和描述。根据取心井资料,确定渗流场分区,结合数值模拟技术,识别出注采井间的优势渗流通道;依据无效循环量模型、高速非达西渗流公式和Carman-Kozeny公式,定量描述注采井间优势渗流通道的参数;采用模糊数学理论计算井组内注采井间优势渗流通道参数。以杏六中区P23三角洲前缘厚油层典型井组为例,识别出X21井与X11井、X24井与X13井、X26井与X14井之间存在优势渗流通道,并计算出优势渗流通道的无效循环量、平均孔隙半径和渗透率,与实际情况吻合较好,验证了该方法的准确性。     

沉积相耦合岩石物理类型的孔隙型碳酸盐岩油藏建模方法

定量表征孔渗和饱和度的三维空间分布是孔隙型碳酸盐岩油藏开发的技术难题。为建立可靠的孔隙型碳酸盐岩油藏地质模型,以扎格罗斯盆地F油藏为原型,研究并提出了沉积相耦合岩石物理类型的建模方法。该方法在地质研究的基础上,通过井-震联合建立沉积相模型;再以沉积相控制建立孔隙度和岩石物理类型三维分布模型;然后基于岩石物理类型控制下的孔渗关系数学模型和饱和度数学模型,采用确定性建模方法,建立渗透率和饱和度三维分布模型。模型检验表明,该方法建立的地质模型可靠,为F油藏的有效开发奠定了坚实的地质基础,可为该类油藏的地质建模提供指导。