基于改进集成学习的测井岩性识别方法研究

测井数据中存在大量与岩性无关的冗余信息，且各类岩性标签数据分布不均匀，严重影响岩性识别准确率，现有测井岩性识别算法无法有效解决岩性类间不平衡问题。为此提出了一种针对不平衡样本集的集成学习岩性预测方法KSMOSEL:首先以录井岩性数据为岩性样本标签，将测井曲线作为模型输入；然后将K-means算法与合成少数类过采样技术(SMOTE)相结合形成K-means-合成过采样算法，即KS采样算法，对岩性样本集进行平衡化处理；最后将采样后的数据集用于构建集成学习模型并训练，采用多个分类器模型融合构成强学习器，通过“软投票”方式预测岩性类型。以Hugoton油气田测井岩性数据为基础，采用改进不平衡样本集的集成学习岩性预测方法对岩性进行分类，并将识别效果与传统的分类模型：支持向量机、K最近邻分类、决策树、XGBoost和随机森林等模型进行对比。试验结果表明：KSMOSEL方法具有更高的精度，岩性识别准确率达到94.28%;KS采样之后，支持向量机、K最近邻分类、决策树、XGBoost、随机森林、GBDT和集成学习等模型岩性识别准确率分别提高了18.68%,12.03%,3.77%,10.23%,24....     

基于CatBoost的供水量组合预测模型探讨

如何合理安排水资源并减少水资源浪费是亟需解决的问题，精确预测供水量并为供水系统调度方案的制定提供必要的数据支持是目前重要研究方向之一。建立了一种基于CatBoost的城市供水量组合预测模型，该模型基于KNN算法对异常数据进行识别和校正，从而减少异常数据对模型精度的影响；随后采用SVR,XGBoost, LightGBM和CatBoost模型预测供水量数据；为了融合各模型的优点并提高模型的预测精度，将各单一模型的预测结果作为输入特征，采用CatBoost模型进一步预测供水量数据并得到最终的供水量预测结果。仿真实验结果表明：所提出的基于CatBoost的组合预测模型具有更好的预测精度，验证了该模型在城市供水量预测问题中的有效性。     

基于物理约束数据挖掘算法的海上油井初期产能预测方法

为建立一套海上砂岩油藏定向井初期产能的预测方法,综合考虑地质、工程与开发3个方面17项初期产能的影响因素,基于45口海上砂岩油藏定向井的2700组数据,组合使用Spearman相关系数、随机森林与递归特征消除算法对影响因素进行重要性排序;并结合油藏工程逻辑判别,筛选初期产能的主控因素。选用极端梯度提升(XG?Boost)算法构建初期产能预测模型,并基于产能公式改进其损失函数,增强数据挖掘算法的物理约束。结果表明:地层流动系数、孔隙度、层间地层流动系数变异系数、电潜泵下入垂深、储层射开厚度、井眼尺寸、生产压差、电潜泵频率以及油嘴尺寸是海上砂岩油藏定向井初期产能的主控因素。采用物理约束的XGBoost算法对5口井初期产能预测的平均相对误差为9.68%,而无物理约束的XGBoost算法预测初期产能的平均相对误差为11.68%。因此,物理约束可有效提升XGBoost算法对初期产能的预测精度,同时可实现海上砂岩油藏定向井初期产能的准确预测。     

基于XGBoost算法的复杂碳酸盐岩岩性测井识别

碳酸盐岩储层在形成过程中受到多种因素的影响，储层岩性复杂多样，基于测井资料对碳酸盐岩岩性识别具有重要意义。为了解决传统的测井岩性识别方法和机器学习方法对于复杂碳酸盐岩岩性识别准确率不高的问题，以廊固凹陷北部奥陶系碳酸盐岩为例，将XGBoost算法应用于复杂碳酸盐岩岩性识别，并将模型的性能与决策树C4.5算法和支持向量机算法进行对比。结果表明，采用的XGBoost算法的岩性识别模型对研究区碳酸盐岩岩性识别的准确率达到了88.18%，相较于决策树C4.5算法和支持向量机算法准确率均提高了10%左右，且由于XGBoost算法采用多线程和分布式计算的方法，使得训练时间大大缩短。基于XGBoost算法建立的岩性识别模型能够有效地识别复杂碳酸盐岩岩性，为复杂碳酸盐岩岩性的测井识别提供了新的思路。     

稠油油藏组合蒸汽吞吐的分区方法

针对组合蒸汽吞吐技术缺少简单明确、科学可靠分区方法的问题,依托数值模拟方法,建立稠油油藏蒸汽吞吐井间汽窜的数值模拟模型,研究渗透率突进系数、原油黏度、油层厚度、井间压力梯度等因素与蒸汽吞吐井间汽窜发生所在周期的定量关系。利用多元非线性回归方法建立多因素影响下蒸汽吞吐井间汽窜发生所在周期的预测模型,利用蒸汽吞吐井间汽窜发生所在周期的不同,实现组合蒸汽吞吐区的定量划分。以王庄油田坨82块为例,采用所建立的模型对相邻蒸汽吞吐井间汽窜发生所在周期进行了计算,实践证明,该模型应用简单方便,结果可靠,实现了不同注汽能力下的组合蒸汽吞吐区的定量划分,满足矿场应用的需要。     

蒸汽吞吐汽窜调剖参数优化设计研究

对稠油油藏蒸汽吞吐的汽窜动态和汽窜方式进行了分析,根据汽窜通道内的蒸汽凝析特征,建立了窜流通道内的蒸汽驱非活塞驱替模型。并根据窜通井对应射孔段的油层物性差异,建立了井间平均连通程度和窜通角计算方法。利用该方法计算出井间窜汽量,然后由非活塞式驱替模型、注汽动态资料和窜通时间确定了井间窜通孔隙体积。注蒸汽油藏数值模拟研究表明,调剖段塞处于井间中部时,调剖效果较好;初次调剖段塞比率为10%-15%时,蒸汽波及系数达到最大。对L1833井进行了调剖参数设计,按照深部调剖原则选取堵剂颗粒粒径,调剖剂用量为32m³。实施调剖后注汽,邻井的汽窜通道得到了封堵,堵调效果较好。     

基于近钻头测量数据的异常振动预警方法研究

钻井过程中，时常由于钻井参数、钻具组合与地层之间不匹配等因素，导致底部钻具异常振动，进而导致钻具损坏、钻井效率降低、井眼质量不合格等。为此，建立基于Informer时间序列的井下异常振动预警模型；基于近钻头振动数据时频域特征，标注正常振动和异常振动数据集，将井下振动经过小波变换后的均值和均方根值作为输入量进行预警模型训练；利用测试集数据测试预警模型的有效性。研究结果表明：在长序列预测结果上，该模型的建立相较于LSTM模型，E_MS降低了70%,预测精度提高。同时针对井下振动均值的长序列预测，可提前90 s判断黏滑振动的发生。该预警模型的建立可以有效识别和预警井下异常振动，降低钻井风险，为进一步建立先进的智能钻井系统提供一定的技术基础。     

基于小波降噪与人工智能的岩性识别研究

岩性识别是深度学习在油气田开发的主要应用方向之一,人工智能模型可有效提升油气田开发、现场施工的效率。通过小波降噪技术,对某区块15 764条测井数据,及其7种特征进行降噪处理,提升测井曲线信噪比,进而构建随机森林、XGBoost、支持向量机模型,并采用精准度、召回率、F1评分对模型预测效果进行对比评估。研究结果表明,小波降噪技术可有效提升测井曲线信噪比,突出岩性特征。降噪处理后,XGBoost模型表现最优,测试集精准度、召回率、F1评分均可达0.998。支持向量机模型采用降噪后数据训练,预测效果提升最为明显,总评分提升9.2%。     

蒸汽吞吐后剩余油分布预测的一种方法

薄互层稠油油藏蒸汽吞吐后剩余油预测是稠油油藏挖潜的基础，采用单井采出程度、波及体积系数和驱油效率三者的关系，计算井间汽窜和未汽窜单井的泄油半径，据二者泄油半径内面积之差确定汽窜带的宽度，从而达到预测吞吐后剩余油分布的目的。     

稠油油藏注蒸汽开发汽窜特征研究

随着稠油油藏开发过程的进一步深入,存在汽窜的区块越来越多,危害也越来越大。在定性认识热采汽窜通道形成机理的基础上,引入了汽窜时间与热侵体积的概念,通过单因素分析的方法,较准确地描述了稠油油藏汽窜的敏感因素,研究了储层渗透率、原油黏度、油层埋深、注汽强度和胶结程度等因素对汽窜时间和热侵体积的影响,结果发现储层渗透率越高、原油黏度越大、埋藏越浅、注汽强度越大、油藏越疏松,发生汽窜的可能性越大,汽窜时间越短。之后运用正交实验设计方法,通过级差分析与方差分析得到了各因素对汽窜指标的影响排序与显著性参数,结果表明渗透率对汽窜时间和热侵体积的影响最为显著。     

多元热流体吞吐窜流影响灰色关联定量分析

稠油油藏进行多轮次吞吐热采时,由于地质和工艺条件差异易造成井间窜流现象,为分析各因素对多元热流体吞吐窜流的影响程度,运用灰色关联方法,通过计算各因素关联度以量化确定它们的影响大小及主次关系。研究结果表明,影响多元热流体吞吐井间窜流因素的敏感性大小排序为:渗透率、油层厚度、注采压差、注入强度、原油黏度,并据此提出有针对性的治理措施。该研究成果可为多轮次吞吐热采方案设计及后期窜流治理提供参考依据。     

双水平井SAGD间歇式吞吐强化扩腔技术

强非均质储层条件下,超稠油双水平井SAGD开发中普遍存在注采井间窜扰、水平段动用不均匀、蒸汽腔规模小且扩展缓慢等问题,导致SAGD井组长期处于低产、低效状态。为了改善开发效果,提出双水平井SAGD间歇式吞吐强化扩腔技术策略。以新疆风城油田M区实际井组为例,采用数值模拟对吞吐操作方式、注采参数、转轮时机等关键参数开展了系统研究。研究结果表明,采用注汽井注汽(生产井关井),焖井后生产井采油(注汽井关井)的方式,在合理注采参数条件下,间歇式吞吐能有效改善开发效果,采收率达53.8%。SAGD间歇式吞吐强化扩腔技术主要作用机理为:(1)吞吐期间注汽井高速注入,蒸汽热损失减少;(2)注汽时消除了汽窜和压差影响,有助于扩大蒸汽波及和动用较差区域;(3)注汽期间重力泄油持续进行,建立的液面在开井生产时能有效防止汽窜,实现高效泄油。采用该技术在风城M区开展了2井组试验,措施后日产油水平提高了1.5 t/d,且生产稳定,研究成果为同类油藏改善开发效果提供技术参考。     

砂砾岩稠油油藏蒸汽驱先导试验效果分析

方法结合矿场实验，应用油藏工程方法及数值模拟技术，研究砂砾岩稠油油藏蒸汽吞吐后转蒸汽驱的开采规律及其效果。目的改善稠油油藏的热采效果，进一步提高采收率。结果砂砾岩稠油油藏按照优选的注采参数实施蒸汽驱，除遵循一般的蒸汽驱开采规律外，还表现为：蒸汽驱受效过程较温和，反映在采油井上，蒸汽驱有效期长，蒸汽突破晚；转驱后，初期对采油井适时吞吐引效，中期开展蒸汽泡沫调剖，后期关汽窜采油井等一系列配套措施，对改善汽驱效果均是有效的。结论适时转蒸汽驱预计可比一直吞吐到底提高采收率１０％左右，经济上可行；选择合理的转驱时机、井网井距和注采参数是提高汽驱效果的关键；采取一系列的调整措施是改善汽驱效果的保证     

泡沫改善间歇蒸汽驱开发效果

间歇蒸汽驱是提高稠油热采区块采收率的有效方式,伴随着汽驱轮次的增加,注汽井同生产井之间出现严重汽窜,导致生产效果急剧变差,为此,进行了高温泡沫封堵蒸汽汽窜提高蒸汽驱采出程度研究。利用蒸汽驱物理模拟装置、高温界面张力仪对适用于不同温度的泡沫剂驱替性能、界面张力进行评价,确定不同泡沫剂最佳作用温度;对现场注入气液比、注入方式进行优化研究,确定现场施工方式。研究表明,FCYL和FCYH组合注入效果优于单注一种泡沫剂,伴蒸汽注入氮气泡沫剂后驱替效率提高30个百分点。2004年在胜利油田单56-10-X8间歇蒸汽驱井组实施高温泡沫改善开发效果现场试验,现场应用表明,高温复合泡沫体系可大幅度改善间歇蒸汽驱热采稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。     

蒸汽驱改变井参数的重力驱油技术研究与应用——以辽河油田齐40区块高倾角区为例

蒸汽驱汽窜现象是导致产量急剧下降的主要原因。以辽河油田齐40块65井组高倾角区为例,由于密度差的原因,注入油层中的蒸汽具有上浮的趋势,具有高倾角的油层将加剧这种汽窜现象,导致产量下降。17-028井组含油饱和度数值模拟图分析表明,油层的剩余油主要分布在下倾方向底部。从而可得出3种调控方案:新井挖潜、重组井网和重力驱油。通过方案作业指标对比,仅通过调整注汽参数实现的重力驱油方案操作简单,无任何作业工作量。综合评价认为,重力驱油方案为最佳调控方案。该方案可在地层中产生一致的、向下的压力梯度,实现蒸汽向下移动。确定技术后对其进行优化,确定合理的注汽井参数。预测结果表明,当上排井注汽干度为30%时,中排井注气量下降20%;下排井注汽量下降50%时,莲Ⅱ油层高倾角地区采出程度可达7.4%。经现场试验,此项技术可以使汽窜现象减缓,油汽比提高,在油田开发中为可行方案。     

XGBoost算法在致密砂岩气储层测井解释中的应用

传统单一模型的机器学习方法用于致密砂岩气储层测井解释时存在多解性,为此,将XGBoost算法应用于致密砂岩气储层测井解释。基于A工区测井解释资料,以不同种类的测井资料作为输入变量,通过XGBoost算法建立回归预测模型,预测该区孔隙度与渗透率参数,并探讨了XGBoost算法中各类参数的优化。以准确率指标为评价标准,通过XGBoost算法建立的分类预测模型对该区储层类型进行预测,同时与随机森林方法和支持向量机算法进行比较,XGBoost算法的预测效果较好。结果表明XGBoost算法能准确地预测孔隙度、渗透率并对该工区致密砂岩气层进行有效识别。     

孤东油田九区稠油油藏化学蒸汽驱提高采收率技术

稠油油藏在经历了蒸汽吞吐和蒸汽驱开发后,随着注蒸汽井吞吐次数和开采时间的增加,产量递减快、汽窜严重等现象成为开发中后期面临的共性问题,同时也严重制约了该类油藏采收率的大幅提高。化学蒸汽驱在注入蒸汽或热水的同时,加入泡沫体系,利用泡沫体系"堵水不堵油"和"堵低更堵高"的特点,改变注入介质的流动方向,抑制蒸汽超覆和汽窜,补充地层能量,可达到提高稠油油藏采收率和经济效益的目的。根据数值模拟研究和开发实际,设计了孤东油田九区化学蒸汽驱注采参数:泡沫驱后平均注汽速度为3.9 t/h,采注比为1.3,泡沫剂质量分数为0.5%,段塞长度为氮气与泡沫剂段塞注30 d停60 d,在整个过程中蒸汽连续注入。研究结果表明,与未调整的老井相比,调整后泡沫辅助蒸汽驱可生产11 a,新增产能为1.15×10~4t,提高采收率为14.63%。     

井下自生CO2复合泡沫封堵汽窜技术

针对新疆油田稠油注蒸汽开采存在汽窜严重的问题,研制了自生CO2复合泡沫封窜剂,并对封窜剂性能进行了实验评价,形成自生CO2复合泡沫封堵汽窜工艺。即在注蒸汽前将自生CO2复合泡沫封窜剂预先注入地层,引发剂在高温下分解产生CO2、N2等气体,和发泡剂形成的高温泡沫,封堵汽窜通道,提高注汽效果。该工艺现场施工简单,在新疆油田进行10口井的现场试验,都取得了较好的增油效果。     

蒸汽吞吐效果预测及注汽参数优化方法研究

数值模拟是稠油油藏开发的有力工具，但它需要较多的人力和物力。当对新区的多个油藏进行开发效果预测时，仅用数值模拟是困难的。为此，提出了一种简单的预测蒸汽吞吐效果的方法，它以ＭａｒｘＬａｎｇｅｎｈｅｉｍ模型为基础，是在ＢｏｂｅｒｇＬａｎｔｚ模型基础上发展起来的解析解模型。同时提出了一种应用加权方法考虑多个生产指标的优化方法。以此为基础，在ＰＣ机的Ｗｉｎｄｏｗｓ３．ｘ和Ｗｉｎｄｏｗｓ９５环境下开发了相应的软件。应用结果表明：预测模型具有较高的精度；优化方法具有较好的适用性和可操作性。该软件为油藏工程师提供了一个预测蒸汽吞吐效果和优化注汽参数的工具。图２表２参４（郭海莉摘）     

注汽锅炉系统用能分析及改进建议

根据注汽锅炉特点，建立了系统及设备能量平衡分析及Yong分析模型，给出了评价准则及计算公式；根据测试数据对一在用的注汽锅炉系统进行了分析计算，给出了主要计算结果，并根据计算结果提出了一些改进建议。本文完善了注汽锅炉的热力学分析方法，为全面分析注汽锅炉的用能特性提供了依据。