Joint inversion of petrophysical parameters based on Bayesian classification

应用地球物理资料进行储层物性参数反演是储层预测及综合评价的重要步骤。基于贝叶斯分类的储层物性参数联合反演方法综合应用统计岩石物理模型和蒙特卡罗仿真模拟技术,在贝叶斯反演框架下,基于贝叶斯分类算法计算储层物性参数后验概率分布,实现多种储层物性参数的联合反演。该方法不需要进行复杂的模型初始化,而是通过统计岩石物理模型建立储层物性参数与岩石弹性参数之间的关系,进而与叠前地震反演相结合,不仅能模拟地球物理随机特性,还能解决常规物性参数反演方法对测井资料过度依赖的问题。海上某区块实际资料应用结果表明,该方法能为储层精细描述提供多种物性参数,并可对反演结果的误差进行定量评价。     

基于贝叶斯分类的储层物性参数联合反演方法

应用地球物理资料进行储层物性参数反演是储层预测及综合评价的重要步骤。基于贝叶斯分类的储层物性参数联合反演方法综合应用统计岩石物理模型和蒙特卡罗仿真模拟技术,在贝叶斯反演框架下,基于贝叶斯分类算法计算储层物性参数后验概率分布,实现多种储层物性参数的联合反演。该方法不需要进行复杂的模型初始化,而是通过统计岩石物理模型建立储层物性参数与岩石弹性参数之间的关系,进而与叠前地震反演相结合,不仅能模拟地球物理随机特性,还能解决常规物性参数反演方法对测井资料过度依赖的问题。海上某区块实际资料应用结果表明,该方法能为储层精细描述提供多种物性参数,并可对反演结果的误差进行定量评价。     

基于Hampel三截尾函数的储层弹性和物性参数同步反演

常规的地震反演方法通常假设噪声信号服从高斯分布,以此构建出的目标函数在特定地区反演效果好,但其普适性较小。假设地震噪声信号和岩石物理模型误差服从高斯分布且带有加性脉冲噪声,引入Hampel三截尾函数构造能够同时压制高斯噪声和脉冲噪声的反演目标函数,利用牛顿法求解目标函数得到储层弹性和物性参数反演的迭代公式,并通过阈值的选择适应噪声分布不同的地区。该算法利用Hampel三截尾函数构建加权矩阵,能在一定程度上自适应调节地震数据、岩石物理约束和先验信息之间的权重,消除地震和岩石物理噪声的统计性误差造成的反演不稳定性,最终得到稳定的储层弹性和物性参数反演结果。通过理论模型测试和实际资料应用显示了算法的稳定性和可靠性。     

基于构造约束联合概率反演的油藏参数表征方法

对于油藏参数预测及其不确定性评价,前人的方法均为多步骤反演,很难考虑各个环节的不确定性。为此,提出基于构造约束联合概率反演的油藏参数表征方法。首先通过统计井资料得到岩相依赖储层弹性参数和物性参数混合高斯联合先验分布,在岩石物理参数敏感性分析基础上建立储层弹性参数和物性参数高斯联合先验分布;利用地质构造约束最小二乘井插值将构造信息和井信息整合到反演框架,基于贝叶斯理论推导得到同时表征储层弹性参数、物性参数、岩相后验概率分布的解析表达式。与传统方法相比,新方法通过同时反演策略降低误差累积,提高了储层参数及其不确定性信息预测的准确性;另外,新方法引入构造信息和井信息提高了反演结果的横向连续性及分辨率。为验证新方法的有效性,对M区实际数据集通过条件井和盲井测试,对比、分析了无构造约束多步方法与新方法的反演结果。结果表明：基于线性化模型且服从高斯分布假设,新方法获得了较好的反演效果,得到的岩相后验概率较无构造约束多步方法更准确,客观表征了不确定性,为油藏表征、评价提供了有利依据。     

基于Metropolis抽样的非线性反演方法

基于Metropolis抽样的非线性反演应用贝叶斯理论框架,是一种基于蒙特卡洛的非线性反演方法,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率。首先通过快速傅里叶滑动平均模拟算法(FFTMA)和逐渐变形算法(GDM)得到基于地质统计学的先验信息;进而构建似然函数;最后利用Metropolis算法对后验概率密度进行抽样,得到反演问题的解。其中FFT-MA模拟作为一种高效的频率域模拟方法,融入GDM更新算法之后,可以在保持模拟空间结构不变的前提下,连续修改储层模型,保证反演结果有效地收敛,直至满足实际观测地震记录。模型试算和实际数据处理结果表明:基于Metropolis抽样的非线性反演可以提供合理的弹性参数信息,尤其是提高纵波速度的分辨率,即使信噪比较小时,仍然可以反演出合理的弹性参数信息,从而证明了该方法的有效性;当不考虑噪声时,纵、横波阻抗的反演分辨率较弹性参数本身的反演分辨率更高。     

基于岩石物理模型的纵、横波速度反演方法

纵、横波速度是储层特征评价、流体识别的重要参数。针对勘探生产中缺乏速度测井资料的情况,研究并提出了基于岩石物理模型的速度反演预测方法。首先介绍了前人给出的速度-孔隙度关系式和基于岩石物理模型的速度估算过程;然后以岩石孔隙参数为基础,建立测井数据与岩石弹性参数之间的岩石物理关系;最后重构反演目标函数,通过模拟退火反演获得可靠的纵、横波速度。实验室数据和实际测井资料的计算结果表明,该方法能够在不使用速度测井信息作为先验约束的情况下得到可信度较高的速度预测结果。     

基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演

物性反演是储层预测与评价的重要手段,可直观描述储集层所蕴含的信息。由于地球物理反演的非线性特征,以局部寻优方法开展的储层物性参数反演方法难以降低不适定性,结果存在多解性。为此,提出一种基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演方法。以弹性阻抗与储层物性参数关系为基础,构建储层物性反演目标函数,引入布谷鸟算法寻找目标函数最优解。布谷鸟算法作为一种新型元启发式算法,其包含的Levy飞行机制能有效解决常规方法陷入局部极值的问题,可实现更高精度的储层物性参数预测。理论模型和实际数据测试均表明,该方法能够有效反演物性参数,可为储层描述提供数据支持。     

基于测井曲线分频分析的地震反演

测井曲线是地层中多种信息的综合响应，不同频率尺度测井曲线表现出不同的形态，反映不同的地质与沉积特征。针对陆相沉积的复杂储层结构，本文提出一种分频分析方法：首先根据测井曲线的响应特征，分析不同频率尺度的储层岩石物性参数与地质特性的相关性，为岩石物性分频反演及沉积相横向变化预测提供依据；大尺度（低频）分量反映大套地层特征，中小尺度（中高频）分量反映地层局部细微特征；储层的非均质性和含油气性对小尺度分量反应更敏感。据此进行了岩石物性参数不同频率尺度下的非线性联合反演，得到了高分辨率岩石物性反演结果，表明此法可提高储层横向预测精度，改善储层空间的可描述性。     

分频重构技术在砂泥岩薄互层储层预测中的应用

本文在地质研究的基础上,通过岩心和测井解释,分析不同频率尺度测井曲线反映的储层意义,优选研究区底砂岩段砂泥薄互层储层岩性敏感曲线。在曲线处理基础上,利用曲线分频拟合原理,小波分解提取反映薄互层岩性变化的中频中尺度伽马曲线和反映库姆格列木群层速度的低频大尺度声波曲线,利用统计模型信息融合构建声波量纲的拟声波曲线。在沉积模式的指导下,运用测井约束地震反演思路,采用全局寻优反演算法,恢复地震资料高频和低频信息,提高地震资料分辨率,预测薄互层储层分布。研究表明,曲线分频重构拟声波反演能有效提高地震资料分辨率,刻画复杂沉积背景下薄互层储层分布。     

测井资料在储层反演中的应用

测井资料具有很高的纵向分辨率,但在横向上探测范围却很小;地震资料在横向上可连续追踪地层信息,但其纵向分辨率却受到记录频带的限制而远远低于测井信息.开展井间及油藏的岩性、物性以及含油气等信息综合研究,就必须把测井资料和井间地震信息充分结合起来,通过井约束波阻抗反演技术,开展储层预测研究.概述了储层反演的基本原理,以及将测井资料和地震资料结合实现储层反演的方法、波阻抗与储层参数的关系等.测井资料经预处理后的孔隙度、渗透率、饱和度参数提供了地震反演的前提条件以及初始模型与约束条件;测井资料对地震低频和高频成份的补充提高了储层反演的精度.选择吐哈油田鄯东工区开展了储层反演应用研究,取得了较好的应用效果.该项技术已在吐哈油田岩性油藏评价中发挥着重要作用.     

蒸发塔压力控制的遗传模糊算法

蒸发塔压力控制的对象复杂、影响因素多、干扰大、控制系统的建模较为困难，用常规控制算法以以高质量地完成了控制任务。介绍了针这对种情况所提出的一种遗传模糊算法，对该算法的原理进行了详细讨论。在用模糊逻辑摹仿人的非精确推理的同时，用遗传算法模拟自然进化，使得该算法总能达到最优点。实验证明，该算法在较大干扰的情况下，也能使实际塔压快速稳定地跟踪其设定值。     

A review of closed-loop reservoir management

The closed-loop reservoir management technique enables a dynamic and real-time optimal production schedule under the existing reservoir conditions to be achieved by adjusting the injection and production strategies. This is one of the most effective ways to exploit limited oil reserves more economically and efficiently. There are two steps in closed-loop reservoir management: automatic history matching and reservoir production optimization. Both of the steps are large-scale complicated optimization problems. This paper gives a general review of the two basic techniques in closed-loop reservoir management; summarizes the applications of gradient-based algorithms, gradient-free algorithms, and artificial intelligence algorithms; analyzes the characteristics and application conditions of these optimization methods; and finally discusses the emphases and directions of future research on both automatic history matching and reservoir production optimization.     

最大熵谱分析中Burg算法和Marple算法比较

最大熵谱分析是一种具有较高分辨率的谱分析方法，本文从三个方面对最大熵谱分析中的Ｂｕｒｇ算法和Ｍａｒｐｌｅ算法进行了比较，首先是对初相位的依赖性，其次是频率分辨，第三是抗干扰能力。通过这三个方面的比较，进一步搞清了这两种算法的优缺点，Ｍａｒｐｌｅ算法在抗干扰方面略逊于Ｂｕｒｇ算法，而在其他两个方面优于Ｂｕｒｇ算法。     

一种精确快速的DMO算法

DMO方法能够使来自不同倾斜界面的反射波同时得到有效叠加。根据DMO处理后的CMP道集,可以得到准确的叠加速度。本文在分析Dave Hale和Houston大学DMO算法的基础上,采用FFT算法实现了一种精确、快速的DMO算法。理论模型及实际资料的处理结果表明,这是一种实用而准确的DMO算法。     

基于进化算法的常减压装置模拟

提出了基于优选优生进化算法（Select—best and prepotency evolution algorithm，SPEA）的常减压装置模拟方法。以各塔的温度分布为目标，基于生产过程和分析数据，采用SPEA确定各塔板Murphree效率，从而精确描述各塔板平衡偏离程度。在实际应用中，获得具有良好精度的常减压装置模型。系统分析了SPEA算法的关键参数——优选领域大小与计算复杂性及寻优性能之间的关系，结果显示其取值为群体规模的10％最为合适。     

地震属性与储层参数联合优化新算法

详细分析了地震属性组合优化的搜索算法，讨论了地震属性的组合分类特征及地震属性数值大小对分类特征的影响。在此基础上，研究了联合应用搜索算法和进化算法，对地震属性和测井参数进行优化的新方法，并应用于实际资料，取得了较好的效果。     

蚁群算法在 FMI 成像测井图像分割中的应用

简述了最大类间方差法的方法原理,并分别使用迭代阈值分割法、最大类间方差法及模糊 C 均值 聚类算法,对最接近 FMI 图像中溶孔的高斯峰图片进行了分割和分析;介绍了蚁群优化的最大类间方差 法的方法原理,并使用该方法对一段溶蚀孔洞型储层的 FMI 成像测井图像进行了分割。 实践证明,利用 蚁群优化的最大类间方差法能很好地分割出包含裂缝、孔洞的子图像,且分割效率有了一定的提高,为 后续的参数定量计算打下了基础。     

地层参数计算方法对比研究

储层参数准确求取是测井资料解释的中心任务。面对复杂储层,"四性"关系比较复杂,非线性关系明显,用常规公式计算误差较大,如何利用测井资料准确计算储层参数,成为测井资料数字处理中的重点考虑问题。从分析常用数学方法入手,依托Forward测井解释平台软件,引入神经网络算法、最优化算法、遗传算法3种数学方法,编制了相应的处理模块,并对3种方法进行了对比分析。     

基于数值模拟的油藏生产动态优化算法

对于大规模油藏开发优化,常规优化算法存在收敛速度慢、寻优效率低、难以与现场结合等问题。针对这些问题,建立了油水井动态调控优化模型,并结合模拟退火遗传算法和拉丁超立方采样算法寻找模型全局最优解,同时,利用同步扰动随机逼近算法提高了模型局部求解收敛速度,研发编制了油水井动态调控优化软件,并应用于大庆油田H区块。对比油田常规油水井生产制度,油水井动态调控优化模型的最优方案使H区块累计产油量在5年内增加了5.68×10⁴ m³,较好地解决了油水井生产动态控制优化问题,也为大规模油田高效开发提供了一种新的方法。