基于分层模糊系统的石油钻井参数预测模型

确定钻井过程中工程参数的异常变化是石油钻井事故预警系统的重要内容。针对钻井过程高度复杂和输入变量众多的特点,建立了一种基于分层模糊系统的工程参数预测模型,通过参数预测模型输出与其实际值的误差来判断参数是否异常。通过模糊曲线法对预测模型的众多输入变量进行合理筛选,利用ANFIS学习算法对预测模型的结构以及隶属函数、模糊规则等参数进行训练和优化。引入动态论域概念解决模糊化时参数基准缓变产生的问题。实验表明,这种预测模型具有良好的预测稳定性,满足实时性要求,并可充分利用经验知识,准确反映工程参数的变化趋势。用钻具掉落的事故数据进行检验,结果显示该模型能够及时发现参数的异常变化,从而为事故预警奠定基础。     

基于数值模拟的储层岩石力学参数预测模型分析及应用

由于储层钻孔采样所获取的实际岩心数量有限,导致室内物理力学试验结果具有较大离散性,难以准确地标定储层岩石力学参数。为此,应用数值模拟方法,根据某油田取心样品的物理力学试验结果以及测井资料中不同埋深储层岩石的孔隙度,利用有限元分析软件RFPA2D建立相应的数值模拟岩心,进而对不同孔隙度数值模拟岩心的弹性模量、应力峰值强度、残余应力强度及泊松比等岩石力学参数进行数值分析。将物理力学试验结果与数值模拟结果进行整体回归分析,得到以孔隙度为主变量的岩石力学参数预测模型。基于该预测模型,建立某油田储层三维水力压裂模型,探讨三维水力压裂裂缝的扩展形态,并将数值模拟试验与现场施工的压裂曲线进行对比,发现二者的压裂压力在变化趋势上基本一致,且压裂段的起裂压力与延伸压力相差也较小,验证了研究成果及方法的合理性和适用性。     

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。     

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。     

岩石物性参数管理系统开发

岩石物理学的应用建立在岩石物性参数分析及其规律性研究基础之上，因此，需要大量的岩石物性参数支持应用。目前，国内的岩石物性参数处于分散管理状态，没有统一规范的采集、管理体系，造成资源不能共享，数据存储量小等问题。为此，进行了岩石物性参数管理系统的开发研究。从开发目标、框架设计、开发平台等方面概述了系统的设计思想，管理系统由岩石物性参数数据库、数据库前端用户界面和数据应用接口函数库构成，采用C＋＋语言和Qt图形工具为开发平台；介绍了系统的数据管理模型设计、系统软件的实现以及系统的功能。该系统集数据管理、数据查询、数据分析和数据应用接口函数为一体，采用可视化图形界面、人机交互方式实现人机对话，方便、实用、适应性强。     

基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法

岩石物理模型中包含了很多不同的岩石物理参数,一般可以通过测井资料或者实验室资料获得,但是诸如矿物基质弹性模量以及孔隙几何形状这些参数,不能从实测数据中直接获取,必须通过反演得到,因此,研究获取这些岩石物理参数的反演方法十分必要。对于砂岩油气储层,利用3种孔隙纵横比模拟岩石的孔隙结构,引用Biot系数公式确定矿物基质弹性模量的变化范围,并结合模拟退火优化算法提出了一种基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法。该方法的最大优势是能够在只知道常规测井数据的情况下,直接反演出岩石的矿物基质弹性模量和孔隙纵横比谱。针对实验室测试的42块细砂岩样品,利用该方法精确地获取了所有样品的矿物基质体积模量、剪切模量以及孔隙纵横比谱。分析反演获取的多种岩石物理参数表明：孔隙纵横比谱对岩石的弹性性质影响最大;孔隙纵横比谱可用来描述储层岩石的孔隙结构;利用3种孔隙纵横比的KT模型进行流体替换模拟的适用性很好;裂缝孔隙的体积分数对岩石弹性模量的敏感性最高。研究结果可为叠前地震属性反演和叠后储层定量预测提供参考。     

基于优选地震参数的缝洞型油藏单井产能预测模型

缝洞型碳酸盐岩油藏的储层非均质性强、流体分布复杂,产能预测相关参数往往难以获取,为单井产能准确预测带来较大困难。通过对常见的地震参数进行优选,提出了一种单井产能预测新方法。基于建立基质-裂缝-溶洞三重介质模型,利用Spearman和Pearson相关系数法优选出影响单井产能的地震参数,进而建立优选地震参数与窜流系数和弹性储容比的关系式,将其引入三重介质产能方程中,从而对不同地质背景下的缝洞型碳酸盐岩油藏单井产能进行预测。以新疆某缝洞型碳酸盐岩油藏实际生产数据及前期测试资料为基础,利用新方法对断裂区、暗河区、明河区及复合岩溶区4个区域134口油井进行产能预测和误差分析,结果表明：该方法对暗河区油井产能预测精度最高,可达87%;对明河区和复合岩溶区预测精度较低,为80%;同时,该方法的平均预测精度为83%,高于多元线性回归、BP神经网络、支持向量机等方法的预测结果。新方法充分利用已有地震资料,进一步提高了产能预测精度,为复杂缝洞型碳酸盐岩油藏产能预测提供了新思路。     

一种简化的二维规则多边形孔隙岩石物理模型

将岩石中的孔隙等效为二维(2D)椭圆形或三维(3D)椭球体是目前岩石物理建模的主流做法,鲜见其他孔隙类型模型研究.针对Kachanove 2D规则多边形孔隙岩石物理模型存在孔隙形状因子参数多、仅能表征几种孔隙形态,且难以与 自适应等数学算法相结合等问题,引入单一等效孔隙形状因子g替代上述模型中多个形状因子参数,得到一种...     

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。     

岩石物理参数的流体敏感性分析

岩石物理参数分析是储层流体检测和岩性识别的基础,针对不同岩石物理参数对储层流体的敏感性各异,提出了岩石物理流体敏感性参数的构建方法,并对不同的岩石物理参数及组合进行流体敏感性的分析。在岩石物理参数分类基础上,构建由剪性参数和体性参数组成的组合参数,将体性参数入表示为干岩石参量和流体参量两部分的综合贡献,参考实验数据,选择最佳系数c值,使构建的组合参数最大程度地反映流体的贡献。在东营北带,通过实验室中深层岩石样品的测定和计算,得到基本岩石物理参数,按照流体敏感参数的定义对该区的不同岩石物理参数及组合进行流体敏感性分析,结果表明,构建的组合参数对储层流体的敏感程度要高得多,这对寻求敏感性较好的岩石物理参数进行储层流体识别具有指示意义。     

Effects of petrophysical rock properties on tortuosity factor

Tortuosity factor is an important parameter of formation resistivity factor calculations in the Archie formula, which is used to predict water saturation. The objective of this work was to study the effects of petrophysical rock properties, i.e., amount of fine-grains, porosity, cementation factor, formation resistivity factor,electrolyte concentrations and degree of brine saturation, on the tortuosity factor using Berea and synthetic sandstones cores. This study also trying to formulate empirical correlations between tortuosity factor and these studied petrophysical rock properties. The obtained results showed that the tortuosity factor is not a constant value, but it varies largely according to many parameters such as were studied in the present article. It was found that it increases as a result of decreasing the amount of fine grains, increasing formation resistivity factor, and cementation factor, and decreasing both porosity and degree of brine saturation. Tortuosity obtained from electrical resistivity measurements is very close to the tortuosity obtained from capillary pressure data. The analysis demonstrated that the correlations between the tortuosity factor and the petrophysical rock properties would yield a strong relationship with most accurate coefficients.     

岩石物理分析在番禺天然气区含气性研究中的应用

番禺天然气区P目标主要目的层段是一个构造-岩性复合圈闭,使用常规的地震振幅亮点技术以及传统的AVO分析方法在预测储层物性和流体性质时失效。为了准确预测储层物性和流体性质,首先对研究区测井曲线进行初始校正,得到较准确的储层特征参数;然后基于岩石物理模型,根据Gassmann理论和Xu-White模型,通过测井曲线重构得到地下岩石在原始条件下的v_P,v_S和ρ。实际交会分析结果表明,经测井曲线重构得到的测井响应对储层物性和流体性质敏感,特别是v_P/v_S在区分气、水层方面效果明显。在此基础上开展了叠前弹性反演研究,反演结果清晰显示出A井和B井在目的层段因流体性质不同而产生的v_P/v_S差异。随后钻探的C井验证了反演结果,进一步证实了该方法在研究区储层反演和流体预测方面的有效性。     

基于测井横波预测的地应力场及岩石力学参数建模

研究工区未动用储量大,是稠油开发和增产的重点区域,但是工区应力分布状况不明确,不能对钻井、压裂等施工方案形成有效指导.为明确工区的地质力学和岩石力学特性,建立了适用于该区的横波时差预测模型,基于此预测模型开展了精细地层划分和三维地质建模,通过对岩石力学参数计算结果的克里金插值,完成工区的地应力场建模.建模结果显示:工区...     

储层岩石压缩系数的一种预测方法

岩石压缩系数是油藏工程研究中的一个重要参数,它标志着油气开采过程中岩石所能提供的能量大小。实际应用时,如果按照经验公式求取岩石压缩系数,往往会产生较大误差。为此,引入近年来预测效果较好的支持向量回归机技术,以压力、孔隙度为输入参数,建立支持向量回归机预测模型,用来对未知地层岩石压缩系数进行预测。实际应用表明,预测结果与岩石实际压缩系数之间的相对误差基本都控制在允许范围之内,可见该方法的预测效果很好,可行性高,从而为油气储层岩石压缩系数的预测求取开拓了一种新思路。     

一种基于变骨架参数的孔隙度预测新方法

利用测井资料计算储层孔隙度是测井定量评价的基础内容,储层孔隙度计算是否准确直接影响到后续的储层评价可靠性.对于岩矿组分复杂地层,如何快速、准确地开展孔隙度测井评价是复杂储层解释与评价的首要问题.A凹陷L组发育凝灰质砂岩储层,由于砂质成分复杂多变,且受后期成岩作用影响,导致不同层位骨架测井响应规律存在明显差异,进而导致基...     

基于页岩岩石物理等效模型的地层压力系数预测方法

近年来页岩气的勘探开发实践表明其产量与压力系数呈正相关关系,但准确的地震预测难度较大。页岩气储层富含有机质及有机质孔隙,其矿物组分及微观结构相比常规储层更复杂。为此,构建了一种适用于海相页岩的岩石物理模型,并提出了一种基于该模型的页岩地层压力系数预测技术。首先结合页岩储层微观结构特征,针对骨架矿物的差异性,分别采用自洽(SCA)模型和微分等效介质(DEM)模型模拟得到背景介质,结合孔隙及流体等特征,建立等效岩石物理模型;进而通过计算背景介质体积模量及饱和流体等效岩石体积模量,发现两者的差异与实钻井压力系数正相关,并建立地震预测模型;最后推导建立了基于Gray近似弹性阻抗的体积模量直接反演方法,实现了页岩地层体积模量及压力系数的定量预测。实际数据试验表明预测结果与实钻井及后验井吻合度较高。     

基于岩石物理模型和叠前弹性参数反演的孔隙度计算

地层孔隙度参数的准确求取是油气勘探中储层预测、储层描述、储量估算和油气藏综合研究的一项关键性技术,而运用常规方法对孔隙度进行计算存在精度不高、物理意义不明确等问题。为此,从岩石物理的基本理论和岩石物理测试数据出发,在合理的假设前提下,以Gassmann方程和Eshelby Walsh方程为基础,推导和建立了利用高信噪比地震资料进行叠前弹性参数反演来计算地层岩石孔隙度的数学模型。选取实际资料的应用结果表明：①利用新模型可以提高碳酸盐岩储层孔隙度精确度约10%;②能够有效地计算预测地层孔隙度的纵横向展布,且符合地质、钻井认识规律;③利用地震资料叠前弹性参数反演获得的横波速度和体积密度剖面纵向分辨率较纵波速度剖面高,在此基础上开展的孔隙度计算能够提高孔隙度剖面的纵向分辨率。该数学模型提供的孔隙度数据为后期的钻井部署、储量估计、油气藏描述等研究提供了技术支撑。     

准噶尔盆地侏罗系储层含油气性相关岩石物理参数

通过模拟地层压力、温度等特征进行岩心测试,结合多波极子测井资料,对准噶尔盆地腹部侏罗系储层地震预测及含油性相关岩石物理参数进行了研究,认为单一地震属性预测岩性存在一些局限性;利用常规地震属性进行含油气检测是不可行的,阐述了在该地区应用常规纵波波阻抗技术进行储层预测及含油气性检测的难点,指出了含油气检测在利用AVO反演的同时,必须联合弹性波反演方法,才能有效提高地震储层预测和含油气性检测的成功率,对准噶尔盆地腹部合理应用地震技术预测储层和含油气性具有实际意义。     

注采过程中岩石物性参数变化规律研究

目前我国许多油气藏采用保压开采措施生产，对部分衰竭油气藏进行储气库改造措施。油气藏流体反复注采，使得孔隙内外压差不断变化，导致岩石压缩系数、孔隙度、渗透率等物性参数也在不断发生变化。本研究采用人造岩心，经过反复升降围压实验对岩石压缩系数、孔隙度及渗透率进行了测试。研究结果表明，岩石物性参数随压力的变化而变化。岩石孔隙度不同．其它参数变化规律不同：渗透率随压力循环升降存在滞后效应。     

井间参数预测的相控神经网络模型

本文提出了一种基于微相研究的神经网络井间参数内插预测新方法。该方法结合油藏微相研究成果，采用井位和微相信息作为神经网络的输入参数，对储层参数进行空间预测。本文以孤岛油田渤21断块油藏为例，利用空间分散井位点的渗透率资料和地区沉积微相信息进行井间渗透率内插预测。结果表明，该方法不仅可以方便地将一些先验的地区知识和专家经验用于井间参数预测之中，而且大大提高了井间参数的预测精度，为油藏建模提供了可靠的基础。