水合物藏水力压裂储层改造可行性评价模型及应用

基于层次分析法和熵值法,构建水合物储层可压性评价模型.结合水合物沉积物水力压裂实验结果,对水合物储层可压性进行评价.研究结果表明:由水合物沉积物自身属性决定的可压指数(IF)对可压性起关键作用,可压指数越高,水合物沉积物压裂形成裂缝的可行性越大.整体而言,可压指数小于0.48的水合物沉积物试样在高黏度压裂液和高压裂液排...     

一种页岩气远井地层可压性简易评价方法及其应用

可压性是页岩体积压裂设计和效果评价的关键参数,反映了在现有工艺技术条件下,页岩气储层能够被压开并形成具有一定规模的复杂网络裂缝的能力。现有可压性指数评价方法主要以实验数据或测井评价等静态资料为依据,考虑的可压性影响因素各有差异,导致评价效果不理想。通过对施工参数进行等效折算、归一化处理后,建立了远井地层可压性指数的计算方法;将远井可压性指数计算结果与远井脆性指数计算结果,与无量纲归一化处理后的自然伽马和密度进行交汇,实现了对页岩的可压性参数条件的定量化评价。应用结果表明,远井可压性指数、脆性指数与停泵压力具有负相关性;同时具备较高的远井脆性和可压性的参数条件为:自然伽马值216~303API、密度值2.56~2.61 g/cm3。根据此条件评价的压裂段可压性指数越高,对应的微地震监测解释裂缝体积越大,改造效果越好。由此说明方法方便、准确,可为后续压裂井选段分簇和工艺参数设计提供指导。     

碳酸盐岩储层力学特性及可压性评价研究

由于碳酸盐岩油气储层"超深低渗"的特点,所以必须通过压裂改造方可获得商业产能。因此,碳酸盐岩储层的可压性是评价储层能否被有效压裂改造、获得商业产能的关键指标。以川东北通江县碳酸盐岩为例,试验分析了碳酸盐岩储层的岩石力学特性;基于岩石脆性指数、应力—应变曲线、断裂韧性以及抗剪强度初步建立了川东北碳酸盐储层的可压性评价模型和可压性程度分级标准。试验结果表明:岩心微结构致密,矿物组分呈现"高碳酸盐、低石英、少杂质"的特点;岩石抗压强度、弹性模量和泊松比均随围压增加而增大,呈现出低围压下的脆性向高围压下的延性转化的趋势;抗拉试验曲线的5个阶段特征显著;直剪试验表现出明显的脆性特征和滑动弱化现象;通过可压性评价模型和可压性程度分级标准,经计算得到综合可压性系数F为0.76,可压性系数介于0.5～0.8,可知碳酸盐岩储层可压性程度较高,可用于储层改造压裂。     

基于平面应变和沿晶断裂条件下剪切滑移作用的页岩可压性评价方法

水平井分段压裂可使人工裂缝与页岩发育的大量天然裂缝、层理等结构弱面相交形成复杂缝网,剪切滑移型裂缝是缝网的重要组成部分,寻求由页岩剪切滑移作用主导的可压性具有重要意义。考虑真实页岩破坏的平面应变和沿晶断裂条件,从裂纹(裂缝)微观形态入手,建立了断裂韧性计算方法;该方法的计算结果与实验测试结果对比,平均误差为2.93%;以某页岩气水平井测井数据为基础,绘制了基于断裂韧性指数进行可压性评价的全井筒连续剖面,对比压后测试结果,证实该可压性评价方法的可靠性,为页岩气高效开发提供理论参考。     

致密砾岩油藏压裂甜点预测研究—以玛18井区为例

致密油藏压裂甜点的准确预测是合理部署井位和压裂改造成功的关键。玛湖致密砾岩油藏复杂的地质特征和强非均质性,导致其压裂甜点的预测较为困难。针对目前缺乏有效预测玛湖砾岩油藏压裂甜点方法的问题和提高水平井压裂改造效果的迫切需求,本文在压裂改造效果主控因素分析基础上,以储层改造体积（Stimulated Reservoir Volume, SRV）为预测指标,首先优选已有基于可压性指数的压裂甜点评价模型,同时建立了基于机器学习的致密砾岩油藏压裂甜点预测模型,最终形成了适用于玛湖致密油藏压裂甜点的预测方法。研究结果表明：在基于可压性指数的压裂甜点预测模型中,Cui、Di、Lai等人建立的模型与实际监测结果有具有较高吻合度;在基于机器学习算法的压裂甜点预测模型中,随机森林、GRBT、Bagging模型表现出较好的性能;虽然当前数据下基于可压性计算的压裂甜点模型的性能更佳,但是随着现场数据的更新与准确度的提高,基于机器学习的压裂甜点模型预测精度将不断改善。研究成果对于玛湖致密砾岩油藏压裂甜点和综合甜点评价、井位部署、压裂改造设计具有重要的指导意义。     

基于组合赋权法的煤层顶板突水危险性评价

传统的富水性评价中往往采用单一的赋权方法,为准确评价煤层顶板直接充水含水层的突水危险性,提出了一种组合赋权法.首先,在充分分析矿井水文地质资料的基础上,选取岩芯采取率、渗透系数、含水层厚度、脆塑性岩厚度比、砂泥岩互层特征作为富水性评价指标,通过拉格朗日乘子法将层次分析法与熵权法得到的各评价指标权重进行优化组合,得到其组...     

“AHP+熵权法”的CW-TOPSIS煤矿内因火灾评价模型

煤矿内因火灾评价指标具有灰度、未知性等不确定性,难以确定合理的指标权重,导致评价不准确。针对此问题,构建了以煤层地质赋存、开拓开采技术、煤层自燃倾向性、通风条件及采空区管理4个因素为准则层,煤层厚度、煤层倾角、煤层岩性等24种因素为指标层的煤矿内因火灾评价体系;提出了一种组合赋权的方法,即AHP(层次分析法)的主观赋权与熵权法的客观赋权相结合,引入拉格朗日函数,构建优化决策模型,通过欧氏距离函数,保持了主、客观权重与偏好系数的一致性,得到指标组合权重,评价指标的主次关系,并运用TOPSIS(逼近理想解排序法),构建了CW-TOPSIS煤矿内因火灾评价模型,评价火灾危险等级。运用该模型对新安煤矿火灾等级评价,危险等级为"较安全",指标对煤矿内因火灾的影响由大到小为:煤层埋深与地温采煤方法及工艺开拓方式及布置干煤吸氧量煤层含水量灰分含量,评价结果与工程实际吻合。该模型的评价结果与传统内因火灾评价方法 -BP神经网络法、模糊综合评价法、层次分析法相比较,CW-TOPSIS评价模型精度较高、更可靠,具有较高的应用价值。     

轨道交通不良地质风险动态可变评价模型研究

轨道交通作为城市交通的生命线,其健康状态评价日益重要。近年来,隧道工程健康状态评价模型多针对于公路隧道、山岭隧道或者轨道交通隧道的运营阶段,尚缺少轨道交通隧道设计、施工阶段的地质风险评价。针对轨道交通隧道地质风险评价,通过调查研究,辨析出11个一级地质风险源与40个二级风险辨识因子,以及各因子的风险判定标准,将风险分为了微、弱、中、强四个等级;并基于BP神经网络赋权法和乘积标度赋权法对风险因子进行了组合赋权,进而建立了针对轨道交通隧道不良地质风险的模糊可变评价模型;将时间因素集加入模糊可变评价模型,实现了轨道交通隧道全生命周期的地质风险动态评估。最后,利用广州某拟建轨道交通线路初步的勘察数据进行了模型检验,验证了模型的可靠性。     

基于主客观赋权法的山区高速公路边坡防护决策与生态环境

针对山区高速公路建设导致原生植被和动物栖息地破坏、水土流失以及局部环境恶化等系列生态环境问题,对山区高速公路边坡防护决策与生态环境进行研究.采用综合主观赋权法和客观赋权法后的主客观赋权法进行理论分析,对分目标值构成矩阵和定性指标进行规格化处理,并对主客观赋权法数学模型进行理论求解;利用均衡度变权创建山区高速公路边坡防护方案决策的主客观赋权综合评价模型;建立边坡防护方案综合评价指标体系,对山区常张高速公路张家界段进行实证研究.研究结果表明:从生态环境评价角度用主客观赋权法综合评价法得出三维网植草防护为最优方案,因此,采用主客观赋权综合评价法对边坡防护方案决策和保护生态环境是合理的、可行的.     

宁正煤田侏罗系煤层顶板富水性及涌(突)水风险评价

为研究宁正煤田侏罗系煤层顶板含水层的富水性,运用主客观因素综合赋权的方法,选取含水层厚度、粗砂岩含量、冲洗液消耗量、岩芯采取率、砂泥岩互层数、泥岩含量作为富水性评价的指标,对8煤层的顶板富水性进行分析。结果表明：利用模糊层次分析法-熵权法综合赋权得到各项指标的综合权重,结合逼近理想解排序法的基本原理建立了煤层顶板富水性评价模型,南部地区涌水量约为0.2L/S,中部和北部涌水量约为0.27L/S,西北部涌水量约为0.36L/S,西南部涌水量约为0.43L/S,在煤田内涌水量最大。并通过已知涌水点的分布,对所建立的评价模型进行检验,验证了该模型的准确性。宁正煤田8煤层顶板富水性在西部和东部部分地区N703、N109钻孔周边的富水性最强,在南部补406、补601周边的富水性最弱。     

砂岩储层可压裂性评价方法研究

通过研究砂岩储层压裂裂缝起裂、扩展规律以及期望的裂缝形态,提出了砂岩储层可压裂性具体含义。分析KGD模型中各因素对压裂裂缝的影响规律,借助成熟的有限元方法对上述规律进行验证及补充,建立了砂岩储层可压裂性与储层岩石弹性模量和最小水平地应力之间的关系,绘制了可压裂性指标的变化规律,即弹性模量越高,最小水平地应力越小,砂岩储层的可压裂性越高。根据地震资料可以绘制砂岩储层的三维可压裂性分布图,可以为压裂选井选层提供参考。     

鄂尔多斯盆地DJ区块煤层压裂主控因素及最优区间

鄂尔多斯盆地DJ区块煤层气储量大,但受地质及工程条件的影响,区块单井产气量存在明显的差异。基于区块煤层气地质及工程生产数据,首次将随机森林(random forests, RF)与交叉验证(cross validation, CV)相结合应用于煤层气领域,并利用RF-CV从地质和工程两方面筛选了影响日均产气的主控因素。为进一步验证该方法的准确性,利用随机森林回归算法预测煤层气井的产气情况,测试井的决定系数R~2=0.85,预测效果较好并验证了RF-CV方法的准确性。基于熵值法(entropy method, EM)的逼近理想解排序法(technique for order preference similarity to ideal solution, TOPSIS)对DJ区块127口井的产气效果进行综合评价,选出相对贴近度前12的井,利用统计分析法对优选的井与全部井进行了对比分析,确定了工程主控因素的最优区间,研究结果对煤层气井的压裂规模优化和有效开发提供了借鉴。     

中煤阶煤层气井排采阶段划分及渗透率变化

煤层渗透率动态变化规律是煤层气开发所面临的重点问题之一。根据无因次产气率划分煤层气井排采阶段,结合等温吸附实验下煤层气的解吸过程确定排采阶段分界点位置。通过物质能量动态平衡理论建立中煤阶煤储层渗透率评价模型,从渗透率变化趋势、主导机制、产能动态等方面,阐释了中煤阶煤层气井不同排采阶段煤储层渗透率动态变化特征与控制机理。结果表明,排采过程中,煤储层绝对渗透率发生“先降低-后回返-再上升”的动态变化。排水阶段水相有效渗透率迅速下降,气相有效渗透率为0。储层压力降低至临界解吸压力后进入产气阶段,气相有效渗透率迅速增加,水相有效渗透率缓慢降低。产气量衰减阶段绝对渗透率开始下降,在滑脱效应影响下,气相有效渗透率仍然保持缓慢上升,水相有效渗透率降低。     

三交地区煤层气井产量的拟合分析

以河东煤田三交区块煤层气井生产资料为基础,利用煤层气地质学和地下水动力学原理对煤层气井的生产曲线进行了拟合分析,并最终确定了两口煤层气井的水文地质参数。利用Ja-cob公式获得了既定水文地质条件下的产气量及产水量的理论曲线。对比分析结果表明,生产曲线和理论曲线拟合较好,用理论模型进行煤层气井的产能预报是可行的;理论产水量及产气量偏低的原因是由于煤层气开采过程中压裂的影响,开采初期压裂增强了煤层的渗流能力,使得实际值大于理论值。     

基于综合集成赋权法的输电线路动态综合评估

为更好地掌握输电线路的运行状态,需要准确地对其进行综合评估。创建一种基于综合集成赋权法的架空输电线路动态综合评估模型,模型的评估流程:首先根据评价指标的重要性用序关系法对各指标进行主观赋权;然后采用拉开档次法再次对指标进行客观赋权,并计算线路的综合评价函数值;最后根据综合评价函数值对架空输电线路的运行状态进行综合评估。采用该模型对某条架空输电线路进行实证分析和评估,并将评估结果与实际的监控情况进行比较,结果表明该方法具有一定的可靠性和可行性。     

寺河井田下组煤煤层气开发有利区优选及穿煤柱水平井井位部署

寺河井田在煤炭开采前需要通过地面预抽方式降低瓦斯含量以解决煤炭开采过程中的瓦斯突出等问题。煤矿区地面煤层气开发工程要做到与煤炭的协调开发,煤层气抽采区块的优选及井位的合理部署至关重要。本文利用FLAC3D软件模拟,建立煤层底板采动效应地质模型,开展针对性的研究上组煤采动后下伏岩层应力变化;结合煤矿采掘部署,选取下组煤煤层气开发的主控因素为指标,建立采动区下组煤煤层气开发潜力评价指标体系,采用层次分析法和模糊综合评价相结合的方法,评价煤层气开发的有利区块;以煤层气与煤炭协调开发为前提,确定穿煤柱水平井煤层气开发井位部署的原则,研究水平井设计的关键要素及内容,优化设计15口井位。研究表明：9号煤层和15号煤层都处在3号煤层开采卸压范围内;东五盘区是寺河井田部署下组煤煤层气水平井的优选区,开展的1口煤层气井最高日产气量达到了9 522 m3。     

强边底水油藏水驱开发效果评价

针对目前水驱开发评价方法主要是评价油田整体开发效果,很难对具体注水井的注水效率进行评价,以及强边底水油藏中油井产水的主要来源等问题。基于井间油水动态的连通性计算模型,结合油田地质参数和实际生产数据进行自动历史拟合。示踪剂分析验证了该模型具有很好的可靠性。采用该模型计算注水井注水劈分系数,确定注采优势通道以及注水井驱油效率。该模型同时也可以计算注水井和边底水对油井产油产水贡献百分比。实例油田应用表明,该模型可靠性很好,与示踪剂测试结果吻合,计算结果能很好地评价注水井的注水效率。