利用人工神经网络由缆式测井预测孔隙度和渗透率：一个北海实例

在地球物理地层评价和储库工程中遇到由测井资料评价孔隙度和渗透率问题是件困难和重要的任务。在近来人工神经网络(ANN)模拟加拿大东部近海成果的推动下，我们开发了反演北海测井资料为孔隙度和渗透率资料的神经网络。我们利用两个分离反向传播ANN(BP—ANNs)模拟孔隙度和渗透率。该孔隙度ANN是一个用声波、密度和电阻率测井资料为输入的简单三层网络。     

普光气田礁滩相复杂孔隙类型储集层渗透率地震预测方法

礁滩相碳酸盐岩储集层孔隙类型多样,孔—渗关系复杂,由于缺少相应的岩石物理模型,储集层渗透率地震预测一直是一个难题。作者以普光气田为例,通过分析复杂孔隙类型对储集层渗透率的控制作用及不同孔隙类型储集层在常规测井和声学测井上的响应特征,引入反映孔隙形态和连通性的"孔构参数"表征相似孔隙度样品的岩石物理参数变化;进而建立基于孔构参数的孔隙类型判别标准和不同孔隙类型储集层孔—渗关系模型,对储集层测井渗透率进行精细解释和评价;并通过分析不同孔隙类型储集层的弹性参数与孔构参数的关系,建立起基于孔构参数的岩石物理量版;采用叠前统计学反演方法首先开展孔隙度、孔构参数的地震反演,进一步开展基于孔隙度和孔构参数的渗透率地震反演,实现了复杂孔隙类型储集层渗透率的定量预测。     

普光气田礁滩相复杂孔隙类型储集层渗透率地震预测方法*

礁滩相碳酸盐岩储集层孔隙类型多样,孔—渗关系复杂,由于缺少相应的岩石物理模型,储集层渗透率地震预测一直是一个难题。作者以普光气田为例,通过分析复杂孔隙类型对储集层渗透率的控制作用及不同孔隙类型储集层在常规测井和声学测井上的响应特征,引入反映孔隙形态和连通性的 “孔构参数”表征相似孔隙度样品的岩石物理参数变化;进而建立基于孔构参数的孔隙类型判别标准和不同孔隙类型储集层孔—渗关系模型,对储集层测井渗透率进行精细解释和评价;并通过分析不同孔隙类型储集层的弹性参数与孔构参数的关系,建立起基于孔构参数的岩石物理量版;采用叠前统计学反演方法首先开展孔隙度、孔构参数的地震反演,进一步开展基于孔隙度和孔构参数的渗透率地震反演,实现了复杂孔隙类型储集层渗透率的定量预测。     

基于等效岩石组分理论的低渗透储层渗透率模型研究

为了更精确地预测低渗透储层的渗透率,首先从岩石导电的物理机理角度考虑,把岩石孔隙等效为串联和并联2种组分,即等效岩石组分理论,然后根据流体渗流和电流传输的相似性,引入了有效流动孔隙度概念,提出了利用地层因素、束缚水饱和度和孔隙度计算储层渗透率的新方法。对我国西部某油田低渗透储层岩心进行了岩石物理实验分析及三维数字岩心重建,并利用新方法计算了低渗透储层岩心的渗透率。结果表明:计算渗透率与实验室岩心测量渗透率符合性很好,精度优于核磁共振Coates模型,这对利用测井资料更精确地预测低渗透储层渗透率具有重要的意义。     

利用测井方法估算渗透系数

利用煤田测井中的声波时差测井、密度测井及中子测井,可以有效的求出岩层的孔隙度,根据水力学中确定渗透率与孔隙度关系的卡门公式,以经验估算渗透率,进而计算渗透系数。以内蒙古胜利煤田东二露天矿含水层的渗透系数计算为例,测井参数估算含水层的渗透系数与传统的专门水文孔法确定的渗透系数比较接近,仅个别误差较大（44%）。实例表明,测井方法计算的渗透系数相对偏大,另外埋深浅的地层渗透系数误差相对较大。可见利用测井参数基本能够估算出渗透系数,反映其含水层的渗透性能。     

塔河油田奥陶系生物扰动型碳酸盐岩储集层特征及其孔隙度计算样本检验模型

塔河油田奥陶系一间房组和鹰山组生物扰动型碳酸盐岩储集层非常发育。在岩芯观测的基础上,通过薄片显微镜观测与柱塞孔隙度、渗透率分析,对研究区生物扰动型碳酸盐岩储集层宏、微观特征和成因机制进行了研究,并基于岩芯资料和常规测井数据提出了一种新的孔隙度计算样本检验模型。结果表明:1）研究区奥陶系生物扰动储集层在岩芯上多呈不规则状或绸带状分布的含油斑块,潜穴充填物以白云石为主,储集空间主要是晶间孔。随着生物扰动指数的增加,平均孔隙度呈先增大后减少趋势,平均渗透率则一直增大;2）在早—中奥陶世的沉积过程中,（古）生物在碳酸盐沉积物表面或内部建造了大量形态各异的潜穴,生物扰动使得潜穴充填物和围岩基质在成分、结构上出现差异,这些差异伴随着其后的成岩过程逐步增大,这对储集层的储、渗能力具有重要影响;3）在总结前人测井孔隙度计算方法的基础上,将生物扰动指数引入密度测井孔隙度计算模型中,提出了一种基于岩芯资料和常规测井数据的孔隙度计算样本检测检验模型,并用岩芯柱塞测试结果验证了该孔隙度计算模型的有效性和准确性;该模型弥补了现有常规孔隙度模型的不足,其计算产生的拟岩芯数据可为下一步建立的通用生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙度计算模型提供可靠的样本训练数据,也对这类储层的储量估算与油藏描述有一定的借鉴意义。     

利用测井资料分析成岩作用对修储集层的影响

应用测井资料进行压实作用、也隙演化、裂颖、矿物成分详尽分析基础上,结合成岩作用各个阶段对储集层性能影响的研究,讨论了应用测井资料分析成岩作用对储集层影响的物理基础,进而指出应用测井资料分析成岩作用不同阶段对储集层影响的可行性。方法为（１）成岩作用早期：应用孔隙度测井和岩性测井资料,通过压实曲线分析压实作用区间;（２）成岩作用中期：首先根据孔隙度测井资料分析声波孔隙度、密度－中子测井孔隙度,分析次生     

实验室模拟采气指示曲线法确定气井合理产量

通过对气井产能方程以及采气指示曲线的分析可知：为充分利用地层能量，采气指标曲线的上翘点（直线段末端）所对应的产量即为气井的合理产量，流量即为临界流速。其结果为岩心的临界流速计算气井的合理产量提供了理论依据。在实验室中，测量出川西地区24块岩心样品的临界流速，并据此计算出该区气井的合理产量。气井的合理产量与储层有效厚度、渗透率、孔隙度关系密切，通过曲线拟合给出了该地区气井合理产量与有效厚度、渗透率、孔隙度的关系式。     

基于机器学习和测井数据的碳酸盐岩孔隙度与渗透率预测

准确预测碳酸盐岩储层孔隙度和渗透率对于碳酸盐岩油气藏储层评价具有重要意义。碳酸盐岩储层裂缝与溶孔广泛发育,基于经验公式从测井曲线预测储层孔隙度和渗透率具有较大误差。以中东某碳酸盐岩油藏为研究对象,选取914块取心井岩心,测定孔隙度与渗透率,利用随机森林（RF）、K-近邻（KNN）、支持向量机（SVM）和长短期记忆网络（LSTM）4种不同机器学习方法,通过测井数据进行孔隙度与渗透率预测,优化机器学习参数,筛选出适用于碳酸盐岩油藏的测井孔隙度与渗透率预测方法。研究结果表明：4种机器学习方法预测储层孔隙度结果差异不大,通过调整输入参数种类,可进一步提高孔隙度与渗透率预测效果,当以补偿中子（NPHI）、岩性密度（RHOB）和声波时差（DT）3种测井参数数据作为输入时,基于LSTM的储层孔隙度预测精度最高,孔隙度预测结果均方根误差（RMSE）为4.536 2;由于碳酸盐岩储层的强非均质性,基于机器学习的测井储层渗透率预测效果较差,相对而言,仅以NPHI作为机器学习输入参数时,基于RF的储层渗透率预测精度最高,渗透率预测结果的RMSE为45.882 3。     

莱州湾凹陷垦利油田沙河街组储层渗透率评价模型研究

文章以莱州湾凹陷垦利油田沙河街组储层为例,对传统的回归统计模型和基于BP神经网络的人工智能预测模型评价储层渗透率方法和效果进行了对比研究。目标储量报告里定火沙三段中孔、中渗;岩性（粒度）和孔隙度是储层渗透率的主要影响因素。根据岩心及测井数据,建立了孔隙度——粒度二元回归渗透率统计评价模型和BP神经网络渗透率预测模型。通过检验样本集精度对比,分析了隐含层数、隐含层节点数等网络结构参数变化对模型预测结果的影响,重点分析了不同的测井参数输入对BP神经网络模型预测结果的影响。优化后的BP神经网络模型对检验样本集的渗透率预测结果精度最高,其平均相对误差为37%,比传统的二元回归统计模型精度提高了26%。对目标油田三口井连续处理,BP神经网络模型渗透率预测结果更加合理,可以满足开发层段产能分析等生产需求。     

涠西南凹陷11-7构造区流沙港组中深层有效储层下限厘定

为明确涠西南凹陷11-7构造区流沙港组中深层碎屑岩有效储层物性下限,基于物性、生产测试、试油、压汞及测井综合地质解释等资料,利用分布函数曲线法、动态生产测试法、试油法、束缚水饱和度法及最小有效孔喉半径法,进行有效储层下限的厘定,并以物性差值为对比参数,结合沉积相、砂体厚度、成岩演化、岩石成分和地层压力进行控制因素分析。结果表明:该区有效储层主要受沉积相和砂体厚度因素控制,辫状河三角洲水下分流河道微相储层最好,重力流有效储层发育程度差;次要因素为成岩阶段,相同成岩期内粗粒岩性较中细粒储层物性差值分异幅度大;岩石成分刚性组分含量高,物性差值高,次生孔隙带长石含量高,物性差值高。该区局部超压作用与储层有效性正相关,但影响作用较小。     

车镇凹陷古近系深层碎屑岩有效储层物性下限及控制因素

综合运用物性、试油、压汞等资料,分别利用分布函数曲线法、测试法、试油法、束缚水饱和度法以及最小有效孔喉半径法,求取了车镇凹陷古近系深层有效储层物性下限,在此基础上,以孔隙度差值和渗透率差值作为对比参数,探讨了沉积作用、地层压力和成岩作用对深层有效储层发育的控制作用。车镇凹陷古近系深层碎屑岩有效储层孔隙度下限与深度的对数呈线性函数关系,渗透率下限与深度呈指数函数关系。三角洲前缘水下分流河道、河口坝微相砂体有效储层最发育、孔隙度差值和渗透率差值较好,而湖底扇、近岸水下扇、扇三角洲以及冲积扇砂砾岩体有效储层发育较少、孔隙度差值和渗透率差值较差;中强超压储层的有效储层百分含量、孔隙度差值和渗透率差值均好于常压—弱超压储层;中成岩A1期储层的有效储层百分含量、孔隙度差值和渗透率差值均好于中成岩A2、中成岩B期储层。总体上,沉积相带是深层有效储层发育的最主要控制因素,异常高压对有效储层发育的控制作用强于成岩作用,成岩作用对有效储层的影响受沉积相带和异常高压的控制,原始储集性能好且受异常高压保护的储层易于受溶解作用的改造形成优质有效储层。     

注聚三采期岩电参数的实验

中国东部部分油田已进入三次采油期,储层注入聚合物溶液后,储层的物性、电性会发生相应的变化。为了查明储层内注入聚合物溶液后所发生的变化,模拟双河油田开发过程中设计的岩心注聚实验,通过观察注入聚合物的砂岩岩心的实验结果,得出了岩心驱替前后,岩心孔隙度和绝对渗透率变化不大、薄膜电位减小、阿尔奇公式中的孔隙度结构指数优增大,饱和度指数集中在1.4～1.7之间、电阻率变化呈“S"和斜躺“L”型减小等变化规律。注聚后孔隙度和渗透率的计算可以按常规测井评价方法进行,注聚前的薄膜电位明显大于注聚后的薄膜电位,因此注聚后在测井解释中要特别注意自然电位曲线的应用,在聚合物驱油过程中,岩心的电阻率变化规律与盐水驱油过程的电阻率相类似,故在测井评价中可直接使用水驱油田的饱和度的评价方法。     

Alam El Bueib reservoir characterization,Tut oil field,North Western Desert,Egypt

An integrated petrophysical well log and core data analysis of the Alam El Bueib-3D (AEB-3D) and Alam El Bueib-3E (AEB-3E) reservoirs, Tut oil field, North Western Desert, Egypt, allows the evaluation of those parameters critical to their reservoir characterization. The determined reservoir properties investigated are lithology, depositional paleoenvironments, shale volume, porosity, fluid saturation and net pay thickness. As the analysis of reservoir pressure is essential to specify the driving mechanisms that control the behavior of fluids within reservoirs, pressure analysis identified the Alam El Bueib-3D reservoir to be partial water drive and Alam El Bueib-3E to be an active water drive. In addition, the pressure analysis identified two additional hydrocarbon-bearing reservoirs in the Alam El Bueib-3D. Stacking patterns of the Alam El Bueib-3D reservoirs are generally fining upward sequences reflecting fluvial to braided fluvial paleoenvironments. The Alam El Bueib-3E channel shows blocky patterns with sharp bases and tops diagnostic of distributary channels. Statistical analysis of core permeability and porosity values of the Alam El Bueib reservoirs indicate very good reservoir quality. Scatter diagrams of porosity values derived from core analysis for the AEB-3D and AEB-3E reservoirs reveal correlation coefficient (r) values of 0.93 and 0.64, respectively, indicating strong linear relationships. Plots of porosity values against permeability values also show strong linear relationships in all the reservoirs indicating that the AEB-3D and the AEB-3E are permeable and with strong pore communication. The permeability measurements indicate restricted reservoir heterogeneity as plots of vertical permeability values against horizontal permeability values exhibit linear trends. Altogether, the reservoir characterization of the Alam El Bueib reservoirs demonstrates their excellent potential for hydrocarbon production.     

胜坨油田沙河街组二段复杂断块油藏水淹层测井解释研究

以胜坨油田发育的典型复杂断块油藏为例,利用密闭取芯井资料建立判别关系和测井解释模型,进行沙河街组二段1-3砂组复杂断块油藏水淹层测井解释。首先介绍了该水淹层测井响应特征,接着应用多项式趋势面分析方法对测井数据进行标准化处理,并选择测井资料齐全、质量可靠、有钻井取芯和录井、试油资料的井为关键井,结合试油试采、岩芯分析资料建立测井解释模型。结果表明：胜坨油田沙河街组二段1-3砂组复杂断块油藏已经进入高含水阶段,水淹层发生明显的自然电位曲线基线偏移、地层电阻率降低、自然伽马降低、声波时差增大等现象;选择沙二段顶部的高阻白云岩段（厚度为8～12 m）作为标准层进行标准化处理;声波时差三次趋势面分析效果较好,拟合度达到22.6%,平均校正量为14μs/m;T4j17、T2-121井取芯井段较长且收获率较高,分析化验资料较丰富,测井资料齐全且质量较好,能够反映沙二段1-3砂组复杂断块油藏储层特征,被选为关键井;建立泥质体积分数、粒度中值、孔隙度、渗透率、含水饱和度等解释模型。最后,通过对水淹层的测井资料进行逐井处理、计算机逐点或按层输出主要储层参数等3个方面检验解释模型,定量评价了测井解释模型的应用效果。结果表明：测井解释结果与岩芯物性和生产数据吻合较好,获得了较为可靠的地区储层地质分析结果,可为注水开发调整提供有效的参考。     

萨中开发区萨零组储层物性参数测井解释方法

通过对大庆油田萨中开发区萨零组油层的有效孔隙度、渗透率、原始含油饱和度等物性参数测井解释方法的研究及测井解释模型的建立,确定了萨中萨零组油层有效孔隙度测井解释标准、渗透率测井解释标准,利用测井资料计算储油层原始含油饱和度方法及标准,为萨零组油层进一步的开发设计提供地质依据。     

Fluid flow characteristics of Bandanna Coal Formation: a case study from the Fairview Field,eastern Australia

Fluid flow characteristics of cleat systems in coalbed methane reservoirs are crucial in reservoir management and field development plans. This paper aims to evaluate the cleat system properties including cleat porosity, permeability, and aperture as well as the impact of permeability growth on production performance in the Bandanna Coal Formation of the Fairview Field, eastern Queensland. Owing to the presence of bad hole conditions and poor core recovery of the coal intervals, the petrophysical well logs and laboratory measurements cannot be used as a source of information for this purpose. Hence, a new approach is employed that utilises early water production data to measure water in place and absolute permeability of the coal. In addition, micro-computed tomography (CT) scan method is used to investigate the cleat system that is preserved in a core sample and results are compared with the ones obtained by analysis of production data. Cleat system evaluation by analysis of production data and micro-CT scan technique provides a comprehensive approach that brings confidence in measurements and helps to obtain cleat properties at the sufficient scale for reservoir engineering purposes. The necessary information including production data and core samples are collected from a dewatering well and the nearby observation well in the study area. Analysis of early water production data (single-phase flow) indicates that coal permeability is 189 mD and the average cleat porosity is approximately 5%. High cleat porosity describes the large volume of water produced over the life of the study well. The 3D model of the fossilised cleat system constructed by the micro-CT scan method reveals that coal is well-cleated and cleat spacing and mean cleat aperture are 4 and 0.136 mm, respectively. The average cleat porosity that is measured by the micro-CT scan method is 5.7%, which is fairly close to the cleat porosity measured by analysis of production data. Production data analysis indicates that effective permeability to gas starts to grow at the midlife of the well and it strongly controls the shape of the production profile. The results of this study help in future field development and infill drilling programs in the Fairview Field and provide important insights into cleat system of Bandanna Coal Formation.     

致密滩坝砂储集层孔隙分形特征、预测及应用

储层孔隙分形可以有效表征储层孔渗性能,综合反映储层孔隙结构特征及评价储层开发效果。为确定开发区块动用次序,对于东营凹陷西部区块沙四上纯下次亚段的致密滩坝砂储层,首先,利用薄片、物性及压汞等相关测试数据,计算致密滩坝砂孔喉分形维数（D）;其次,探讨分形维数与储层物性、孔隙结构参数相关性;然后,优选测井数据,建立孔喉分形维数的测井预测模型,并对东营凹陷西部区块滩坝砂分形维数平面分布进行了预测;最后,根据分形维数和油井产能相关性分析,建立了基于分形维数的储层评价标准,对研究区的致密滩坝砂储层进行了分类与评价。结果表明:当2相似文献   

Evaluating distribution pattern of petrophysical properties and their monitoring under a hybrid intelligent based method in southwest oil field of Iran

This study deals with reservoir characterization based on well log data using an unsupervised self-organizing map (SOM) and supervised neural network algorithms with the aim of clustering log responses into reservoir facies of an oil field located in southwest of Iran. In order to promote and justify the quality control and quantify spatial relationships for petrophysical properties, some of neural network-based approaches were introduced such as the SOMs as the intelligent clustering method compared with other hybrid methods, principal component analysis networks (PCANs) and multilayer perceptron (MLP) and statistical clustering (CA) methods. The results obtained from all the abovementioned methods are compared to each other, and the best option is selected based on accuracy and capabilities of clustering and estimation of the petrophysical data, concluding that for predicting any characteristic of the reservoirs, the appropriate network should be chosen and a unique network cannot be convenient for all of them. Accordingly, the SOM clustering technique was employed to classify the reservoir rocks. Based on the SOM visualization, the reservoir rocks were classified into six facies associated with specific petrophysical properties; among them, F6 expressed the best reservoir quality which is characterized by the low amount of density, highest DT, high amount of neutron porosity (NPHI), and lowest GR response. Ultimately, the performance of all the methods was compared to estimate the porosity and permeability within each facies. The results revealed the preference and reliability of PCAN in predicting porosity and confirmed the capability of MLP in permeability prediction. This study also indicates that neuro-prediction of formation properties using well log data is a feasible methodology for optimization of exploration programs and reduction of expenditure by delineating potentially oil-bearing strata with higher accuracy and lower expenses. The resulting neural net-based model can be used as a powerful and distributive system to reduce the high impact of risk in similar fields.     

志丹地区长9储集层物性特征研究

长9储集层属于鄂尔多斯盆地延长组湖泊发育早期,油源关系复杂,前期的沉积作用和后期的成岩作用共同塑造了储层低孔低渗的特征。储层的物性是连结岩性和含油性之间的重要环节,加大对低孔低渗储层物性的分析,有利于储层其他方面特征的研究。在对储层孔隙度和渗透率作深入分析的基础上,使用反映储层孔隙度比较灵敏的声波时差测井曲线,来研究其物性特征。通过建立米产液量和声波时差的对应关系,确定声波时差下限,再根据声波时差和储层物性之间的关系式,最终确定储层孔隙度和渗透率下限,为储层含油性特征、有利区优选等方面的研究提供依据。