不稳定试井分析中参数识别的神经网络方法

在不稳定试井分析中,调整试井解释参数往往花费解释人员大量的时间。特别,当试井解释参数较多时,进行参数调整就更为困难,有时得不到一个合理的参数识别结果。因此,研究新的试井解释参数识别方法势在必行。目前,典型曲线的自动拟合方法是其研究成果之一,但由于数值计算方法的局限,使得该方法难于推广。文中研究了基于神经网络的系统辨识方法在不稳定试井分析参数识别中的应用。通过神经网络对一实际的油气藏系统进行建模和辨识,从而由新的神经网络模型可以获得参数识别结果。着重讨论了均质地层和双重介质地层的压力不稳定测试的参数识别问题,一个实例的分析显示了该识别算法的特性。     

多重介质油藏试井软件

本文基于近年来对我国现有的碳酸盐岩油气田各种渗流模式的研究,运用最优化的理论与方法(主要是多变量非线性规划的方法),提出了一套以实现压力恢复曲线的最优化拟合为目标,反求地层参数的试井资料分析方法,并编制了相应的计算机试井分析软件,其功能是用计算机自动完成试井曲线类型的识别和地层参攀的确定,考虑到为便于在油田二级指挥部或矿区大队推广使用,软件的编制特别注意照顾能在微型机上推广使用的特点。该套软件的基本功能是:能对单重介质、双重介质、裂缝性油、气藏等不同地质条件下的油、气井测试资料进行自动分析处理;准确地解释出油气藏的各项基本参数,包括:渗透率,井筒储存系数,表皮系数,流动系数,导压系数,窜流系数,弹性容量比,裂缝长度,平均油藏压力,单井控制储量,断层距离,断块形状,边界性质等。该软件是认识油(气)井和油(气)藏特性的重要工具。     

介质变形引起地层孔渗变化条件下的试井分析

储层介质变形分为弹性变形、塑性变形和弹塑性变形 3种类型 .重点研究了介质塑性变形后地层孔隙度和渗透率变化条件下的不稳定渗流问题 .建立了孔隙度、渗透率指数变化规律的试井分析模型 ,通过有限元方法得到了井底压力随时间变化的双对数理论曲线 ,并对理论曲线的特征进行了分析 .通过实际井例分析 ,说明变孔渗试井模型具有较好的应用效果     

变形双重介质油藏动态特征

在应力敏感油藏的试井分析中,常岩石特性的假设对于确定传导率和储存系数可能引起较大的误差,研究了应力敏感地层中双重介质油藏的动态特征,建立了应力敏感地层双重介质的新的数学模型。在考虑裂缝发生形变时渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的前提下,采用Douglas-Jones预估校正法获得了只有裂缝发生形变定产量生产时无限大地层线源井和定压生产时无限大地层圆柱面源井的数值解,并探讨了变形参数的双重介质参数变化时压力的变化规律,给出几种情况下典型压力曲线图版,这些结果为变形介质试井参数解释提供了理论依据。     

煤层气试井注入压降法模拟实验

 煤层气开发首先需要通过试井分析来反演地层参数,而注入压降法是煤层气开发过程中最常用的试井方法。为进一步扩展注入压降法在煤层气试井中的适用性,尽量在煤层气试井过程中获得更多的地层信息,提高试井解释合格率,通过室内模拟实验的方法研究了注入压降法试井新方法。首先建立了室内模拟实验装置,通过控制注入流量的变化,获得井底压力时程变化曲线,与现场试井得到的井底压力曲线形式一致,证明室内模拟实验能够复现现场试井过程。实验首次提出并采用一次试井过程中多级流量注入的方法,获取井底压力不同阶段的变化曲线,结果表明,多级变流量注入时井底压力增加的幅值与注入流量的增加呈非线性关系。实验模拟过程可控制注入流量,充分反映井底压力变化,以此获得更多的数据资料,为后续试井资料解释提供更充分的信息,以便提高试井解释准确率和合格率。同时还可通过控制和改变地层参数(如渗透性)进行实验,从而在已知地层参数前提下,达到校验试井理论解释模型的合理性和准确性的目的。     

试井曲线计算机自动拟合算法及应用研究

根据最优化理论,提出了矿场试井曲线计算机自动拟合的方法。文中详细介绍了试井曲线计算机自动拟合分析的原理、计算方法、计算稳定性、初值的给定。对计算机软件的编制以及矿场应用效果作了研究。文中的计算方法,解决了计算机自动分析试井曲线的问题,这对试井曲线的分析具有重要的意义。     

变井筒储存的三重介质油藏试井解释方法研究

建立了由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成的三重介质油藏的试井解释模型 ,采用Laplace变换进行求解 ,并给出了考虑变井筒储存和表皮效应的压力计算方法。讨论了介质间窜流、弹性储容比及变井储参数对压力响应的影响。在半对数曲线上出现 3条直线和 2个台阶 ,双对数导数曲线表现为 2个下凹部分 ,分别表示裂缝系统和基质孔隙系统向溶洞系统的窜流。提出了利用遗传算法进行自动拟合的试井解释方法 ,并编制了实用软件。实例分析结果表明了该方法的可靠性和实用性     

变井筒储存的三重介质油藏试井解释方法研究

建立了由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成的三重介质油藏的试井解释模型,采用Laplace变换进行求解,并给出了考虑变井筒储存和表皮效应的压力计算方法。讨论了介质间窜流、弹性储容比及变井储参数对压力响应的影响。在半对数曲线上出现3条直线和2个台阶,双对数导数曲线表现为2个下凹部分,分别表示裂缝系统和基质孔隙系统向溶洞系统的窜流。提出了利用遗传算法进行自动拟合的试井解释方法,并编制了实用软件。实例分析结果表明了该方法的可靠性和实用性。     

三维两相流数值试井模型

建立了基于混合PEBI网格的三维两相流数值试井模型 ,内容包括 :物理模型的建立 ,网格剖分方法 ,控制方程的离散格式以及内、外边界的处理方法。用单相流双重介质和双渗介质解析解对模型的计算结果进行了验证。对 3层油藏两相流试井曲线特征分析发现 ,多层两相流动试井曲线特征与单相流动双重介质的曲线特征相似。因此 ,有可能寻求一个参数关系将双重渗透介质试井问题与三维两相流试井问题联系起来 ,从而减小多相流试井分析的难度和多解性。径向PEBI混合网格与数值试井模型的结合应用 ,给出了三维两相流、有井筒存储和表皮效应的不稳定渗流产量隐式表达式     

三维两相流数值试井模型

建立了基于混合PEBI网格的三维两相流数值试井模型，内容包括：物理模型的建立，网格剖分方法，控制方程的离散格式以及内、外边界的处理方法。用单相流双重介质和双渗介质解析解对模型的计算结果进行了验证。对3层油藏两相流试井曲线特征分析发现，多层两相流动试井曲线特征与单相流动双重介质的曲线特征相似。因此。有可能寻求一个参数关系将双重渗透介质试井问题与三维两相流试井问题联系起来，从而减小多相流试井分析的难度和多解性。径向PEBI混合网格与数值试井模型的结合应用，给出了三维两相流、有井筒存储和表皮效应的不稳定渗流产量隐式表达式。     

响应面法和BFGS算法在试井分析中的应用

试井分析是利用关井所测的井底压力随时间变化的资料来分析地层和井筒参数,是一个典型的反问题.基于响应面法提出了一种新的参数自动反求的数值试井解释方法.选定不确定参数及其范围,确定试算算例,然后利用拟合方法得到多项式逼近函数,即构造响应面模型.利用响应面模型构建计算值与实际观测值偏差的目标函数,再利用BFGS算法以及拉丁超立方抽样搜索目标函数的最小值,得到不确定参数值.算例表明该方法能有效地对井底压力以及压力导数进行拟合,因而具有很好的应用前景.     

缝洞型油藏三重介质数值试井模型影响因素

通过对缝洞型油藏三重介质数值试井模型进行数值求解,分析了各个模型参数对试井曲线的敏感性,确立了数值试井模型的参数体系。这些参数直接对应着油藏渗透性、缝洞大小、长度等物理量,更直观具体。不同的参数对曲线的影响方式不同：原始地层压力和裂缝渗透率影响压力恢复曲线的位置分布,表皮系数、井筒储集系数主要影响早期的曲线形状,基质渗透率等其他参数的影响则反映在曲线上的两个拐弯处,这些结论在曲线拟合求参时具有重要的参考价值。     

单井黑油模型自动历史拟合的一种方法

提出了单井三维三相黑油模型自动历史拟合的一种方法。在此基础上,建立了一个带约束条件的非线性目标函数,应用本算法使目标函数达到最小,实现自动历史拟合,从而反求出地层各参数值,另外还对新疆百口泉井的测试资料进行了自动历史拟合,求得了各自地层参数值,同时将本文结果与地层参数电测解释结果进行了对比,证实了本算法求解的可靠性。     

变形双重介质油藏动态特征

在应力敏感油藏的试井分析中 ,常岩石特性的假设对于确定传导率和储存系数可能引起较大的误差。研究了应力敏感地层中双重介质油藏的动态特征 ,建立了应力敏感地层双重介质的新的数学模型。在考虑裂缝发生形变时渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的前提下 ,采用Douglas Jones预估 校正法获得了只有裂缝发生形变定产量生产时无限大地层线源井和定压生产时无限大地层圆柱面源井的数值解 ,并探讨了变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律 ,给出几种情况下典型压力曲线图版。这些结果为变形介质试井参数解释提供了理论依据     

煤层气井两相流试井分析方法

建立了煤层气井平面径向、两相流动试井的数学模型和数值模型,模型考虑了气体从基质中的解吸以及气、水在裂缝中的渗流、扩散等过程,考虑区域中的相变特性;提出结合运用遗传算法和高斯牛顿最优化方法,通过拟合井底压力曲线得到地层渗透率、表皮系数等试井参数的方法.     

单井三维三相黑油模型的建立及自动历史拟合的实现

建立了一个柱坐标系下的三维三相单井黑油模型，通过隐式压力隐式饱和度（ＩＭＰＩＭＳ）方法对模型进行求解。获得了稳定的压力和饱和度计算结果。在此基础上，建立了一个带约束条件的非线性目标函数，运用最优化方法使目标函数达到最小，实现自动历史拟合，从而反求得各地层参数值。另外还对大港油田三口测试井的测试资料进行了自动历史拟合，求得了各自的地层参数值，同时将本文求得的地层参数值与美国ＳＳＩ软件解释结果及电测解     

韩城矿区煤层气井试井分析

注入/压降试井是确定中国中高煤阶煤层气渗透率的主要手段,具有重要意义。本文以无限大边界定产微分方程组为基础,在限定微分方程近似解所需要满足的假设条件基础上,详细推导了注入/压降试井求取渗透率等地层参数的公式。依据物质平衡原理,通过时间转化将多排量试井等效为单排量试井,使压力恢复试井法能够解决多排量试井问题,精度高。对韩城矿区试井资料、生产资料进行分析,求取了煤层的渗透率、原始地层压力、每米吸水指数等参数。煤层的渗透率普遍小于0.1×10-3μm2,含气饱和度低。把试井结果对比分析,吻合程度较高,试井结果可以作为求取煤层渗透率参数的一个重要依据。     

二阶导数识别井储效应的气井试井解释新方法

气井受井储效应影响严重,利用传统试井分析模型难以得到准确的解释结果。本文从试井理论入手,针对气井受井储效应严重,压恢试井曲线很难达到直线段的现象,分析实测曲线的偏离原因,从而对常规试井模型进行改进,并创新性的运用二阶导数法对试井曲线进行分析,明确井储效应影响下的压恢试井曲线具体变化情况。根据井储效应影响程度的大小划分了两类试井解释问题,结合二阶导数分别提出了气井试井解释新方法,进而运用有限差分等方法,根据实际数据,对压力恢复值随等效时间的变化、压力恢复值随等效时间的多阶导数变化情况进行拟合,从而得到两者耦合作用下的更准确的储层参数,达到指导区块合理开发的目的。     

特征点拟合法在非牛顿流试井解释中的应用

在分析幂律流体均质试井模型与幂律–牛顿流体复合试井模型影响因素的基础上,获得了复合驱非线性渗流两种试井模型理论特征点与试井解释参数的关系表达式,通过试井压力导数曲线的特征点坐标可以求取幂律指数、井筒储集系数、表皮系数、渗透率、探测半径、外边界距离等地层参数。两种试井模型的相关实例解释分析表明,非牛顿幂律流均质模型与非牛顿幂律–牛顿流两区复合模型的压力导数特征点求取地层参数的计算式是准确的,可用于聚合物驱等非牛顿渗流条件下的试井解释。     

非牛顿松弛粘弹性液体分数阶流动模型

提出了用双参数（α,β）来刻画粘弹性液体流动特征的方法,将分数阶导数引入非牛顿松弛粘弹性液体流动模型,从单重介质到双重介质及分形介质,从直井到水平井,建立了６种分数阶流动的定解问题,同时考虑了续流和井的污染。理论和实验表明,对于粘弹性液体,这种模型更合适。这些模型的建立为稠油油田试井分析提供了新的理论依据,可用来讨论稠油油田生产井的压力动态特征。