注水前后储层微观孔隙结构的分形表征

针对用分形分维方法研究储层的微观孔隙结构。提出获得微观孔隙结构分维的两种切实可行的途径，一是利用压汞曲线的分形特性，通过建立油藏条件下压汞曲线的分形模型。计算压汞曲线的分维值来获得；二是利用常规测井解释的孔隙度和渗透率，来预测微观孔隙结构分维。然后对注水开发中后期河流相储层的微观孔隙结构的分维进行了注水前后的计算和对比分析，并对微观孔隙结构参数用分维进行了定量表征，研究了水驱对微观孔隙结构变化的影响。研究表明，储层微观孔隙结构的复杂度在注水后较注水前增加，储层微观非均质性增强，且微观旋回性得到增强；并指出可据此开展流动单元的分类表征研究；储层岩石的束缚水饱和度随着微观孔隙结构分维的增加而增大，水驱时前缘推进越趋不均匀，无水期采收率越趋减小。     

砂岩多重孔隙结构非均质评价方法

建立了砂岩孔隙结构评价的分形结构因子法,25块岩心压汞资料的计算结果表明,这种方法可以定量表示岩石的非均质性。和变异系数相比,分形结构因子与岩石渗透性、孔隙度、阈压、最小非汞饱和度、孔隙大小均值之间具有较好的相关性,说明分形结构因子能够更好地描述岩石孔隙结构的特征。最小湿相(湿相)饱和度与分形结构因子具有很好的线性关系,该关系式同时适用于绝对均质和绝对非均质岩石体。由于压汞过程中的汞对孔隙凸凹的填充,使得孔隙流通通道均匀化,因此和压汞过程相比,退汞过程的分形结构因子普遍较小,即退汞流动通道的均质性增强。     

毛管压力曲线与相渗曲线相互转化的分形实现

岩石结构是多层次嵌套的多孔结构,每一层次之间是自相似或近似相似或统计意义上的相似,所以说岩石结构是典型的分形结构。将分形几何学的原理运用到储层岩心的孔隙结构研究当中,并提出了一种简单实用的计算束缚水饱和度的新方法,在此基础上分别计算得到了分形维数。把分维值作为桥梁,实现了毛细管压力曲线和相渗曲线之间的相互转化,这比传统的只能利用毛细管压力曲线求相对渗透率曲线的手段更有优势,从而说明分形理论有可能成为研究岩心孔隙结构的重要手段。     

砂岩的孔隙度和渗透率及由压汞毛细管压力曲线导出的各种参数的关系

由压汞实验估算的孔隙开口大小已被用来评定储油构造的密封性,并用来解释地层中烃类聚集的位置。但是,压汞实验费用很高,因此压汞实验数据并不是很多的。本文从常规岩芯分析出发,提出了估算某些孔隙开口大小参数的经验方程。我们对奥陶纪到第三纪的14个构造中的202个砂岩样品的数据库数据加以多项回归分析,建立了孔隙度、未校正的空气渗透率与从压汞毛细管压力曲线导出的各种参数之间的关系。这些砂岩地层的组成和纹理都是不同的。由经验导出的一系列方程式还可用来计算与汞的饱和度值相对应的孔隙开口半径,相应的压汞饱和度范围从10％～75％,每次增大5％为一级。这样用从岩芯分析得到的孔隙度和渗透率就可以画出计算的孔隙开口半径分析曲线。     

利用分形模型计算气水相对渗透率

相对渗透率曲线是有水气藏开发计算、动态分析、气水分布关系研究的基础资料，而气水相对渗透率曲线一般通过气水两相渗流实验得到，但实验周期较长，往往不能满足科研生产需要。为了快速获得气水两相相对渗透率曲线，通过岩石毛细管压力曲线测定，建立孔隙结构分形模型，并利用分形模型计算气水相对渗透率。实践证明，利用分形模型计算的气水相对渗透率曲线与岩心的实测气水相对渗透率曲线吻合较好，可以较好地用于有水气藏的开发实践中。     

油层岩石的孔隙结构与驱油效率的关系

根据岩石的毛管压力曲线资料．在矩法确定的岩石孔隙结构特征值基础上,提出了孔隙结构特征值函数的方法．室内驱油实验结果证明,孔隙结构特征值函数与水驱油效率有很好的正相关性,利用孔隙结构特征值函数可以预测油藏的水驱油效率．     

盖层全孔隙结构测定方法

目前测定岩石孔隙结构的方法有压汞法、气体吸附法等,但压汞法测不到岩石中最小的孔隙,气体吸附法测不到岩石中较大的孔隙,测定结果均不能得到完整的岩石全孔隙结构。将压汞法和气体吸附法2种测定结果换算相衔接可得到完整的盖层全孔隙结构孔径分布图及其毛细管压力曲线,结合全驱岩样饱和水模拟实验即可直接测定岩样突破压力。研究结果表明,泥岩、灰岩、白云岩、粉砂质泥岩等的突破饱和度在19%～37%之间,平均26%,而细砂岩、粉砂岩、含砾泥质砂岩等的突破饱和度在41%～49%,平均44%。根据岩样的岩性,结合其毛细管压力曲线和孔径分布图选择合适的饱和度值,该饱和度值所对应的毛细管压力可以近似地看作该岩样在地层条件下的突破压力。     

确定孔隙结构分形维数的新方法

储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征。将分形几何学的原理运用于储层岩石的孔隙结构研究,能建立毛细管压力曲线、相对渗透率、孔喉大小分布等的分形模型。但这些模型只有在求取了孔隙结构分形维数D的基础上,才可能对孔隙结构作出预测。本文提出了在建立毛细管压力分形模型的基础上,运用毛细管压力资料预测分形维数D.通过实测检验证明,该方法不仅简便易行、精度高,而且能直接得到三维空间的信息,值得研究和推广应用。     

基于地震振幅谱分维数的油气预测软件系统研制

【目的】地震油气预测技术在油气勘探开发中发挥着越来越重要的作用,利用吸收系数地震属性进行油气预测技术在国内外已取得较大进展。【方法】使用非平稳地震信号谱分析的时频分析技术计算地震信号的时频剖面,并从中提取与吸收衰减有关的特征参数,是吸收衰减研究的一个重要方向。与吸收衰减关系紧密的时频谱属性有衰减梯度、振幅谱分维数、高频能量及平均频率等。【结果】我们把振幅谱分维数与广义S变换时频分析技术结合起来,提出了振幅谱曲线的Mandelbrot分维数,使得它们具有了瞬时特性,可以很好地进行油气预测。【结论】经实际工区验证,利用振幅谱曲线的Mandelbrot分维数法开展油气检测具有较高的预测精度。     

基于堆栈自编码模型的岩性分类方法

基于测井资料进行岩性分类是油气勘探和采集过程中的基础问题之一。根据前人的研究成果已开发了多种岩性分类方法,提出了基于堆栈自编码模型的岩性分类方法,通过对测井资料进行逐层抽象提取特征凸显不同岩性的微弱测井响应,使用Softmax作为分类器进行岩性分类。应用该方法对丁山地区泥质灰岩和灰质泥岩进行识别,将训练好的模型应用于丁山HF1井中,正确率均达到94.39%以上。     

基于梯度提升决策树算法的岩性智能分类方法

岩性识别是油气勘探开发领域一项重要的基础工作。针对致密砂岩储层岩石成分复杂、岩性多样和岩性常规测井识别受限等问题,利用机器学习算法在数据分析上的强大功能,采用泛化能力出众的梯度提升决策树（GBDT）算法解决岩性识别中人力和物力耗费大的问题。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段致密砂岩储层为研究对象,通过敏感分析选取声波时差、自然伽马、电阻率、泥质含量、自然电位、有效孔隙度、含水饱和度和密度8个测井参数,构建基于GBDT算法的岩性识别模型,结合实际数据进行验证和应用效果分析。与朴素贝叶斯、随机森林、支持向量机和人工神经网络算法岩性识别相比,GBDT算法岩性识别准确率达到了92%,高精度的GBDT算法岩性识别模型为致密砂岩储层岩性精确识别提供了新的解决途径。     

基于近似支持向量机的裂缝分类方法

对广泛存在于各类岩层中的裂缝带进行精细刻画与综合预测是裂缝型油气藏勘探的关键。为了避免多解性问题,学者们通常采用多属性对其进行综合预测,但如何有效地利用众多地震属性与裂缝带发育程度之间的非线性关系对裂缝带发育状况进行准确分类仍是一大难题。将近似支持向量机算法引入裂缝带的分类识别中,建立了3种刻画储层裂缝带的地震属性与井中裂缝发育信息之间的非线性模型,得出了反映裂缝带特征的最佳判别规则,利用该规则对多个属性进行综合判别,克服了单属性的多解性,提高了储层裂缝带的分类精度。实例应用表明,该算法削弱了依靠单一因素识别储层裂缝带的局限性,为储层内裂缝带发育状况的准确分类提供了新的研究思路。     

波形分类中半自动确定分类数的方法

 波形分类方法是现今比较成熟的地震相分析方法,此法已在岩性预测、砂体预测、裂缝性油气藏和隐蔽性油气藏预测中得到广泛的应用。然而,在以往实际应用中采用输入层为二维Kohonen网络进行地震相分类数的选择都是靠经验或试验方法确定的,增加了分类的不确定性和相应的工作量。本文提出了用改进的输出层为一维的自组织神经网络,半自动地估计地震相分类数。理论模型验证和实例应用表明,改进的Kohonen网络能很好地估计地震相分类数,从而实现快速准确地划分地震相。     

基于生产资料特征分析的气井分类方法

科学有效的气井分类有利于厘清气井生产状况、掌握其生产特征,从而有针对性地制定单井精细管理策略。为进一步指导气井管理策略的实施并提升分类工作的时效性,从气井的生产状况评价及管理策略制定出发,以大量的现场气井生产数据为基础,引入LDA算法(Linear Discriminant Analysis,线性判别分析),建立了基于生产资料分析的气井分类方法。该方法以排液能力和产液强度两个分类项目对气井类型进行描述,并以易获取的生产数据为基础,分析其特征提出了两个分类项目各自的评价指标,建立了气井分类特征指标体系;基于大量现场气井生产资料及管理经验,构建了带有先验性分类结果的气井分析样本集;引入LDA算法对分析样本数据进行挖掘和处理,实现了对分析样本原始高维数据的降维处理并获得了分析样本在新的低维子空间的分布;最终基于不同类型的分析样本在低维子空间中的分布特征确定了气井分类界限,完成了基于生产资料分析的气井多指标分类。选取分析样本外的20个评估样本实施分类以检验分类方法的性能,获得的分类结果均符合现场实践认识。该方法能够基于对现场生产资料的分析挖掘,实现即时高效的气井分类,同时为制定气井管理策略提供更具针对性的指导,为气井分类提供了一种新思路,对气井的分类研究工作具有一定的指导意义。     

分形几何在隔层分类研究中的应用

陆相碎屑岩储层中,隔层大多分为泥质隔层、钙质隔层、物性隔层,不同类型的隔层对油气水分布的控制不同,挖潜手段也有所区别.常规隔层分类研究多采用岩心分析结果对应测井曲线进行"岩电关系"判定.利用测井曲线具有分形特征,尝试利用分形几何学方法进行隔层分类研究,通过在濮城油田沙二上2+3油藏的应用,取得较好效果.该方法通过计算机实现,降低了工作强度且识别率高,具有较强的实用价值.     

基于改进深度学习方法的地震相智能识别

基于深度学习方法的地震相智能识别技术可以大幅度减少人工操作。现有深度学习方法的网络模型只能提取单一接收域下的目标特征,难以获取地震相在剖面上的全局空间分布信息,模型对少数类地震相的边界刻画效果较差,且缺乏对预测结果可靠程度进行评估的手段。针对这些问题,提出一种用于地震相分类识别的深度学习方法：在U-Net模型的末端加入金字塔池化模块以提高模型获取全局信息的能力;采用一种融合交叉熵与Dice指数的目标函数,改善不均衡数据中少数类地震相边界的刻画问题;提出“预测信息熵”的概念用于评估地震相预测结果的不确定性。该研究方法应用于F3工区地震相预测的实验结果表明：改进深度学习方法在地震相预测中具有更高的精度和更良好的边界刻画能力;同时,预测信息熵指标也能够较好地评价预测结果的不确定性。     

基于分形理论的地震裂缝检测方法

依据地震波的动力学参数对裂缝的敏感性和裂缝的分形特征，以地震层位振幅数据为检测对象，基于图像处理中的分形边缘检测技术。提出了分形理论的裂缝检测方法(多尺度分形参数的地毯覆盖方法和分形压缩方法)。用计算机生成了Mandelbrot分形集和IFS分形，并分别进行了检测试验。效果显著。应用多尺度分形参数和分形压缩2种方法对某油田的层位振幅数据进行了裂缝检测．检测结果清楚地反映了裂缝发育带的分布状况。     

基于可拓理论的深水油田储量分级评价方法研究

在综合分析深水油田地质特点和开发要求的基础上,从影响深水油田开发投资、生产效果、开发效益等方面出发,筛选出深水油田分类特征参数,并确定相应指标分级标准,进而构建出多级评价指标体系;针对深水油田特点,基于可拓理论方法,提出深水油田储量分级评价的基本步骤,并建立相应的深水油田储量评价的多级可拓综合评价方法。实例分析表明,本文方法能够较好地确定出深水油田储量级别,为深水油田的高效开发奠定了基础。     

基于均衡驱替的分段注水层段划分及合理配注方法

分层注水是减少层间干扰、缓解层间矛盾的重要手段,对于纵向层系较多的油藏来说,将储层物性相近的若干层组合,实施分段注水是现场常用且有效的措施。以层间吸水指数级差为注水层段划分指标进行层段划分;根据Buckley-Leverett非活塞式水驱油理论,以实现均衡驱替为目标,建立分段配注量的计算方法,编制计算程序,并用数值模拟模型进行验证。计算结果表明:以层间吸水指数级差作为注水层系分段指标具有科学性;各段配注量分布受储层物性、调控时间、剩余油饱和度影响;调控时间越长,各段间单位厚度配注量差异越小,达到均衡时的含水饱和度越高;段内平均含水饱和度越大,单位厚度配注量越小;层间吸水指数越大,单位厚度配注量越小。