基于Adam-神经网络的致密砂岩脆性评价方法:以南堡凹陷高北边坡为例

致密砂岩储层脆性评价对于"甜点"区预测和压裂改造都有重要作用。针对目前脆性评价力学机理不足、脆性矿物组分分析准确性不高的问题,提出了一种考虑岩石力学性质、脆性矿物组分和岩石成熟度的Adam-神经网络脆性综合评价方法。根据南堡凹陷高北边坡27块岩样的三轴力学实验结果,分析了岩石应力-应变曲线和破坏形态得出Rickman脆性指数,根据全岩矿物X-衍射实验分析得到反映成熟度的黏土矿物和反映脆性组分的非黏土矿物的含量,然后以反映力学性质的Rickman脆性指数为目标函数,以黏土矿物和非黏土矿物含量为训练参数,通过改进的Adam算法建立神经网络脆性评价模型,最后用测井曲线验证模型的准确性。研究表明,该地区脆性矿物以石英、长石为主,中等脆性程度,岩石区域各向异性较强,测井动态力学参数计算的脆性指数与模型相吻合。该Adam-神经网络算法结合力学、地质和矿物学因素,可以快速得到更加准确的区域脆性指数,对指导选井选层,压裂施工都有很好的指导意义。     

叠前弹性参数反演在龙马溪组页岩脆性预测中的应用

页岩气储层的可压裂性对其研究开发影响很大,脆性是评价可压裂性的重要指标,进行页岩气储层脆性预测,可以为水平井设计和压裂工艺提供技术方案。目前页岩气储层脆性评价的主要方法是取心矿物分析法、测井解释脆性评价法、叠前地震资料反演法等方法。前两种方法只能够根据测井解释资料获取纵向上的脆性信息,而横向展布规律难以评价,叠前地震资料反演技术可以获得页岩气储层横向上的脆性展布规律,有利于设计良好的水平井。这里以川南地区龙马溪组页岩气储层为载体,通过分析测井取心脆性矿物含量和岩石物理参数优选,确定了脆性的评价标准及地震评价参数,通过叠前弹性参数反演获得龙马溪组页岩储层的弹性参数体,按照评价标准和评价参数得到龙马溪组页岩脆性的空间分布特征,从而为水平钻井提供技术保障,有助于页岩气储层的"甜点"评价。通过与已知区的对比,说明预测效果较好,所提出的方法和流程具有较强的应用价值和推广价值。     

基于改进层次熵分析法的致密砂岩储层可压性评价 ——以准噶尔盆地Z109井侏罗系储层为例

储层可压裂性评价是储层改造方案设计的重要依据,影响致密砂岩可压裂性的主要因素有天然裂缝、砂岩脆性、水平应力差异、断裂韧性等。研究以准噶尔盆地中部1区块Z109井侏罗系致密砂岩为例,综合考虑天然裂缝、砂岩脆性、水平应力差异、断裂韧性四种影响因素,采用改进的层次分析和熵值法相结合的方法进行了致密砂岩储层可压裂性评价。研究结果表明:可压裂性指数越大,致密砂岩储层越易于压裂,压裂时越能获得较复杂的裂缝网络;可压裂性指数大于0.44,砂岩脆性高,断裂韧性小,裂缝发育程度高,水平差异系数小的储层段为Ⅰ级优质压裂层;可压裂性指数大于0.44,砂岩脆性高,断裂韧性小,裂缝发育程度低,水平差异系数大的储层段为Ⅱ级可压裂层;研究区Z109井4036~4039 m、4062~4067 m、4214~4218 m和4260~4272 m为Ⅰ级优质压裂层,4093~4108 m和4284~4313 m为Ⅱ级可压裂层。研究成果可为致密砂岩压裂改造提供科学依据。      

川东南丁山地区龙马溪组富有机质页岩脆性评价

开展页岩储层的脆性评价对优选页岩气藏有利层段具有重要意义。综合利用岩心、测井、X射线衍射、岩石力学实验等资料,采用岩石矿物组分法和弹性参数法对丁山地区龙马溪组页岩脆性特征进行了综合研究,进而开展了页岩储层可压裂性评价。结果表明:研究区龙马溪组页岩矿物脆性主要受石英、长石、黄铁矿等矿物的影响,矿物脆性指数为36.2%~62.7%,平均48.1%;不同围压条件下,页岩受力破坏主要有劈裂型、双剪切型、单剪切型3种模式,力学脆性指数为40.7%~61.6%,平均52.6%。与国内外其他页岩产气区相比,研究区页岩脆性指数级别为中等偏上,脆性矿物、脆性指数与TOC含量具有较好的相关性,岩石可压裂性较好。DY1井龙马溪组脆性较强井段位于2 027.0~2 054.2m,脆性指数均超过50%,可实施压裂求取产能,与实际生产情况匹配性较好。     

深层致密砂岩储层可压裂性评价新方法

岩石可压性评价是储层压裂改造层位优选、压后产能评估的重要基础工作。准中4区块致密砂岩储层埋藏深、物性差,亟需通过压裂改造提高工业产能。因此,以董2井北三维区侏罗系致密砂岩为例,基于岩石三轴实验建立了致密砂岩断裂能密度—弹性模量的拟合公式,采用矿物成分法和弹模-泊松比法确定了研究区不同深度岩石脆性指数,采用岩石破裂准则确定了研究区不同深度的裂缝发育指数。以断裂能密度表征致密砂岩断裂韧性,以裂缝发育指数表征储层天然裂缝发育程度,综合考虑岩石脆性、断裂韧性、地应力环境和天然裂缝发育程度的影响,采用层次分析法计算了各因素权重,建立了适合深层致密砂岩的可压性评价方法。研究结果表明,可压裂性指数大于0.55时,可压性好;可压裂性指数介于0.50~0.55之间时,可压性一般;可压裂性指数小于0.50时,可压性差;研究区D7井的最佳压裂层位为4145~4160 m、4470~4480 m、5290~5330 m,D8井的最佳压裂层位为5120~5330 m、5350~5365 m,D701井的最佳压裂层位为3900~3910 m、4430~4440 m、4455~4465 m、5125~5135 m。      

基于测井的煤层力学特性评价及煤层气开发有利区预测——以沁南郑庄区块3号煤层为例

准确掌握煤岩力学性质对储层改造及煤层气开发具有重要意义,以郑庄区块3号煤层为研究层位,建立以多测井参数为基础的煤储层横波时差预测模型和以动静态力学参数转换为依据的脆性指数评价模型;利用弹性参数法对研究区内煤储层脆性指数进行了综合评价,发现单井中煤层脆性指数受“边界效应”影响明显且分布具有区域性;脆性指数与煤体结构指数存在正相关关系,并据此提出以脆性指数为依据的煤体结构划分标准;脆性指数与抗压强度、抗拉强度均为负相关关系;四维地震裂缝监测结果显示碎裂结构煤压裂效果最好,原生结构煤次之,碎粒结构煤最差;最后,以含气量与脆性指数为主要评价参数,预测了区块内煤层气开发地质有利区,为煤储层压裂设计提供了依据。     

基于元素俘获测井的页岩脆性评价方法及应用

准确计算页岩储集层的脆性指数对后期的压裂改造有重大影响,利用元素俘获能谱(ECS)测井资料能计算出页岩地层矿物组分含量进而再评价出脆性指数。以某地区五峰组-龙马溪组AA1井为例,选择八元体积模型,用带约束条件的最小二乘法求解反演出各矿物组分的质量含量,借助骨架密度中间值,将矿物的质量含量转换为矿物的体积含量后,同时考虑有机质的影响,用石英和碳酸盐2种脆性矿物所占的比例来表征目标区块的脆性指数。结果表明,带约束条件的最小二乘法计算得到的矿物含量精度较高,反演的结果和全岩分析数据吻合度高;用考虑有机质影响校正的脆性指数计算模型能准确的计算出页岩地层的脆性指数。利用ECS测井资料进行页岩地层脆性评价的方法简单易行,效果良好,对页岩气储集层后期压裂改造能提供有力的帮助。     

基于叠前多参数敏感因子融合的浊积岩储层识别技术

浊积岩油藏一直是济阳坳陷重要的勘探类型,经过多年勘探开发,目前面临的是“异质同像”型浊积岩,这类浊积岩的砂岩储层与非储层具有相近的速度、密度以及相似的地震波形特征,常规地震属性和叠后波阻抗识别难度大。由此建立了基于叠前多参数敏感因子融合的储层描述方法。该方法主要包含3个部分：(1)分析了影响横波估算精度的主要因素,建立了基于修正Xu-White模型的多矿物组分横波预测技术,提高了横波预测精度,为弹性参数的精准预测奠定基础;(2)提出了基于反射系数比的敏感因子定量评价方法,得到Murho、Lambrho和POIS这3个敏感弹性参数,应用3个弹性参数构建了敏感因子融合指数F,降低单参数的多解性,准确识别岩性;(3)开展叠前反演技术,反演敏感弹性参数,应用基于RGB三元色信息融合模型对3个敏感参数进行砂岩信息融合,实现岩性的精细预测。该技术在济阳坳陷坨71井区深水浊积岩油藏勘探中进行了应用,精细预测了研究区深水浊积扇体储层展布,预测结果与实钻井吻合度达到85%,提高了储层识别及描述精度。应用研究成果在该区描述砂体有利面积9.5 km~2,部署探井和开发井10余口,其中5口井完钻投产后均获工业...     

致密砂岩气层压裂产能及等级预测方法

致密砂岩储层孔隙度小、渗透率低、含气饱和度低,基本上没有自然产能,需要进行压裂,因此进行压裂产能的预测很有必要。笔者研究了鄂尔多斯盆地苏里格东部地区盒8段致密砂岩气层的压裂产能及等级预测。利用反映储层流动性质的测井参数(电阻率、自然伽马、声波时差、中子、密度)与反应压裂施工情况的压裂施工参数(单位厚度砂体积、砂比、砂质量浓度、单位厚度排量、单位厚度入井总液量),选择数学统计方法神经网络法进行致密砂岩气层压裂产能等级预测。分析比较Elman神经网络、支持向量回归(SVR)、广义回归神经网络(GRNN)3个神经网络预测致密砂岩气层压裂产能模型的网络结构参数、回判及预测精度以及运行耗费时间。结果表明:3个模型中,GRNN网络参数只有1个,回判和预测精度最高,运行时间小于1 s。因此,选择GRNN模型预测致密砂岩气层压裂产能,并用于苏里格东部地区致密砂岩气层压裂产能的等级预测。等级预测准确率达到90%。     

基于孔隙度分级的页岩脆性矿物指数预测方法

均分权值计算法是目前应用最为广泛的一种弹性参数法,但该方法在孔隙度变换范围比较大的地区存在适应差的问题,针对这一问题,通过研究提出一种基于孔隙度分级的弹性参数法。该方法最主要的优点体现在,采用孔隙度分级的思想来获得准确度更高的页岩脆性矿物指数预测。研究成果在某地区S井的应用效果表明,提出的方法预测精度要远好于目前常用方法,这说明,本方法能够被用来更好地指导研究区的脆性矿物指数预测。     

深层致密砂岩储层脆性指数评价新方法

储层岩石脆性评价是储层压裂改造方案设计的重要基础工作,对储层压裂改造效果有着重要影响。以准中地区深层致密砂岩储层为研究对象,开展了0~90 MPa多级围压下的岩石三轴试验,分析了围压变化对于岩石脆性的影响。针对现有脆性指数对目标储层岩石脆性评价效果不理想的情况,基于应力-应变曲线中的能量转化关系建立了新的脆性指数模型,包括岩石峰前峰后脆性指数和综合脆性指数。研究结果表明:试验围压对岩石脆性评价有着显著影响;岩石峰前脆性随围压增大先增加后减小,峰后脆性和综合脆性随围压增大而递减;研究区储层含砾细砂岩的脆性较细砂岩的脆性小,脆性差异主要表现在峰后脆性。      

鄂尔多斯盆地西南部镇泾油田延长组致密砂岩储层裂缝测井识别

低孔低渗致密砂岩储层的测井评价和开发难度较大,裂缝发育情况对这类储层的产能影响十分重要。为了利用常规测井资料实现致密砂岩储层裂缝发育情况的评价,基于井径、电阻率、密度、声波等常规测井曲线计算出8个裂缝指示参数,然后利用这8个参数构建了一个裂缝综合识别参数。该裂缝综合识别参数对裂缝的识别正确率更高。将这一套方法应用于鄂尔多斯盆地西南部镇泾油田延长组致密砂岩储层裂缝识别,对于所有样本,裂缝综合指标法识别正确率为81.4%以上。本研究给出的方法对于利用常规测井资料评价致密砂岩储层的裂缝发育情况和有效性提供了一种途径,对致密砂岩储层的勘探开发有一定的帮助。     

岩石物理建模技术在致密砂岩储层预测中的应用——以鄂尔多斯盆地北部H区块为例

岩石物理建模是叠前反演前重要的基础工作。以致密砂岩储层为目标,剖析了岩石物理建模涉及的主要过程。将测井评价与岩石物理建模视为迭代过程,测井评价提供岩石物理建模的输入数据,岩石物理建模控制测井评价参数的质量。在测井参数具有较高质量的情况下,优选岩石物理建模方法,优化关键参数,较为准确地预测了横波速度等弹性参数,为叠前弹性参数反演提供了可靠的基础数据。利用岩石物理解释模板对叠前反演纵横波速度体进行了解释,提高了致密砂岩气层的识别精度,在鄂尔多斯盆地取得了较好的应用效果。     

针对致密砂岩气储层复杂孔隙结构的岩石物理模型及其应用

针对致密砂岩气储层复杂的微观孔隙结构进行岩石物理建模,在模型中比较了单一孔隙纵横比、双孔隙模型两种表征孔隙结构的表征方式。岩石物理正演分析表明,两种孔隙结构模型均可解释致密砂岩复杂的速度-孔隙度关系。岩石物理反演结果表明,双孔隙模型对测井横波速度的预测精度更高,说明该模型更适用于表征研究区致密砂岩的孔隙结构,反演的软孔比例参数能够反映地层中孔隙结构的非均匀分布。应用双孔隙模型计算致密砂岩地层岩石骨架的弹性模量,与Krief及Pride等传统经验公式相比,该方法考虑了岩石骨架模量与矿物基质、孔隙度和孔隙结构等微观物性因素的关系,理论上更具有严谨性。对致密砂岩骨架模量计算结果的分析表明,少量微裂隙的存在即能够显著影响致密砂岩骨架的弹性性质,同时孔隙空间中的球形孔隙是致密气的主要赋存空间。并且,通过致密砂岩骨架弹性模量,进一步计算了可用于地层评价的Biot系数等岩石物理参数。致密砂岩骨架模量的预测结果可为Gassmann流体替换理论、BISQ孔隙弹性介质理论等岩石物理方法提供关键参数。     

地震叠前反演方法预测页岩脆性指数在南川地区的应用

页岩气的有效开发依赖水平井的压裂效果,而页岩脆性是影响页岩压裂的关键因素。通过对比分析现有的3种脆性指数计算方法,即矿物脆性指数计算法、岩石力学脆性指数计算法、基于多元回归脆性指数计算法,优选基于多元回归的脆性指数计算法计算五峰—龙马溪组(简称龙马溪组)页岩储层脆性指数。以四川盆地东部南川地区龙马溪组海相页岩气为例,利用南川地区三维地震资料叠前反演方法,获取多元回归脆性指数计算方程所需的参数,预测页岩脆性指数。结果表明,在已有钻井矿物脆性指标约束下,叠前反演法计算的脆性指数平面预测效果较好,且与实际压裂数据具有较好的一致性,能够满足南川地区页岩气勘探开发的需要。     

计算页岩气储层矿物成分含量的新方法:黏土视骨架密度法——以涪陵页岩气田为例

常规测井计算方法难以满足页岩气田探明储量申报对储层矿物含量解释精度的要求。基于全岩X衍射和数字岩心构建实验对下志留统龙马溪组页岩气储层矿物成分的认识,建立了简化的岩石物理体积模型,把岩石骨架近似看作由硅质矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物组成。引入"黏土视骨架密度"参数,建立了新的储层矿物含量计算公式。采用岩心全岩X衍射、岩心物性、有机碳含量数据,建立适合研究区的黏土视骨架密度法系列计算图版。基于常规测井数据计算出有机碳含量,通过图版可求得黏土视骨架密度,进一步可求得页岩中与简化模型相对应的三类矿物含量。与传统方法对比,"黏土视骨架密度法"解释精度相对较高,且费用低廉,易于在研究区推广。     

纵横波速度比在东胜气田致密低渗储层流体识别中的应用

东胜气田锦72井区盒1段储层纵向非均质性强,含气饱和度差异大,气水赋存状态多样,预测有效储层是目前勘探开发的关键问题。笔者结合测井数据,采用统计、对比研究方法,建立盒1段致密低渗储层流体测井响应特征及识别标准。理论证明,含气砂岩随着含气饱和度升高,纵波速度和横波速度都降低,但是纵波速度比横波速度变化大,因此,纵横波速度比降低。在此理论基础上,通过交会图分析,定量化识别出储层流体,同时采用纵横波速度比反演与纵波阻抗反演分析,明确了研究区盒1段气水分布规律及其空间展布特征,为研究区油气勘探提供依据。     

岩石脆性预测在吉木萨尔凹陷致密油勘探中的应用

岩石的脆性是非常规油气藏勘探开发中需考虑的关键岩石力学参数之一。岩石脆,压裂过程中易产生缝网,从而有效改造储层,达到提高单井产量的目的。基于岩石弹性参数的归一化杨氏模量和泊松比方法,是当前广泛采用的可用于地震预测的岩石脆性评价技术,但其结果受归一化参数取值的影响较大,适用性受到影响。利用杨氏模量和泊松比的商作为脆性评价指标,并用大量岩石力学实验刻度,大大提高了岩石脆性判别的可信度。利用地震叠前弹性参数反演,开展吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油岩石脆性预测,指导水平井部署。为保证更好的储层改造效果,在水平井轨迹设计过程中不但考虑了储层物性,还充分考虑了岩石脆性。在优选的有利区钻探水平井,并实施了体积压裂,微地震监测结果显示压裂产生了缝状网,储层改造效果理想。该水平井试油获得了稳定高产工业油流。     

定量化岩石物理分析技术在莫索湾地区处理解释中地应用

在油气勘探新区开展地震岩石物理研究,制约的因素之一是缺乏各类岩石物理基础资料。利用莫索湾地区侏罗系三工河组储层沉积环境变化不大的有利条件,首先在莫索湾油气田开发区,开展测井环境校正和归一化,横波预测,敏感弹性参数优选以及岩石物理量板制作等定量化岩石物理分析,随后将开发区定量化岩石物理分析成果在莫10井区探区进行研究和应用,为莫10井区三维叠前地震保幅处理质量控制,储层叠前地震反演和油气检测研究提供了依据。     

低渗透砂岩储层可压裂性新判据

岩石可压裂性的判定大多以脆性指数的方法来评价,但脆性指数概念混杂,地质依据不足,大多停留在半定量估算的水平,没有从岩石破裂机理出发定量评价其可压裂性大小,适用性及准确度均存在较大的局限性。基于低渗透油藏砂岩储层可压裂性缺乏可靠判据的实际,对大庆外围某油田压裂先导试验区块储层开展精细地质建模。采取有限元定量模拟手段,改善固有裂缝预测模式,将原先局限于垂直地层剖面的裂缝预测导向转变为"水平方向预测"。首次提出"平面逐层累积"压裂缝预测方法,对压裂目的层段每小层开展平面裂缝模拟,实现了在三维空间中开展压裂缝定量预测的目的。建立起"实际压裂指数(AFI)"、"潜在压裂指数(PFI)"、"总压裂指数(FI)"、"测井压裂指数(LFI)"4个新判据。结论与现场井下微地震检测结果吻合良好,这将为低渗透油藏提高采收率提供重要的科学依据。