我国油气开发监测技术进展

文章介绍了油气开发中主要关心的油气藏、井场设备及套管的监测技术和运用效果,油气藏监测主要是剩余油和油藏储藏物性的监测,套损直接影响油、水井的使用寿命、油、气产量和注水效果,井场设备运行的好坏直接关系油、气产量和注水效果,输油（注水）管道泄漏造成资源的浪费、人身伤害和环境污染事故.通过地球物理、地球化学及油气藏工程等检测和监测技术认识油气藏流体分布、性质、运动状态,评价套管、管线及井场设备的健康状况,为油田优化开发方案的制定、管理及实施提供依据.     

地层主应力综合计算方法及其在套损预测中的应用

地层主应力纵向连续剖面及平面分布结果对油田套损预测起重要作用.研究认为,综合利用各类井资料信息建立系统的地层主应力计算方法,可有效地提供纵向和平面上的地应力分布.重点涉及以下5方面工作:1)以全井段密度测量数据为基础,建立垂向地应力与岩层深度的计算公式;2)以试油测试地层压力数据为约束,声波时差测量数据为基础,建立地层孔隙压力公式;3)以水力压裂的闭合压力为约束,优化模型参数,建立最小水平应力计算公式;4)由多臂井径曲线提供的椭圆井眼形状推算最大水平应力,并以此为约束,优化最大水平应力计算公式的系数;5)在最大和最小水平应力计算的基础上,给出破裂压力计算公式.以卫星油田葡I油层组为例,以区域地质特征为约束,综合利用国内外相关研究成果,系统地给出了由常规测井资料计算地层主应力的方法和步骤,有效实现了地层主应力平面及纵向分布的合理计算.应力的平面分布对注水井套损预测有非常好的效果.     

偶极声源在裸眼井及套管井外的横波辐射特征

偶极横波远探测技术作为近年来发展起来的一门地球物理测井技术,一个重要应用前景就是在裸眼井和套管井测井时寻找井外地层中的油气构造.本文从井中偶极声场积分表达式的远场渐近解出发,对裸眼井及套管井中偶极声源的辐射场进行了对比分析,首次得到了偶极声源在不同声源频率和不同地层类型下的辐射特征.并深入研究了套管井中偶极声源的SH横波远场辐射特性,给出了不同耦合情况下的SH横波远场辐射特性的变化规律,对比了套前套后SH横波远场辐射的异同.结果表明：井中偶极声源的远场辐射特性受声源频率和地层类型影响较大;在套管井中,偶极声源辐射到地层中的横波能量也可以进行远探测,尽管与裸眼井情况相比,辐射能量会有所降低.本文的结果为偶极横波远探测技术的应用提供了理论支持.     

一种注水诱发事件及其研究的地震学意义

近年来,在我国的部分油田普遍发生了一种井孔套管的变形和断错现象,因为它与注水特别是注水压力直接相关,所以称之为注水诱发事件。观察表明,变形套管伴有明显的轴线偏移,严重者完全错断,说明岩体发生了近水平的剪切位移。套变现象与注水压力的相关性为有效应力定律提供了一种新的野外证据,对诱发地震及流体在地震过程中的作用的研究也具有一定参考价值。     

水文地球化学方法前兆机制的实验研究

借助油田的注水实验,我们研究了地下水化学成分的地震前兆机制。实验以10个井同时注水,注水深度为800～1200米。我们选用50～300米深的含水层作为水化学成分观测井。注水井的水源与观测井的含水层无关。当向800米以下深度注水时,该层压力增大,以此模拟从下层来的压力对水化学成分的影响。观测表明:当注水压力传递到上层含水层时,地下水化学成分便发生变化。其变化幅度与观测井的构造部位及地球化学环境有关,与观测井和实验注水井的距离关系不大。     

一种适用于深潜山及内幕的有效储层地震预测方法——以廊固凹陷杨税务潜山为例

杨税务潜山位于廊固凹陷北部,为一呈北东向展布多断块构成的潜山带,油气资源丰富,由于其埋藏深、裂缝-孔隙-岩溶储层交织,各向异性、非均质性较强,使得有效储层难以分辨识别、油藏分布复杂,选点部井较难.本文在充分分析沉积储层特征及油藏主控因素等基础上,选择有利岩性储层发育段,利用叠前逆时偏移和井控拓频等技术,进行高分辨率及内幕信息丰富剖面处理;利用叠前方位道集属性、分频相干和体曲率属性等技术方法,进行裂缝+孔洞复合型储层识别预测;利用AVO属性及地震频率梯度等组合技术进行储层含油气检测,实现了研究区有效储层油气甜点分布预测,其预测成果有效指导了安探1X、安探3X等工业油流井的部署,实践证明,该套组合技术方法简单、有效实用,适用于深潜山及内幕的有效储层地震预测,对类似区带或构造的有效储层地震预测具有指导意义.     

瞬变电磁法过套管电阻率测井技术综述

目前,国内多数油田已步入高含水开采阶段,地下剩余油分散、油水关系复杂,开采难度大.所以正确评价储层剩余油饱和度、提高采收率是各油田都亟需解决的问题.而过套管电阻率测井能实现套管井中储层电阻率的测量,进而计算剩余油饱和度.瞬变电磁法最初应用于矿物资源的探测,近年来,逐步拓展到油气测井领域,瞬变电磁法过套管电阻率测井技术是一种新的套后测井技术,实现了套管井中地层电阻率的测量,为剩余油的监测提供了一种新方法.本文基于大量的文献调研,对瞬变电磁法过套管测量的基本原理和影响因素进行了分析,进而对过套管电阻率测井现有的主要成果进行了总结.     

基于数据分布域变换与贝叶斯神经网络的渗透率预测及不确定性估计

渗透率是储层评价和油气藏开发的关键参数.传统测井方法与常规机器学习方法估算的渗透率都是固定值.但由于测井数据本身存在噪声,渗透率的预测结果可能受到噪声的影响出现测量性的随机误差(即任意不确定性);同时,当测试数据与训练数据存在差异时,机器学习模型在预测渗透率时可能出现模型参数的不确定性(即认知不确定性).为实现渗透率的准确预测并量化两种不确定性对结果的影响,本文提出基于数据分布域变换和贝叶斯神经网络同时实现渗透率预测及其不确定性的估计.提出方法主要包括两个部分：一部分是不同域数据分布的相互转换,另一部分是基于贝叶斯理论的神经网络渗透率建模预测和不确定性估计.由于贝叶斯神经网络存在数据分布的假设,当标签的概率分布与网络的分布保持一致时,贝叶斯神经网络可以更好的学习到数据之间的关系.因此通过寻找一个函数将一个原始域的渗透率标签转换为目标域的与渗透率有关的变量(我们称为目标域渗透率),使得该变量符合贝叶斯神经网络的分布假设.我们使用贝叶斯神经网络预测目标域渗透率以及任意不确定性和认知不确定性.随后,通过分布域的逆变换,我们将目标域渗透率还原回原始域渗透率.应用本文方法到某油田的18口井的测井...     

西非深水区弱固结浊积砂岩岩石物理模型研究及其应用

深水浊积砂岩油气藏是当今世界油气勘探开发的热点目标,西非安哥拉深水区油气资源丰富、潜力巨大.该区第三系深水浊积砂岩埋深浅、成岩作用弱,致使地震反射纵波速度及其阻抗对有利砂岩储层和围岩的区分效果不明显;基础数据的制约如部分井声波或密度资料缺乏或存在质量问题等,给利用井震信息开展地震反演预测带来严重影响.本文旨在研究一套适合该地区储层预测的弱固结浊积砂岩岩石物理技术.为此,通过实际资料的反复论证,提出了拟合推理法确定矿物骨架弹性参数,并对等球颗粒模型进行了改进,创建了适合该地区弱固结浊积岩岩石物理模板,实现了测井曲线的合理校正和横波预测.以此为基础,进一步开展了叠前地震反演和储层的分布预测.结果表明,浊积砂储层预测精度达85%.因此,该岩石物理技术在西非深水区弱固结浊积砂岩的应用是可行的.     

时间延迟神经网络地震油气预测方法

本文绘出基于时间延迟神经网络模型的地震油气预测方法及其初步应用结果，不同于通常的孤立模式识别方法．在特征提取阶段，不仅提取地震道中相应目的层单时窗的特征，同时也提取时窗滑动时的特征，这些多时窗的特征信息反映出地层层序的变化．时间延迟神经网络模型通过井旁道特征串的训练，用于表达特征信息与地层含油气情况的复杂关系和特征信息的变化与地层油气聚集的联系．初步应用表明，这种基于时间延迟网络模型的油气预测方法的结果要好于BP网络方法的结果．     

套管参数对瞬变电磁测井响应的影响

瞬变电磁测井是一种利用套管井内的瞬变响应获取套管外地层电导率的有效方法,但是该方法受套管参数(电导率、磁导率、厚度)的影响很大.本文用频谱法分别在一维和三维三层介质套管井模型中求得了套管井内瞬变电磁响应的精确解,研究了套管对瞬变电磁响应的影响.在一维模型中,套管内表面的反射系数随套管电导率和厚度增加而增大,随磁导率的增加而减小;套管外表面的透射系数随套管电导率和厚度的增加而快速减小,然而其受磁导率的影响较小.在三维模型中,套管内表面的反射系数随套管电导率的增加而减小,随磁导率和套管厚度的增加而增大;套管外表面的透射系数则随套管电导率、磁导率和厚度的增加而减小.依据Doll电磁感应原理,用两个相邻井内深度点测量的瞬变电磁响应相减可以有效消除与地层电导率无关的无用信号.响应相减后的幅度与不同地层电导率的差在400 Hz以下的频率范围内呈线性关系.而0～100 Hz频率范围是瞬变电磁信号各频率分量的主要分布范围,因此用井内瞬变电磁方法对地层电导率进行测量具有可行性.     

注水诱发地震的成因及影响因素探讨

根据胜利油田东营凹陷深井注水所监测到的破裂信号特征分析,结合位于同一凹陷内的角7井注水诱发地震特征,对注水诱发地震的成因进行了探讨.注水过程中地层有无先存破裂面对所诱发的地震产生较大影响,认为诱发地震的震级与注采比和注水井的构造位置密切相关.     

任意形状线电流源三维地电场研究

利用套管供电,通过地表观测视电阻率研究油田注水分布和剩余油分布近来在油田开发中得到了应用.由于现在的油井和水井有很多是倾斜的,因此,研究倾斜线电流源三维地电场是必要的.本文针对任意形状线电流源,从异常电位所满足的微分方程出发,利用有限差分方法实现了任意形状线电流源三维地电场正演.正演结果表明相同模型使用倾斜线源和直线源其地表响应有较大的差别,实际应用中不能将井斜较大的井当作垂直线源,而应以倾斜线源处理.     

用历届吸水剖面和压降资料确定储层大孔道的方法

油田由于长期注水开发,储层的渗透能力明显增强,个别储层已形成了大孔道.识别、治理大孔道是油田进入高含水开发阶段主要工作之一.利用压降法分别计算注水井各个时期的储层渗透率,分析其变化趋势,结合历届关井初期地层压降速度和幅度可以判断注水井大孔道.当储层有效渗透率明显增大,关井初期前5 min内降落幅度是全井降落幅度50%以上,且压力导数双对数曲线中期出现凹型时,注水井存在大孔道.对于存在大孔道的注水井,同位素曲线和流量曲线皆显示的主要吸水层就是大孔道层位;同位素曲线显示不吸水,而流量曲线和井温曲线皆显示的主要吸水层也是大孔道层位,需要对这些层位采取调剖措施.该方法为油田下一步措施、实现储层精细注水提供了依据.     

基于分频反演的油气预测技术及应用——以渤海C构造为例

随着渤海新近系勘探由构造圈闭逐渐向构造-岩性、岩性圈闭的转变,油气成藏情况越来越复杂,因此精确而有效的储层含油气性预测,对提高勘探成功率至关重要.渤海C构造明化镇组砂体非常发育,但是由于受到复杂断裂活动的综合影响,不同断块储层含油气性差异大,尽管前人对渤海新近系储层油气预测方法进行过大量研究,但每种方法都有其使用的局限性,因此探索适合该区的油气预测技术对该区的勘探评价具有重要意义.在对不同流体时频谱特征研究的基础上,引入分频反演技术进行油气预测研究,首次将对油、气、水区分明显的电阻率曲线融入到分频反演中,并对反演过程进行约束,来进一步提高油气预测的精度.实钻证实:油气预测结果与井具有更高的吻合度,为后期井位部署及储量计算提供了重要依据,对类似地区储层含油气检测研究具有一定的推广和借鉴意义.     

基于MATLAB神经网络方法的多层砖房震害预测

提出利用MATLAB人工神经网络工具箱建立基于贝叶斯正则算法的BP神经网络模型,以地震区多层砖房震害调查数据为因子的震害预测方法.神经网络模型输入震害因子包括建筑的层数、施工质量、房屋整体性等,输出值为建筑物在地震作用下的破坏程度.结果表明,本方法可以对多层砖房的震害样本进行预测并达到较理想的效果.     

致密砂岩气藏动态分类委员会机器测井流体识别方法

致密砂岩流体识别难度大,智能算法能够较好地建立其流体识别模型.相较于单一智能算法,分类委员会机器通过联合多个专家(智能算法)有助于提升智能模型整体性能.而针对分类委员会机器中单个专家性能难以提升的问题,添加门网络构建动态分类委员会机器是一种更有效的模块化学习方式.本研究首先采用门网络将输入数据划分为多个子数据集,然后联合决策树、概率神经网络、贝叶斯分类、BP神经网络、最近邻算法分别训练子数据集得到多个子模型,最后利用组合器最优化子模型组合得到最佳的流体识别模型.针对塔里木盆地库车坳陷大北、克深、博孜地区致密砂岩地层测井数据和测试数据,采用平均影响值法优选敏感测井系列作为输入,构建了动态的测井流体识别模型,其训练、验证准确率分别为96.29%和91.39%.利用此模型以BZ9井为例进行流体类型判别,预测结果与测试结果一致.该方法将无监督与有监督学习相结合,引入门网络提高了数据集利用效率,避免了数据集分布不均衡对模型构建的影响;采用投票机制集成多种专家,建立了子模型与专家的适应关系,流体识别模型预测精度和泛化能力大大提高.     

基于LSTM循环神经网络的储层物性参数预测方法研究

储层物性参数是反映储层油气储集能力的重要参数,表征了不同地质时期的沉积特征.地球物理测井参数由深及浅反映了不同地质时期的声、放、电等沉积特征,因而测井参数和泥质含量(孔隙度)之间有很强非线性映射关系,并具有时间序列特征.充分利用多种测井参数预测储层泥质含量和孔隙度对于储层精细描述具有十分重要的意义.深度学习技术具有极强的数据结构挖掘能力,目前,全连接的深度神经网络已经在泥质含量预测进行了初步尝试并取得了较好的效果.而长短时记忆(LSTM)循环神经网络更适合解决序列化的数据问题,因此本文提出基于LSTM循环神经网络利用多种测井参数进行泥质含量和孔隙度预测的方法,预测结果的均方根误差比常规全连接深度神经网络分别下降了42.2%和48.6%,实际应用表明,对于具有序列化特性的泥质含量和孔隙度,LSTM循环神经网络预测的准确性和稳定性要明显优于常规全连接深度神经网络.     

基于广义S变换的分频反演在南海深水区油气勘探中的应用

通过建立地质模型寻找地震属性参数来预测含油气性的方法不断发展并取得了较好的效果.但是对于海相沉积环境下受构造控制的复合油气藏的研究,常规的油气预测方法存在局限性、多解性,还无法准确识别有效含气层,因此探索适合该地区的油气预测技术有着重大意义.为此本文首先对物性参数敏感性孔隙度及渗透率作了定量分析,依据分频数据体对流体信息的高灵敏度,利用改进的广义S变换结合AVF关系同时在井数据约束下对孔隙度和渗透率进行了分频反演,获得了孔隙度和渗透率反演剖面,准确有效地刻画了含气储层.实验证明,分频反演方法对南海深水区珠江组储层进行精细预测,克服了常规反演在少井无井区无法有效预测的问题,且分频反演预测油气结果比常规方法吻合度要高,提高了深水区油气勘探的精度.     

油气藏开发监测中地-井三维电磁法的数值模拟研究（英文）

在油气田开采的中后期,油气藏动态监测与剩余油气的探测是至关重要的问题。基于地层流体含油气饱和度的变化将导致电阻率差异这一机理,提出多场源多方位地-井垂直电磁剖面法。根据油气藏及其开采过程设计了油气藏动态开发四个进程,采用积分方程方法模拟了多方位、多场源地-井垂直电磁剖面法在油气藏注水开采进程中油气储层电阻率和含油饱和度动态变化的电磁响应特征。通过不同方位地-井电磁场异常强度及形态变化来指示注水开采进程。数值模拟结果表明:该方法可有效监测油气动态变化过程,指示续剩余油分布、注水水淹进程。