蚂蚁追踪技术在随钻跟踪及井位优化中的应用——以番禺30-1气田为例

基于蚂蚁算法的蚂蚁追踪技术是近几年发展起来的一种先进的优化算法,主要用于断裂系统自动解释技术,能够通过自定义相关参数,对目标区满足要求的大断层、小断层进行精细刻画和定量描述。在番禺30-1气田开发井的随钻过程中,应用该技术识别出了地震体和方差体中难以辨认的小断层和裂缝,分析了导致水平井钻井过程中漏失的原因,并描述了小断层、裂缝的特征,据此为钻井风险的预判提供了依据。以及为后续水平井位的优化提供有价值的参考。实钻结果证实,井位优化效果很好,充分满足了预期的设计要求。     

煤层气直井开发井网适应性优选

利用直井井网开发煤层气,优选合理的井网对于煤层气藏的高效开发关系重大,因此,有必要针对不同储层条件的煤层气藏研究优化井网类型。通过数值模拟方法,针对不同渗透率、不同各向异性的煤层气藏,进行了正方形、矩形和菱形3种不同井网的数值模拟,得出适合不同井网开发的储层渗透率和各向异性的范围。模拟研究表明:正方形井网不适合煤层气的开发;矩形井网适合于中渗、低渗至特低渗煤储层;菱形井网适合于中渗至高渗煤储层。     

Optimization of nonconventional wells under uncertainty using statistical proxies

The determination of the optimal type and placement of a nonconventional well in a heterogeneous reservoir represents a challenging optimization problem. This determination is significantly more complicated if uncertainty in the reservoir geology is included in the optimization. In this study, a genetic algorithm is applied to optimize the deployment of nonconventional wells. Geological uncertainty is accounted for by optimizing over multiple reservoir models (realizations) subject to a prescribed risk attitude. To reduce the excessive computational requirements of the base method, a new statistical proxy (which provides fast estimates of the objective function) based on cluster analysis is introduced into the optimization process. This proxy provides an estimate of the cumulative distribution function (CDF) of the scenario performance, which enables the quantification of proxy uncertainty. Knowledge of the proxy-based performance estimate in conjunction with the proxy CDF enables the systematic selection of the most appropriate scenarios for full simulation. Application of the overall method for the optimization of monobore and dual-lateral well placement demonstrates the performance of the hybrid optimization procedure. Specifically, it is shown that by simulating only 10% or 20% of the scenarios (as determined by application of the proxy), optimization results very close to those achieved by simulating all cases are obtained.     

煤层气井井身结构的地质适应性与优化方法——以黔西地区为例

结合黔西地区煤层群赋存的地质特点和钻井难点,从工程实际和储层保护出发,分析了现有煤层气参数井、预探井井身结构的地质适应性,划分出4种地层(含煤体)结构条件;提出了不同条件下设计与施工优化的4类8种配套井身结构变化形式,并对其优缺点和适用范围进行了分析评价,以期为复杂地质条件下煤层气探井的井身结构设计提供新的思路。     

热储特征对砂岩热储采灌井距的影响

水热型地热资源的回灌式开采是公认的地热可持续开采方式,而采灌井距是地热项目中需要着重关注的问题,以避免开采井中的热突破现象。回灌水在热储中的运移取决于热储特征,也就是储层的透水能力,主要指热储的孔隙度、渗透率及砂泥岩组合关系等参数。基于济阳坳陷典型地热田的储层数据,采用Tough2为核心的Petrasim软件建立数值模型,系统研究了储层孔隙度、渗透率及单砂体厚度对热储中回灌水的运移以及温度场的影响。模拟结果显示：（1）储层孔隙度对回灌压力与采灌井距几乎没有影响;（2）储层渗透率对采灌率和采灌压力影响较大,控制着热储的回灌能力,但对采灌井距没有影响;（3）多次叠置的薄砂层热储中的泥岩隔层影响回灌水运移,在多层薄砂叠置的热储中回灌水水平运移距离远,温度影响范围更大,应扩大采灌井距。该研究对地热开发项目的可持续运行具有指导意义。     

雄安牛驼镇地热田岩溶热储层地热深井井身结构优化设计

雄安新区牛驼镇地热田主要储层为岩溶热储型,地层破碎、裂隙发育,钻进时多失返性漏失。以往的开发主要集中于1800m以浅,岩溶热储段长为300-500m,裸眼段较短,钻进施工较简单。为了加强对深部地热资源的探测,满足雄安新区规划建设的需求,开展了深部地热资源调查工作,主要目的层为雾迷山组和高于庄组,其存在的难点主要有岩溶热储层裸眼段长、地层破碎、长段漏失、上部地层稳定性差等。本文根据深部热储勘探井施工过程中钻遇问题及难点分析,对岩溶热储层深井钻进关键技术进行总结,提出了优化建议,具有一定的参考意义。     

Discussion on the calculation of the rights protection radius of the geothermal well for stratified thermal reservoir

In order to ensure the sustainable exploitation of geothermal resources and prevent the occurrence of thermal breakthrough during the process of geothermal water reinjection, the authors systematically summarized the calculation formulas of the rights protection radius of the geothermal well in this paper. Three shortcomings in the calculation method of the rights protection radius of the geothermal well were identified through theoretical derivation. (1) The parameter f, which is defined as the ratio of the specific heat of water to that of thermal reservoir rocks, is defective. (2) The value of the thermal reservoir recovery rate defined as 0.15 is relatively unilateral, which is not applicable for geothermal wells with different lithology. (3) The calculation time is fixed as 36 500 d, which is not appropriate for geothermal wells with interval development. Based on the problems above, the authors redefined the parameter f and used variables to replace the previous thermal reservoir recovery rate and exploitation time, which can be identified according to different thermal reservoirs and specific exploitation time. By comparison of the applicable conditions of different calculation formulas of the rights protection radius of the geothermal well, the authors proposed that different calaulation formuas should be chosen based on the relationship of the size between β^-1-α and 3λ. And by comparison of the rights protection radius calculation formulas for the mining well and the recharge well, it is found that the rights protection radius of the mining well is always bigger than that of the recharge well. Finally, Shuiwen residential area of Decheng district was taken as an example to verfity the theoretical results.     

层状热储地热井权益保护半径计算探讨

为保证地热资源的可持续开采,防止地热尾水回灌时发生热突破现象,文章系统整理了地热井权益保护半径的计算方法。通过理论推导,发现开采井权益保护半径的计算方法有3个不足之处: (1)公式中参数f定义为水比热与热储岩石比热的比值,存在缺陷; (2)热储回收率取值0.15,较为片面,不能代表不同岩性热储回收率的取值; (3)计算时间固定为36 500 d,较为片面,不适用于地热井间歇开采期。针对上述问题,该文重新给定了参数f的定义,并将热储回收率和开采时间以变量符号替代,可根据不同热储层和具体开采时间加以确定。通过研究不同回灌井权益保护半径计算方法的适用条件,提出应根据(β^-1-α)与3λ的大小关系选择不同的计算公式。对开采井和回灌井权益保护半径计算公式进行对比,发现开采井权益保护半径恒大于回灌井权益保护半径,并以德城区水文家园开采系统和回灌系统为例进行计算,验证了理论推导的结果。     

东河储层敏感性参数与测井的响应关系

在岩心分析的基础上,分析和提取塔中"东河砂岩"储层的11个主要敏感性参数,同时利用常规测井方法可获得的岩石骨架、泥质含量、粘土矿物和物性参数等敏感性参数,然后在油田储层敏感性流动实验资料的基础上,运用逐步回归方法建立储层敏感性与测井资料的解释模型,对实际井进行处理分析。结果表明,由测井解释得到的储层敏感性结论与研究区的敏感性流动实验基本一致。     

油藏多相渗流的面向对象有限元程序设计

近年来,面向对象的编程技术越来越受到人们的重视,并用来解决和模拟各种物理问题和工程问题,特别是在有限元方法编程和模拟中得到了广泛地应用。介绍了面向对象的程序设计方法和它与有限元程序相结合的原理和优点。在此基础上提出了面向对象有限元方法在油藏多相渗流中的应用实例,并按照面向对象的程序设计方法,基于Windows XP平台采用Visual C++.NET语言,建立了有关描述多相渗流的有限元模型的类,给出了类的描述和它的实现方法。建立的相关类及其实现方法主要包括处理矩阵计算的类、节点类、单元类、材料类、形函数类等。据此编制了油藏多相渗流的有限元分析的数值计算程序,并给出了一个数值实例。     

Model parameter optimization for site-dependent simulation of ground motion by simulated annealing: Re-evaluation of the Ashigara Valley prediction experiment

More than 40 groups from 10 different countries participated in a weak- and strong-motion prediction experiment at Ashigara Valley which required the blind prediction of time series, spectra and spectral ratios for selected and instrumented sedimentary sites with well-known geotechnical properties. The wide scatter of the results of this experiment have raised a number of questions as to how to model high-frequency ground motion in the presence of available geotechnical and geophysical data. Using a simulated annealing waveform inversion method, we have tried to optimize and automate the model construction for ID site-dependent ground-motion simulation. We found a whole set of successfull models which provide good waveform fit (r > 0.8) for the observed displacement records at site KS2 but also yield sufficiently accurate response spectra and peak value predictions for both surface and downhole site. This shows that ID models are fully adequate to model the site conditions at least for the weak motion data. The resulting successful layer models consistently show a slower, less dense, and slightly thicker low velocity coverage with stronger damping than the official geotechnical model. Furthermore, their statistical properties directly measure the sensitivity of the individual parameters for the simulations. The critical re-evaluation of our own prediction which was based on stochastic simulation shows that although this approach has its greatest merits in situations where little information is available, it can also be successfully applied to model individual records if sufficient care is taken to determine the source parameters. Simulated annealing waveform inversion has shown to be a powerful tool to optimize that process.     

油页岩原位开采井距影响数值模拟研究

近年来,随着我国能源消费水平的提高,油气资源进口量逐年上升,寻找替代能源逐渐受到世界各国关注。油页岩是一种重要的石油替代能源,其储量巨大,分布广泛,开采前景广阔。地下原位转化开采油页岩具有低污染、占地面积小的优点。本文采用CMG-STARS数值模拟软件建立油页岩地下原位开采模型,通过原位注入热蒸汽法模拟了油页岩地下原位转化过程中的产油动态,并分析不同井距对开采的影响。结果表明,井距对油页岩开采有重要影响,井距越大,油页岩长期开采效果越好,但短期开采效果越差。最后对井距进行敏感性分析,结果表明井距40 m左右时产油效果最好。     

控制碳酸盐岩油藏单井产能的主要地质因素分析——以哈萨克斯坦北特鲁瓦油田KT-I油层组为例

目前国内外针对控制碳酸盐岩油藏单井产能主要地质因素研究还较少。本文以哈萨克斯坦北特鲁瓦油田KT-I油层组为例,基于岩芯分析、测井解释成果、储层微观表征与生产动态分析等资料,宏观上从沉积作用、成岩作用、构造作用以及微观上从储层岩性、储层类型、物性、有效厚度等两方面对单井产能主控因素进行了研究。研究发现单井产能主要受孔隙体积、渗透率与储层有效厚度的直接影响,而孔隙体积及孔隙空间类型受岩性、沉积微相与成岩相控制。在碳酸盐岩中,裂缝的发育可极大程度地改善孔隙连通性,从而增加渗透率,而其发育受断裂作用与构造变形及成岩作用、岩性控制。研究各种地质因素对碳酸盐岩单井产能的控制作用,可为制定初次油气开发方案提供有效的指导,为调整开发方案和老区扩边勘探、滚动开发提供更为可靠的依据。     

储层介质环境对原油裂解生气影响的实验研究

采用封闭黄金管高压釜体系,在恒温(365℃)、恒压(50 MPa)条件下模拟不同储层介质环境下原油的裂解生气过程。实验结果表明:(1)在模拟实验条件下,水、矿物基质对原油裂解具有促进作用,使得气体产率有所提高,其中气态烃产率大约提高1倍,H2、CO2产率也有所提高;(2)硫酸镁溶液的存在可导致原油热解体系发生明显的硫酸盐热化学还原反应(TSR),产生大量H2S气体,同时烃类气体产率也有大幅提高,气体干燥系数明显增大;气体碳同位素数据表明TSR反应使甲烷、乙烷、丙烷相对富集13C;(3)一定量氯化钠溶液的存在会促进TSR反应,使得气态烃与非烃产率明显提高,同时造成烃类气体碳同位素组成的偏重(富集13C),乙烷的增重尤其明显,最大变化可达4‰。因此,储层介质环境对原油裂解具有显著的影响,在利用气体化学和同位素组成对原油裂解气进行研究时需要考虑储层介质环境可能存在的影响。     

坪北油田储层随机建模及结果检验

在坪北油田沉积微相和高分辨率层序地层学研究的基础上，采用顺序指示模拟方法以中期旋回为单位建立沉积微相的三维模型。结合层序地层学研究的结果对模拟结果进行检验，把不同时间单元的沉积微相平面分布提取出来，根据时间的先后顺序进行排列，甚至做成动画，对沉积微相的演化得到直观的认识。结合基准面在此期间的变化情况，进而判断模拟结果的合理性，为模拟结果的判断提供了新手段。     

甘肃庆城庄19井区上三叠统延长组长82亚油层组 低渗透储层的地质特征

长82亚油层组是甘肃庆城地区庄19井区上三叠统延长组中储集砂岩相对富集的层位,但砂岩低渗透性的特点显著,成为影响该区石油储产量增长的主要地质因素.结合前人的相关工作,通过钻井岩心观察、测井曲线分析、储层岩石实验测试等工作,详细地分析了庄19井区长82亚油层组低渗透储层的地质特征,认为沉积微相和压实作用、胶结作用是控制低渗透性储集砂岩发育和分布的主要地质因素,寻找以水下分流河道微相为代表的有利储集相带砂岩体是油气勘探的重要方向.     

甘肃庆城庄19井区上三叠统延长组长82亚油层组低渗透储层的地质特征

长82亚油层组是甘肃庆城地区庄19井区上三叠统延长组中储集砂岩相对富集的层位,但砂岩低渗透性的特点显著,成为影响该区石油储产量增长的主要地质因素。结合前人的相关工作,通过钻井岩心观察、测井曲线分析、储层岩石实验测试等工作,详细地分析了庄19井区长82亚油层组低渗透储层的地质特征,认为沉积微相和压实作用、胶结作用是控制低渗透性储集砂岩发育和分布的主要地质因素,寻找以水下分流河道微相为代表的有利储集相带砂岩体是油气勘探的重要方向。     

赣江新干航电枢纽左库岸地下水浸没控制效果研究

开展二元结构库岸渗控措施研究对于灾害区域地下水资源管理和浸没控制工程的布置具有重要意义。文章以赣江新干航电枢纽工程库区左岸为研究对象,基于区域地下水流动态数值模拟与预测技术,构建地下水三维非稳定流有限元渗流模型,开展水库蓄水后库区地下水浸没动态评价和基于工程组合措施（防渗墙、减压井和抬田）的浸没控制效果对比研究。结果表明：无工程控制措施工况下,水库蓄水三年内库区左岸沿江区域和岸内地势低洼地带会发生较严重的渗漏型浸没;通过联合布设防渗墙、减压井和抬田工程等控制措施,能够有效地将浸没范围控制在堤防工程范围以内;在有防渗墙的截渗作用下,减压井排渍水位是地下水浸没控制的最敏感的参数。渗控工程的建议布置参数：防渗墙渗透系数为17.28×10-3 m/d,减压井间距设置为30 m,排渍水位29 m,减压井距防渗墙的距离为30 m,并在堤内低洼地带进行抬田复垦。本次研究结果可为水库蓄水前期渗控方案的布置提供应用技术支持。     

辽宁金羊盆地羊D1井油砂地球化学特征及意义

在中国地质调查局沈阳地质调查中心实施的"羊D1"井的中侏罗统髫髻山组火山岩中见多处油气显示,取得了油气新发现。对该井已发现的2件油砂样品中的原油采用气相色谱-质谱技术(GC-MS)进行了分析测试,结果显示,2个油砂样品的地球化学特征一致,表现为链烷烃呈现出单峰态的分布,主峰碳数分别为C_(21)和C_(22),无明显奇碳数优势,姥植比值低;萜类化合物表现为,三环萜烷以C_(23)为主峰呈正态分布,C_(24)四环萜烷与C_(26)三环萜烷丰度相当,伽马蜡烷含量较高;甾类化合物表现为规则甾烷相对含量关系为C_(27)C_(29)C_(28),以C_(27)甾烷占优势的不对称"V"形分布。这些指标总体指示,原油为成熟油,对应烃源岩沉积于偏还原性的湖相环境,母质来源主要为藻类等低等水生生物,陆源高等植物也具有一定贡献。通过和周边的北票组烃源岩进行油岩对比研究发现,油砂样品中的原油可能来自于盆地内下伏的下侏罗统北票组烃源岩的贡献。研究结果说明,北票组在金羊盆地分布广泛,其烃源岩可能具有较好的生油潜力,金羊盆地是一个具有勘探潜力的含油气盆地。