简介:在为特定的油藏管理问题寻求最佳解决方法的过程中,正规的优化策略一般都要评价数百种乃至数千种方案。如果用地下的数值模拟模型来预测这些方案的效果,那么这一过程就会耗费大量时间。为了在某些优化技术[例如遗传算法(GA)或模拟退火(SA)]所主导的搜寻求解的过程中取代此类模拟模型,可以采用训练人工神经网络(ANN)的做法。可以从一个有代表性的模拟样本出发来训练神经网络,而这一样本则构成了解决许多不同管理问题所需的可反复使用的知识库。这些概念已被应用于BP公司彭帕那(Pompano)油田的一个注水项目。这里的管理问题是确定1—4口注水井的组合位置,它将使彭帕那油田今后七年的简单纯利获得最大化。利用石油行业的一个标准油藏模型,为取样于25个潜在注水井井位不同组合的550次模拟创建了一个知识库。首先要查询这个知识库,以回答三年和七年内使简单纯利最大化的最优方案问题。有关的答案表明,如能将仅依靠改变现有生产井的注水扩大为新钻三至四口注水井,就可能实现利润的可观增加,但资本费用也会增加。当这一知识库用作人工神经网络训练和测试的样本来源时,可以获得更好的答案。训练人工神经网络是为了预测最高注水量以及开始注水后三年和七年的油、气产量。人工神经网络对这些数量的快速估算可以用于纯利润计算中,而遗传算法又可以利用这一计算来评估不同注水井组合方案的效果。遗传算法的探索扩展了求解的空间,它含有的新方案在纯利润上超过了仅查询上述知识库所找到的最佳方案。为了评估预测误差对求解质量的影响,可以将人工神经网络预测油、气产量时所得出的最佳方案,与油藏模拟模型本身预测油、气产量时找到的最佳方案加以对比。虽然完成基于模拟模型的方案�
简介:准确地预测凝析气井的产能一般需使用密网格数值模拟法以模拟凝析油带的形成,并考虑诸如非达西流动和高毛细管数条件下相对渗透率变化等高速度现象。本文提供了一种能预测凝析气井动态的新技术,该技术使用了能用于电子表格软件的较为简单的技术。所提出的计算法采用油气藏枯竭物质平衡模型和向井流动动态的两向拟压力积分法。拟压力积分法已被推广到涵盖高速效应并顾及凝析油带形成所引起的产出流体组分的变化。该新技术已经通过与密网格组分模拟结果相对照而得到验证,且在垂直井、水平井和水力压裂井的各种情况范围内其结果的一致性相当好。电子表格软件模型法成为一种快速预测凝析气井动态、鉴测各种不同类型井中凝析油堵塞效应或研究敏感性的有力工具。同时它在涉及诸如地表设施、钻井计划和天然气销售合同等综合研究中需要使用简单凝析气储层动态模型的时候也是很有用的。
简介:由于油气勘探开发问题已变得十分复杂,已无法只依靠一个学科来解决,同时我们又处在信息爆炸的时代,所以油气行业的多学科分析方法和数据发掘工作也就显得越来越必要,已远远超出了职业好奇心。为了解决我们所面临的困难问题,需要为传统学科(例如石油工程学、地质学、地球物理学和地球化学)拆除我们所构建的隔墙,同时寻找真正的多学科解决办法。因此,我们今天基于结果的“综合”将不得不让位于一种新的综合形式,这就是学科综合。此外,为了解决复杂问题,还需要超越标准的数学技术。为此,需要用一些新兴的成套方法和软计算技术(例如专家系统、人工智能、神经网络、模糊逻辑、遗传算法、概率推理和并行处理技术)来补充常规的分析方法。软计算与常规(硬)计算的区别,表现在软计算可以接受模糊性、不确定性和局部真实。软计算还具有易于使用、功能强大、可靠有效和成本低廉的特点。在这篇综述性论文中,我们要特别强调软计算对油气藏智能描述和勘探的作用。
简介:为了识别三维地震数据和生产测井数据之间的非线性关系和映射,开发出了的一种综合方法。该方法在一个在产油田得到了应用。它采用了诸如地质统计和传统的模式识别等常规技术,并结合现代的软计算(softcomputing)技术(神经计算学、模糊逻辑学、遗传计算学和概率推理学等)。我们的一个重要研究目的,是在三维地震数据和现有的生产测井数据的基础上,利用聚类(clustering)技术确定最佳的新井井位。采用三种方法进行分类:(1)k-平均聚类;(2)模糊c-平均聚类;(3)识别相似数据体的神经网络聚类。在井筒周围可以识别聚类组(duster)与生产测井数据的关系,所得结果用于在远离并筒方向上重建和外插生产测井数据。这种先进的三维地震和测井数据分析与解释技术可用于:(1)确定生产数据和地震数据之间的映射;(2)在多属性分析的基础上预测油藏连续性;(3)预测产层;(4)优化井位。
简介:地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题。从Ricker(1953)开始研究地震分辨率至今已50多年了,但大部分的研究集中在原始地震观测道的垂向分辨率上。近年来开始引进和讨论地震偏移成像空间分辨率的概念。Beylcin(1985)、Wu和Toksoz(1987)、Seggem(1994)、Vermmer(1998)、Chen和Schu—stet。(1999)等人做过成像分辨率的研究,但都是定性的实验分析,研究了影响地震成像分辨率的若干因素。我和几位合作者(2002)提出了地震成像分辨率的定量计算公式。本文从理论上完善了地震成像分辨率的分析并进行了一些实验。影响地震成像空间分辨率有8项因素。在三维情况下它们为地震波的频率f、波的传播速度v、炮检距2h、炮检距中点M距坐标原点O的水平距离L、中点M与原点O连接线的方位角a、成像点深度z0、成像分辨率表现方向的水平方向角θ和其与正Z轴的夹角β。每个因素均有不同的作用,其中频率和速度可合并为波长λ。这些因素可分为3种类型:第一种是观测参数,如λ和h;第二种是成像孔径参数,如L和a;第三种为地质参数,如z0、β和θ。为了提高成像分辨率要考虑以下几个重要的成像空间分辨率性质:①成像分辨率随波长的减小而提高;②成像分辨率随成像点的深度增大而降低;③成像孔径内最大炮检距地震道的限定空间分辨力为λ/2;④最大分辨率的地面道位于(Lm,θm)点(Lm=z0tanβ,θm是给定的),为提高成像分辨率,孔径中点应在(Lm,θm),孔径大小由最远道的空间分辨力(λ/2)所限定。本文还讨论了叠前偏移和叠后偏移的空间分辨率。指出振幅保真地震偏移问题应当和高分辨率成像问题同时研究。
简介:美国的商业性天然气最早(1821)产自阿巴拉契亚盆地富含有机质的泥盆系页岩。了解有机质页岩层的地质和地球化学特征,提高其天然气生产率,是20世纪70年代以来耗资巨大的研究工作中极具挑战性的问题。页岩气系统基本上是生物成因(主要类型)、热成因或者生物——热成因的连续型天然气聚集,它以大面积含气、隐蔽圈闭机理、可变的盖层岩性和较短的烃类运移距离为特征。页岩气可以是储存在天然裂隙和粒间孔隙内的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气。美国正在进行商业性采气的5套页岩层,在热成熟度(Ro)、吸附气馏份、储层厚度、总有机碳含量和天然气地质储量等五项关键参数上有出人意料的巨大变化。此外,低基质渗透率页岩储层中的天然裂缝发育程度是天然气生产率的控制因素。目前,只有少数天然裂缝十分发育的页岩井不采取增产措施便可生产商业性天然气。在其它的大多数情况下,成功的页岩气井需要进行水力压裂。密歇根盆地的泥盆系Antrim页岩和阿巴拉契亚盆地的泥盆系Ohio页岩约占1999年全美页岩气产量(380×10^9立方英尺)的84%。但是,后来经过充分勘探和开发的其它3套主要有机质页岩层,即伊利诺伊盆地的泥盆系新Albany页岩、福特沃斯盆地密西西比系的:Barnett页岩以及圣胡安盆地白垩系的Lewis页岩,其天然气年产量正在稳步上升。在作过资源评价的盆地中,页岩气资源量十分丰富,其地质资源量高达497~783×10^12立方英尺。技术可采资源量(Lewis页岩除外)变化在31~76×10^12立方英尺之间。其中以Ohio页岩的地质资源量和技术可采资源量最多。
简介:在全世界的非常规含气系统中,盆地中心气系统(BCGS)可能是经济价值较大的一种。美国每年的天然气总产量有15%来自盆地中心气系统。在许多方面,这些区域性分布的气藏都不同于常规圈闭气藏。与盆地中心气系统相关的盆地中心气藏(BCGA)具有区域性普遍成藏的典型特征,它们处于气饱和状态,具有异常压力,通常缺失下倾的水接触面,同时储层渗透率很低。这些气藏有些是厚度仅几英尺的单个孤立储层,有些则是几千英尺厚的叠置储层。目前人们已经识别两类盆地中心气系统:一类是直接型,以拥有气型源岩为特征;另一类是间接型,以油型源岩为特征。在埋藏和热作用过程中,这两类盆地中心气系统源岩的差异导致了系统特征的明显不同,从而对勘探战略产生影响。已知的盆地中心气藏以直接型为主。盆地中心气藏的勘探从初期到现在都集中在北美地区。在世界上其它地区,人们对盆地中心气系统的概念知之甚少,因此以这些气藏为重点的勘探活动微不足道。
简介:美国最初(1821年)的商业性天然气产量产于阿拉巴契亚盆地富含有机质的泥盆系页岩中。自70年代以来,了解有机页岩地层的地质和地球化学特征和提高天然气产能已先后取得数百万美元的研究价值。页岩含气系统实质上是连续的生物成因(占主导地位)、热成因或生物—热复合成因气藏,其特征表现为含气饱和度分布广、具有隐蔽圈闭机理、具有不同岩性的基层和相对较短的运移距离。页岩气既可以游离气状态储藏在天然裂缝和粒间孔隙中,也可以气态形式吸附在干酪根和粘土颗粒表面或溶解在干酪根和沥青中。美国现有5套商业性产气页岩,它们的5个关键参数变化极大,这5个关键参数是:热成热度(用镜质体反射率表示)、吸附气馏分、储层厚度、总有机碳含量和天然气地质储量。另一方面,在基岩低渗透率页岩储层中,天然裂缝的发育程度是控制天然气产能的一个重要因素。迄今为止,仅在少数未实施增产措施的页岩井中获得商业产气量,这些井钻遇到天然裂缝网络中。在大多数其它情况下,在成功的页岩气井中必需进行水力压裂。1999年总共生产了380bcf页岩气,其中,产自密执安盆地泥盆系Antrim页岩和阿巴拉契亚盆地泥盆系俄亥俄页岩中的气约占84%。但是,产自后来相继投入勘探和开发的另外3套主要有机页岩的天然气年产量稳定增加,这3套有机页岩分别是伊利诺伊盆地泥盆系NewA1bany页岩、沃思堡盆地密西西比系Barnett页岩和圣胡安盆地白垩系Lewis页岩。在已估算天然气储量的那些盆地中,页岩气的资源量为497—783tcf。所估算的技术上可采纳资源量(Lewis页岩除外)为31—76tcf。在2套页岩中,0hio页岩中的天然气资源量占有最大约份额。
简介:非常规浅层生物气可分成两个截然不同的含气系统,因为它们具有不同特征。早期生成的含气系统的几何形状呈席状,并且在源岩和储集岩沉积后不久就开始生气。晚期生成的含气系统的几何形状呈环状,并且源岩和储集岩沉积后隔很长一段时间才生气。对于这两个含气系统类型来说,气主要是甲烷气,并且均与未达到热成熟的源岩有关。早期生成的生物气含气系统以艾伯塔(Alberta)、萨斯喀彻温(Saskatchewan)和蒙大拿(Montana)的大平原(GreatPlains)北部白垩纪低渗透率岩层产出的气为代表。主要产区为艾伯塔盆地东南边缘和威利斯顿(Williston)盆地西北边缘地区。很大体积的白垩纪岩层的区域分布型式可以概括为西面为厚层、陆相、粗粒碎屑岩、而东面为海相薄层、细粒岩层。下部的储集岩往往要比上部储集岩颗粒更细,并且具有更低的孔隙度和渗透率。同样,下部的源岩层具有更高的总有机碳值。上部单元和下部单元的侵蚀、沉积、变形和生产模式均与以区域断裂线为界的基底断块的几何形状有关。地球化学研究表明气和共同产出的水处于平衡状态,并且该流体相对比较老,即达66Ma。早期生成含气系统的其它例子还有威利斯顿盆地西南边缘的白垩系碎屑储集层和丹佛(Denver)盆地东部边缘的白垩层。密歇根(Michigan)盆地北部边缘的泥盆系安特里姆(Antrim)页岩可作为晚期生成生物气含气系统的典型。储集岩是裂缝性,富含有机质的黑色页岩,它同时也作为源岩。尽管裂缝对开采很重要,但是裂缝与某些具体地质构造的关系并不清楚。地球化学资料表明,和气一起采出的大量水是相当淡的水,而且比较年轻。目前的见解认为,生物气是在冰川融水进入由裂缝造成的通道系统时生成的,可能现在还继续生成。晚期生成含气系统的其它例子还有�