沉积模拟实验信息系统的设计与实现

多年来,国内外地质学家在沉积模拟实验研究中积累了海量的实验数据和资料,但目前缺少对此类信息进行规范化管理和共享应用的软件系统。对此,提出浏览器/服务器(B/S)模式的沉积模拟实验信息系统,实现了沉积模拟实验的实验设计方案、实验观测数据、实验结果等信息的集成管理、高效检索和可视化分析等功能,从而为沉积模拟实验的网上信息化管理与分析应用提供可行方案。最后,以某油田辫状河储层沉积模拟实验为例,介绍了系统中实验项目检索、实验详情浏览、砂体测量数据的统计分析等功能的应用效果,说明了本系统的实用性。本系统的研发与应用可极大地方便沉积模拟实验数据的管理、分享及分析工作。

基于样式降维聚类的多点地质统计建模算法

评价多点地质统计建模算法的一个重要指标是能否在保证建模质量的同时较好地协调计算效率和内存空间二者的平衡。基于样式的多点地质统计建模算法SIMPAT存在一定不足,使得SIMPAT算法在提出多年后仍然难以实际应用。国外学者提出了SIMPAT算法的改进算法:Filtersim和DisPat,但是在平衡计算效率和内存空间问题上仍存在一定的不足。通过深入剖析SIMPAT算法的原理和特点提出了基于样式降维聚类的多点地质统计建模算法。新算法采用邻近等间距取样法对所有数据样式进行降维聚类处理,把相似的数据样式聚为一类。不同于SIMPAT算法的一次相似度匹配计算,新算法采用2次相似度比较:先比较数据事件与样式类代表性样式的相似度,找到最相似的样式类;再进一步比较数据事件与该样式类中全部数据样式的相似度,进而确定相似度最大的数据样式。以二维和三维实例比较了新算法与传统多点地质统计建模算法SIMPAT、Snesim、Filtersim和DisPat在相同参数条件下的模拟计算效率。结果表明,新算法在保证模拟质量基础上极大提高了基于样式的多点地质统计建模算法的计算效率,并节省内存空间。

基于p-stable LSH的多点地质统计建模算法

SIMPAT将图像重建思想引进储层地质建模领域,借助于弱化概率的相似性判别指标,用最相似地质模式替换待估点处的数据事件完成预测。当模型较大且数据样式较多时,海量的数据样式相似度计算使得SIMPAT的计算效率较低。为了有效平衡多点地质统计建模算法效率和内存的矛盾,基于SIMPAT算法,提出基于p-stable局部敏感哈希的多点地质统计建模算法LSHSIM,该方法使用局部敏感哈希将数据样式的特征向量映射到哈希表。建模时从哈希表里取出与数据事件的特征向量具有相同哈希值的数据样式,用最相似的数据样式替换覆盖待估区的数据事件完成建模。利用实例对比新算法与SIMPAT等现有方法的结果表明,LSHSIM算法计算效率高,并节省了内存空间,对算法的关键参数进行了敏感性分析、非条件和条件模拟,能较好再现训练图像的先验地质模式。

基于局部各向异性的非平稳多点地质统计学算法

基于平稳性假设的传统多点地质统计学在非平稳建模中存在不足。提出一种基于局部各向异性分区的多点地质统计建模方法,利用不同方向变差函数变程组合的玫瑰花图定量表征训练图像的局部各向异性,结合经典多维尺度分析和K均值聚类分析对非平稳训练图像进行自动分区,各子区域相互独立,分区内运用传统平稳性多点建模算法模拟,最终实现非平稳性建模。以裂缝网络建模为例,新方法较好地模拟并再现训练图像的非平稳性,对多点地质统计建模算法的非平稳建模具有很好借鉴意义。

基于BP神经网络产能预测方法在环江地区长6段的应用

BP神经网络是一种基于误差反向传播的多层前馈网络技术,能很好解决非线性映射和数据泛化等问题,且能容许个别样本出现错误。环江地区长6储层产能预测影响因素较多,在综合考虑各影响因素的基础上,利用灰色关联法选择影响产能的储层参数,进而建立BP神经网络预测模型对产能进行预测,通过与基于RQI储层品质因子及支持向量回归机的产能预测方法进行对比分析,表明基于BP神经网络预测结果正确率高于另外两种方法。

基于体素模型的砂岩侵入体三维重建

砂岩侵入体是由沉积后的砂岩再活动并侵入到周围地层中形成的一种特殊砂体。为了研究其演化过程,设计了砂岩侵入体形成过程的模拟实验。针对实验结果,提出了基于体素模型法和Petrel软件的三维重建方法:在实验切片的基础上,对所得到的实验照片进行预处理,将其转化为Petrel软件能够识别的Gslib格式的数据体,再使用克里金插值算法进行模拟。结果表明,克里金算法可以很好地再现砂岩侵入体的外部形态,多组切片的特征参数统计可以定量地刻画出侵入体的形态,以期为实际岩性油气藏中的规模预测提供理论指导。

如何深入浅出讲解变差函数的内涵

作为一门地质资源类的专业课程,地质统计学已在多所高校开设。在储层地质建模和地质统计学课程的授课过程中,须特别注重基本概念的讲述,这些基本概念包括空间区域化变量、空间自相关性以及变差函数等。为了让学生更容易理解变差函数概念,文章深入浅出地展现变差函数的物理意义及特点,并以多个实例演示不同空间结构模型的变差函数形态,让学生掌握变差函数的本质。

并行布尔模拟算法

布尔模拟是一种基于目标的模拟方法,主要用于模拟河道、泥岩夹层等具有相对简单几何形状对象的分布。地质统计学软件库(GSLIB)中的Ellipsim程序是布尔模拟的经典程序,采用Fortran编写。笔者主要介绍了如何利用Visual C#4.0和.NET Framework 4.0的并行扩展把Ellipsim从串行化模式改写为并行化模式。通过自动测试模块和耗时统计模块统计了并行化的加速比,结果表明并行后的程序在很大程度上提高了计算速度。布尔模拟的并行化方法对于其他随机模拟程序的改写具有很好的借鉴意义。

基于单一图像生成对抗神经网络方法在沉积相建模中的应用

沉积相建模是储层建模中的一个重要环节,有多种方法可以用来建立沉积相模型。传统的建模方法需要利用各种参数对变量的空间结构信息进行刻画,如变差函数、数据样式等,在模拟中再现这种空间结构。利用生成对抗神经网络方法(GAN,Generative Adversarial Nets)建模采用了不同的策略,通过对大量图像(模型)的学习,生成与学习样本具有高度相似特征的模型。基于单一图像生成对抗神经网络方法(SinGAN,Generative Adversarial Nets based on single image)对传统的GAN方法进行改进,仅需一张图像进行训练就能够生成高度相似的图像。以N气田2个小层的沉积微相图为例,建立了相应的沉积相模型,并与经典的基于样式的多点地质统计学建模方法(Simpat)对比可以看出,SinGAN方法与训练图像刻画的沉积微相空间结构更相似,具有良好的应用前景。

基于平均熵值的多点地质统计建模参数优选方法

多点地质统计建模方法通过训练图像获取空间结构和相关性统计特征,重建结构复杂的储层地质模型,为提高油气预测效果服务。不同建模参数的选择会直接影响计算效率和模拟结果,因此选择合适的建模参数至关重要。鉴于传统参数灵敏度分析方法的不足,提出一种基于模式均熵的多点地质统计建模参数优选方法,采用Hsim相似度对随机模型和训练图像的模式均熵差异进行量化分析。以多点地质统计建模参数——样板尺寸为例,计算建模参数集和训练图像的空间及结构特征相似度,建立基于模式均熵差异的空间相关性评价指标和建模参数的拟合曲线,将相关性评价曲线趋于平稳的拐点所对应参数值作为最优参数。实验结果表明,相比传统参数优选方法,基于单点熵代替两点熵进行平均熵值计算的新方法可以准确客观地优选出多点地质统计建模算法的参数。

基于连通性函数的多点地质统计建模参数敏感性分析方法

不同建模参数不仅影响建模质量,也决定了油气藏预测开发风险,找到一个合适的建模参数设置是获得良好建模的前提,对降低油藏开发风险具有积极意义。这里以多点地质统计学经典算法Snesim为例,通过连通性函数定量化地分析Snesim建模过程中参数两个关键参数(搜索节点数、多重网格层数)对建模效果的影响。针对以上参数利用连通性函数和余弦相似度CosSim函数,评价建模参数集的多点地质统计随机模型与训练图像的空间相关性及结构特征相似性,进而建立基于连通性函数的空间相关性评价指标与建模参数的关系曲线,选取评价指标开始平稳、进入平台区域时的拐点所对应的参数值作为最优参数。大于最优值参数将变得不敏感,模型效果不会随着参数值增加而得到明显改善,相比传统人工视觉判别方法,本方法可以客观定量化地描述建模参数的敏感性。

解决地质非平稳性的新方法

在传统的储层随机建模中,获得具有代表性的统计数据需要平稳的训练图像,因此,建模中都基于平稳性假设。针对非平稳地质现象是普遍存在的这一事实,首先提出了四种不同的多点地质统计学算法来模拟非平稳现象,然后从方法和应用的角度具体阐述了用存在的模型作为训练图像结合核函数新的多点模拟方法。结果发现,该方法能很好地捕获真实空间地质体的空间差异性。同时,这个算法具有很重要的实践意义,解决了基于地质过程储层模型的井数据条件化的问题。

碎屑岩储层叠覆式沉积理论和技术创新及油气勘探开发应用

陆相碎屑岩储层是我国油气生产的主力储集层.碎屑岩储层结构复杂,呈朵状频繁叠覆,朵体成因和规模具有明显的层次性.朵体内部及朵体间的渗流遮挡条件复杂,形成不同类型的岩性油气藏,朵体间及朵体本身的渗流差异形成复杂的剩余油的分布,影响油气藏开发效果.需要通过理论和技术创新,解决储集单元识别、储层结构解剖、砂体定量刻画、流体流动分析、剩余油准确评价、剩余油挖潜方案制定等一系列难题.主要技术瓶颈包括:①如何采用新的理论技术更加准确地、及早地预测碎屑岩储集体的分布和储层非均质性是碎屑岩储层沉积学面临的总体难题;②经典的沉积模式和传统的小层对比技术对储层结构的认识存在偏差,需要通过过程-响应分析建立新的储层沉积模式;③常规的地震、测井和动态解释技术难以满足勘探开发一体化条件下对储层进行精细表征的要求,需要结合新的理论和新的数据处理技术进行信息挖掘、储层精细描述和定量表征;④现有地质建模软件难以准确刻画储层地下地质特征,造成数值模拟误差较大,需要研发基于沉积过程的多点地质统计学建模新技术.