基于随机森林算法的油气层敏感性损害预测

储层损害贯穿在油气田勘探开发的各个时期,其种类繁多、损害机理十分复杂。传统岩心流动实验评价储层敏感性的结果可靠,但岩心获取成本高、投入时间和成本大。调研和实践表明,利用神经网络、随机森林等算法基于小规模样本建立的模型可以实现对样本的预测,节约时间和经济成本。基于X区块敏感性室内评价小规模样本资料,选择训练集及测试集,深入对比了BP神经网络算法、径向基函数神经网络算法、随机森林算法,优选出随机森林算法作为储层敏感性损害定量诊断的主要方法,采用网格搜索等算法进行了超参数优化、根据因素权重对数据进行降维,以此提高预测精度,搭建了完整的模型。4种损害模型的R2平均值为0.852,预测精度在90.00%~95.68%。

天然气水合物储层仿生井壁稳定剂研制及其作用机理

针对南海天然气水合物弱胶结泥质疏松砂岩储层井壁坍塌、失稳难题,本文从模仿贻贝邻苯二酚基团水下粘附机理的思路出发,利用具有成膜性能的聚乙烯醇(PVA)和富含邻苯二酚和邻苯三酚基团的单宁酸(TA)复配,研制了一种能够在水下环境提高井壁稳定性的钻井液固壁剂—仿生强化井壁稳定剂(JBWDJ)。从主动提高粘土矿物颗粒间胶结强度、抑制粘土水化分散、膨胀和稳定水合物构型3个方面强化储层稳定。实验结果表明:JBWDJ浸泡16 h后的岩心土块保持形状完整且具有一定抗压强度,而被清水、聚丙烯酰胺、聚胺抑制剂等溶液处理后的岩心土块均呈散砂状;与未处理岩心相比,JBWDJ可将人造岩心抗压强度提高2.01倍;SiO2微球修饰的原子力探针与5%JBWDJ的粘附力达2314 nN;3%JBWDJ的水溶液处理后的页岩岩屑滚动回收率为80.85%,与清水(48.4%)、聚合物固壁剂(52.35%)和氯化钾(26.3%)溶液处理后的岩屑相比,可显著提高岩屑回收率;含3%JBWDJ的钻井液体系岩心膨胀高度仅为0.9 mm,与不含JBWDJ钻井液体系浸泡处理后岩心土块膨胀高度相比,可将膨胀高度降低50%。流变测试和储层保护实验评价表明,该JBWDJ具有较好的流变性和一定的储层保护能力。透射扫描电镜(TEM)、红外光谱、扫描电镜(SEM)和能谱元素(EDS)等微观机理分析表征阐述了JBWDJ固壁的作用机理。该JBWDJ通过氢键作用构建了网状结构,吸附在岩心颗粒表面,增强了粘土矿物颗粒间的胶结,并在表面形成致密的仿生膜。且具有较好的抑制粘土水化膨胀、分散的效果,从而实现提高岩心抗压强度,强化储层稳定的目的。同时原位拉曼光谱对比分析表明JBWDJ不改变I型甲烷水合物的结构。通过上述力学性能测试和微观机理表征可得出,JBWDJ可为保障水合物储层井壁稳定提供新材料。

砂岩注水储层细菌堵塞时空演化定量模拟技术

注水开发是油气田最主要的开发方式,但注入水中的硫酸盐还原菌、腐生菌等在适宜条件下会在地层中大量增殖,堵塞储层孔喉,造成储层渗透率和注水量大幅下降等。在综合分析影响细菌堵塞因素条件下,采用多孔介质传热、传质理论,进行矿场尺度下砂岩注水储层细菌堵塞数值模拟研究,并利用正交网格差分、五点隐式法进行数值求解,得到不同时期细菌量、营养物质量、储层损害程度的空间分布状况,实现细菌对储层损害的时空演化定量模拟。结果表明:细菌损害注水储层多发生于近井壁2~3 m区域,在适宜细菌生长条件下将导致注水储层渗透率降低超过90%;储层温度和注水速率是影响细菌损害储层的主要因素,降低温度有利于细菌繁殖而增加损害程度,降低注水速度将增加细菌对井眼周围储层的损害程度,增加注水速度则有利于减轻损害。