改进GRNN网络预测致密砂岩气层压裂产能

致密砂岩储层孔隙度小、渗透率低、含气饱和度低,基本上没有自然产能,需要进行压裂,所以压裂产能的预测很重要。广义回归神经网络(GRNN)稳定,对样本数量的要求低。产能预测关键是样本的选取以及扩展因子的选取。在原有的GRNN预测产能的基础上,利用交叉验证法改进GRNN网络,选取最优的样本确定最优的GRNN网络结构,利用循环判断法,选取最优的扩展因子。改进的GRNN神经网络可以避免确定GRNN网络结构和扩展因子过程中过多的人为影响。笔者利用灰色关联分析法分析压裂产能的影响因素,利用改进的GRNN网络有针对性地建立适合苏里格地区致密砂岩气层的压裂产能预测模型。结果表明该方法在苏里格地区气层压裂产能预测中有较好的应用效果。

煤矿井下电磁波无线随钻测井软件设计与实现

为了实现控制煤矿井下电磁波无线随钻测井仪器,设计并实现了一套煤矿井下电磁波无线随钻测井软件。该软件包括控制软件和随钻监测软件两部分,具有系统自检、数据采集、钻进轨迹偏差计算、电磁波电阻率计算、钻头与顶底板关系判断等数据处理功能。采用MVC对软件的系统构架进行设计。描述了各模块的设计流程,并用C#语言完成软件的开发。实际应用表明该软件现场操作方便可实现随钻测井的实时监测管理。该软件的成功开发,提升了中国煤矿井下随钻测井的能力与技术水平。

致密砂岩气层压裂产能预测主要影响因素确定

致密砂岩储层孔隙度小、渗透率低、含气饱和度低，基本上没有自然产能，需要进行压裂，进行压裂产能的预测很有必要性。致密砂岩压裂产能的影响因素众多，并且各影响因素与产能之间关系复杂，从气井稳定声能公式入手，分别利用线性回归、灰色关联数学手段寻找分析测井参数、压裂施工参数对产能预测的影响因素重要的参数，分析苏里格西部地区致密砂岩气层压裂产能的关键影响因素。为致密砂岩气层压裂产能预测提供基本的参考。

测井频谱分析在火山岩旋回划分中的应用

测井信号是连续的深度数值序列,将深度域看作是时间域,测井信号可以进行属性提取分析。测井属性是指将测井数据经过各种数学变换而推导出的有关测井曲线的几何形态特征、统计学特征及物理特征的特殊度量值。目前提取的属性参数主要有能量属性、小波变换属性、分形属性、多元统计分析(特征参数)等四大类。它们与储层特征、岩性、物性、孔隙流体性质等有密切关系,由此提升测井地质应用能力。本文以长岭断陷火山岩储层为例,介绍了测井属性分析中的频谱分析方法原理、计算步骤和应用实例。

基于测井资料的致密气层单井产能预测方法

致密气层产能评价与预测对于气田的勘探与开发有着重要的意义。从测井资料的角度出发，以储层下限确定、气层识别和储层参数评价为基础，着重从多层合试产能劈分、影响产能主要因素分析、测井产能预测方法等3个方面综合进行了致密气藏的产能估计，并进行了归纳总结，指出利用测井参数进行致密气藏产能预测方法的详细步骤：首先划分出致密气层的储层段；然后在气层识别的基础上分析产能的影响因素；最后选择适当的数学手段进行致密气层的单井产能预测。

致密砂岩气层压裂产能及等级预测方法

致密砂岩储层孔隙度小、渗透率低、含气饱和度低,基本上没有自然产能,需要进行压裂,因此进行压裂产能的预测很有必要。笔者研究了鄂尔多斯盆地苏里格东部地区盒8段致密砂岩气层的压裂产能及等级预测。利用反映储层流动性质的测井参数(电阻率、自然伽马、声波时差、中子、密度)与反应压裂施工情况的压裂施工参数(单位厚度砂体积、砂比、砂质量浓度、单位厚度排量、单位厚度入井总液量),选择数学统计方法神经网络法进行致密砂岩气层压裂产能等级预测。分析比较Elman神经网络、支持向量回归(SVR)、广义回归神经网络(GRNN)3个神经网络预测致密砂岩气层压裂产能模型的网络结构参数、回判及预测精度以及运行耗费时间。结果表明:3个模型中,GRNN网络参数只有1个,回判和预测精度最高,运行时间小于1s。因此,选择GRNN模型预测致密砂岩气层压裂产能,并用于苏里格东部地区致密砂岩气层压裂产能的等级预测。等级预测准确率达到90%。

利用成像测井评价储层孔隙空间的二维非均质性

针对当前储层非均质性评价中表征方法单一、评价仅限于一维的研究现状,提出利用FMI成像测井评价储层井周二维孔隙空间非均质性的方法。通过比较目标储层的孔隙度频数分布曲线,从宏观上判断储层井周二维非均质性。选取合适的孔隙度二值化阈值,明确原、次生孔隙的所在位置。利用成像孔隙度谱将储层进行分类,判断目标储层的储集特性。利用储层非均质程度系数T定量评价储层井周二维非均质性。相比于利用常规测井识别裂缝、孔洞,通过FMI成像测井判断储层非均质性具有评价形式多样化、连续性、方位性、直观性和分辨率较高的优势,从而提高对储层非均质性的认知程度。

苏里格地区三水模型与数学方法结合的致密砂岩储层评价

应用三水模型评价苏里格地区致密砂岩储层时,在孔隙度较高的层段,孔隙度和含水饱和度预测结果与岩心数据符合度很好;在孔隙度较低的层段,孔隙度预测结果符合度较好,但含水饱和度预测结果存在很大偏差。造成这一现象的原因是孔隙度较低的层段岩性更加致密,孔隙结构更加复杂,三水模型中的参数难以赋值。为此,提出三水模型与数学方法结合的致密砂岩储层评价方法,通过全区密闭取心资料分析确定三水模型处理下限,在下限之下的层段结合广义回归神经网络(GRNN)和粒子群-支持向量机(PSO-SVM)算法得到处理结果。三水模型结合数学方法在苏里格地区综合处理的结果与该区岩心数据符合度较好,说明方法是可行的。

致密砂岩储层含气测井特征及定量评价

致密砂岩储层孔隙度低、渗透率低、非均质性强,气层所对应的测井响应特征较为复杂,气层识别和评价难度较大、多解性突出。传统上,利用常规测井曲线进行含气性评价多是定性评价,在利用智能识别法评价含气性时,也是利用分类模型进行定性评价;而利用常规测井资料定量评价含气性比较困难。本文首先以岩心、地质、试气资料和常规测井曲线为基础,利用交会图法进行致密砂岩含气特征分析,建立含气性定性评价指标;然后,利用广义回归神经网络(GRNN)预测含气量和含水量,构造含气性和含水性指示曲线,定量评价致密砂岩的含气性;最后,定性评价和定量评价综合使用,以评价致密砂岩含气性,并在苏里格地区盒8段进行应用,取得了较好的应用效果。

泥浆侵入致密气层双侧向电阻率变化模拟研究

井眼压力高于地层压力会导致泥浆侵入,电阻率测井响应受到泥浆侵入的影响而不能真正反映地层的电阻率特性。笔者依据双侧向电阻率测井的基本机理,气-水两相渗流方程及传导对流方程,进行仿真模拟,得到泥浆侵入高矿化度致密气层的二维轴对称模型。研究含水饱和度、地层电阻率以及深浅侧向井壁电场分布随侵入时间的变化规律。研究发现:随着侵入时间的增加,含水饱和度增大,地层电阻率减小;泥浆侵入对致密气层深浅侧向测井响应都产生一定的影响,导致致密气层深浅侧向电阻率幅度差比常规储层深浅侧向电阻率幅度差大,幅度差峰值出现较早。

脉冲中子源密度测井俘获伽马射线强度的数值模拟

由于传统密度测井仪器中同位素中子源具有潜在的放射性危害,可控的脉冲中子源得到越来越广泛的应用。脉冲中子源发射的快中子,经过地层的减速作用和扩散作用被原子核俘获(吸收),并释放出俘获伽马射线。运用蒙特卡洛方法模拟快中子离开源后与地层之间的作用过程,得到了俘获伽马射线的强度分布;将俘获伽马射线作为伽马射线源进行密度测井研究,模拟经过地层吸收后剩余伽马射线强度的分布与地层密度的关系,以及测量条件对剩余伽马射线强度的影响。研究结果表明,剩余伽马射线强度随着地层密度的增加而减小。建立了剩余伽马射线强度与地层密度、孔隙度以及探测源距的拟合关系,可用于指导脉冲中子源密度测井仪器的设计。

通过描述图像的均衡性评价储层非均质性

解决成像测井解释中储层裂缝、孔洞的识别和评价参数的定量计算问题时,对成像测井图像进行处理评价储层的非均质性具有方位性、直观性和连续性的优势。利用指数高通滤波器,让FMI成像图像中高频成分通过,低频成分消弱,经傅里叶逆变换得到裂缝、孔洞锐化的图像,在此基础上取其图像灰度等高线,明确裂缝、孔洞的边界,可以更直观地分析储层的非均质性。建立灰度共生矩阵,对FMI指数高通滤波图提取纹理判别参数,可定量评价储层的非均质性。经常规方法验证,该方法具有可行性,且评价更为全面。

从1D到4D:煤田地震勘探的技术进步及启示

作为煤矿安全高效地质保障系统的核心技术之一,我国煤田地震勘探技术已经形成了从一维地震(1D)、二维地震(2D)到三维地震(3D)的技术系列,实现了从资源勘探向采区勘探、从构造勘探向岩性勘探的技术进步,而四维地震(4D)将进一步实现地震勘探从静态探测到动态探测的技术跨越。基于空间-时间维度的概念,在1D到4D地震勘探4个发展阶段的基础上,提出了1.5D(如非零偏移距VSP)、2.5D(如宽线二维地震)和3.5D(如三维地震动态解释)等3个过渡阶段,给出了1D与1.5D、2D与2.5D、3D与3.5D以及4D等7个不同阶段的时间-空间特征。研究发现:(1)煤田地震勘探从低维到高维、从空间维到时空维的维度增加,使得地震勘探所获地下信息量出现指数级增长,地震勘探解决地质问题的精度相应得到了显著的提高,这是煤田地震勘探技术不断进步的内在引擎;(2)基础理论研究的厚积薄发、地震勘探仪器的升级换代和煤矿开采技术的需求驱动,是煤田地震勘探技术持续进步的外部驱动力;(3)跨学科、跨行业和跨部门的学科交叉与技术融合,加速了煤田地震勘探技术的迭代升级。

随钻电磁波测井仪器地质导向方法综述

随钻电磁波测井仪器是随钻测井仪器的核心之一,在地层评价和地质导向方面被广泛应用,但少见该类仪器在地质导向应用中的系统方法总结。为了更好地研究随钻电磁波测井实时指导钻进实现地质导向、提高储层遇钻率的问题,本文综述了目前国内外在水平井和大斜度井中主要采用的常规电磁波测井仪(轴向线圈)与随钻定向电磁波电阻率测井仪(倾斜线圈)在预测储层层界面中的应用原理与响应特征。

基于细菌觅食优化广义回归神经网络的煤层气含量预测

为提高煤层气含量预测的能力,提出了一种基于细菌觅食优化广义回归神经网络(BFA-GRNN)的煤层气含量预测算法。利用已有煤层资料,通过神经网络建立回归模型,采用细菌觅食算法对模型参数进行优化,减少人为因素在网络训练中的影响。据此算法,在聚类分析及灰色关联分析的基础上,选取密度等共7个影响因素,建立煤层气含量预测的BFA-GRNN模型,通过实例分析验证该方法的可行性。结果表明:BFA-GRNN模型预测值与实测值之间相对误差小于6%,采用该模型预测煤层含气量具有较好的应用前景。

分水岭算法在电成像测井图砾石识别中的最优参数研究

基于电成像测井,将分水岭算法应用到电成像测井图砾石的识别中,分水岭算法在砾石识别应用中的参数选取直接影响到识别效果。针对分水岭算法识别砾石的各个步骤,选取不同的优化参数进行处理,对处理效果进行对比分析,最终确定分水岭算法识别砾石的最优参数,并对吉林王府断陷AA井、BB井和CC井三口井进行实际处理,得到很好的效果。

随钻伽马对方位角测量的影响及校正方法研究

为实现煤矿井下根据地质条件调整定向钻进的轨迹,设计了地层自然放射性与轨迹测量于一体的矿用随钻伽马测井仪。为消除伽马探测器对轨迹测量方位角的影响,从轨迹测量基本原理出发,利用有限元分析和标准转台测试分析了伽马探测器对方位角测量的影响特征,利用广义回归神经网络(GRNN)建立了方位角的影响校正模型。伽马探测器对测斜传感器周围磁场分布有一定影响,且对磁场3个不同方向分量影响不同,仪器倾角、方位角不同时,其磁影响程度也不同,进而影响方位角的测量精度;在测斜传感器后端加入伽马探测器后,方位角的误差最大增加了0.4°;采用基于GRNN建立的方位角影响校正模型后,方位角的误差均方差由0.6778°降低到5.11×10-29°。GRNN校正模型精度较高,较好地消除了伽马探测器对测斜传感器测量方位角的影响。形成了基于理论分析、正演模拟、试验测试、GRNN校正模型下的伽马探测器对轨迹测量方位角影响的校正方法,为研究增加其他测井传感器时对轨迹测量的影响规律提供了参考。

利用钻孔雷达探测煤矿井下顶底板界面的数值模拟研究

为了更好地在实际生产中识别煤层顶底板位置和对采掘有威胁的地质构造,验证钻孔雷达在煤矿井下探测的有效性,笔者根据时间域有限差分原理,基于gprMax2D软件对煤矿井下钻孔雷达数据进行了模拟。建立了多频多煤层厚度的水平钻孔模型、多倾角下的倾斜钻孔模型、正断层模型、裂隙带模型、陷落柱模型和夹矸模型并得到相应数值模拟结果。结果表明,钻孔雷达能够识别顶底板位置并有效发现异常地质体;雷达中心频率在50~600 MHz时能够得到较好的探测结果且分辨率随频率升高而升高;斜钻孔对于顶底板识别影响较小;断层、裂隙带、陷落柱和夹矸等在数值结果中显示出了各自的特点,这些特点在实际生产中可为雷达剖面解释提供参照。总体上看,利用钻孔雷达对煤矿井下顶底板界面和特殊构造进行探测是可行的。

测井裂缝识别研究进展

随着油气勘探程度的提高,裂缝性储层在油气勘探与开发中发挥着愈加重要的作用。裂缝的识别对于油气田的勘探与开发有着重要的意义。目前测井方面裂缝识别的方法包括利用常规测井数据、非常规测井数据以及多信息数据综合进行裂缝识别,除此外近年来提出了许多与测井相关的裂缝识别新方法。对常用的测井裂缝识别方法进行了简单总结,并对近几年提出的与测井相关的裂缝识别新方法进行了对比分析,为裂缝识别提供一定的参考。

基于钻孔雷达的透明工作面构建方法

煤岩界面的高精度探测是构建智能开采三维地质模型的关键难点。提出利用煤矿井下顺层孔实施单孔反射雷达,联合多孔探测结果构建区域煤岩界面地质模型实现透明工作面的方法。对单孔雷达数据,利用巷道波同相轴斜率计算煤层雷达波速度,采用空间约束偏移成像实现煤层顶/底板反射界面精准归位。形成3种匹配实际开采的透明工作面构建模式:回采前长钻孔模式、回采中短钻孔模式和联合模式。在山西某矿31004工作面对回采中短钻孔模式进行试验性应用,基于钻孔雷达构建的工作面地质模型与原始地质模型相比,局部信息刻画更精细,顶、底界面及煤厚与实际数据误差分别小于0.57、0.54、0.30 m。结果表明:钻孔雷达能高精度探测煤厚与顶、底界面,可实现透明工作面的构建。