融合注意力机制的Bi-LSTM页岩气产能预测方法

传统的经验公式法和数学解析法对页岩气产能预测的误差较大,为此,提出一种融合注意力机制的双向长短时记忆神经网络(Attention-Bi-LSTM)对页岩气产能进行预测。在Bi-LSTM的网络层架构中添加注意力机制后,神经网络输入子集的能力、模型处理时间序列数据的能力均得到了提升。采用该模型对页岩气井的日产气量进行预测,相对于单一的Bi-LSTM、LSTM,此模型的预测效果更好。

四川盆地W地区龙马溪组页岩气压裂效果评估和产能预测研究

应用水平井H1,H2和H3的微地震、压裂及地震数据综合分析了四川盆地W地区下志留统龙马溪组页岩储层特征。由微地震监测数据分析可知,H1井的压裂主要以激活先期天然裂缝为主,H2井的压裂以形成人工压裂裂缝网络为主,H3井的压裂则以激活先期天然裂缝和人工压裂裂缝网络共同出现为主。分析了有无天然裂缝以及天然裂缝与井筒不同产状关系情况下不同的压裂效果,进而评价了3口水平井的压裂效果,H2井压裂效果最好,H3井次之,H1井较差。最后,利用神经网络技术建立了页岩四大主控因素(总含气量、孔隙度、脆性指数和裂缝密度)地质模型,获得页岩产能数据并将其与具有生产测井数据的H1水平井进行了对比,结合微地震压裂数据对H2井、H3井产能进行了预测,预测结果为H2井产能是H3井的2倍,实际生产测试为2.3倍,吻合性好,页岩产能剖面优化了水平井部署、井轨迹设计、压裂方案参数以及更好的完井设计。

几种提高页岩产能的新途径

2019年10月10日,英国牛津能源研究所(OIES)发布报告《美国页岩产能提高的前景》(Prospects for US shale productivity gains),分析了2019年美国页岩油的现状及生产力下降的原因,并基于科技论文的内容分析,提出页岩生产率下降的判断是错误的,并指出目前对美国页岩行业悲观的态度为时尚早。此处整理了该报告提到的几种提高页岩产能的新途径,以供参考。

天然裂缝对页岩气井产能的影响评价

位于四川盆地边缘的昭通国家级页岩气示范区黄金坝区块曾经经历过强烈的构造改造作用,明显有别于该盆地内川渝页岩气示范区连续性好的页岩气藏,其中天然裂缝是影响页岩气产能的关键因素之一——有的天然裂缝可以作为气体的运移通道和储集空间,对页岩气井产能起建设性作用;而有的天然裂缝则会影响页岩气的保存条件或者影响气井的压裂改造体积,对产能起破坏性作用。为此,通过岩心及测井解释成果,以蚂蚁体属性作为趋势,对天然裂缝进行识别与分级,在此基础上通过做单井DFN模型来定量分析天然裂缝对页岩气井产能的影响。研究结果表明:(1)一级裂缝对产能起破坏性作用,二级裂缝密度越小斜交型裂缝占比越大、产能越高,三级裂缝密度介于230~460条/km2最有利于气井高产;(2)在大尺度裂缝发育区,一、二级裂缝对产能的影响占据了主导作用,相对而言,三级裂缝对产能的影响很小;(3)运用类别数据回归的方法,综合评判各级裂缝对产能的影响,建立参数K,可以综合判断裂缝对产能的影响是建设性的还是破坏性的。结论认为,该研究成果为页岩气高产井培植、勘探开发甜点选区、井位部署优化提供了重要的依据。

页岩气压裂井产能预测新方法

针对页岩气井开发的早期,缺少测试和生产数据的情况下对其生产动态进行合理准确预测难的问题,提出了基于等效井径模型的页岩气压裂井产能方程和考虑吸附解吸压缩系数物质平衡方程的页岩气产能预测新方法。以西南地区的页岩气井为实例,验证了该方法的准确性,考虑克努森扩散、吸附解吸过程中的岩石形变,能精确地对页岩气产能进行预测,并能针对压裂直井和压裂水平井进行定压生产以及先定产再定压生产两种生产模式下的产能动态预测。

页岩气水平井油井水泥的原位增韧技术研究

针对页岩气水平井开发过程中油井水泥作为一种非均质多孔脆性复合材料,难以承受大型水力压裂带来的非均质载荷,导致水泥环的力学完整性失效破坏问题,开展了油井水泥原位增韧技术研究。研究中采用了固相烧结法和球形重淬技术,获得了微晶铁铝酸钙(MB)作为原位增韧材料。研究结果表明,制备的原位增韧材料在提升力学性能的基础上降低了水泥石的弹性模量,养护7 d后的抗压强度可达24 MPa,抗拉强度提升50%,弹性模量降至5.55 GPa。微晶铁铝酸钙的增韧机制为:“裂纹偏转”、“裂纹终止”、“消耗断裂能”。该研究的开展对满足以页岩气开采条件下的油井水泥服役要求,延长页岩气井寿命,增加页岩气产能具有重要意义。

页岩气初期产能评价方法优化

页岩属于纳米级孔隙特低渗储层,需经过大型水力压裂改造,目前页岩气井无阻流量计算主要包括三种方法 :二项式、指数式及陈元千的一点法,但在统计的90口井中,72.2%的页岩气井出现二项式倒置而无法计算无阻流量,目前主要采用陈元千的一点法进行计算,但三种方法由于受到原始地层压力取值、返排液对井底流压推导准确性的影响,存在一定误差。每口气井的一点法系数值不同,对于全新的页岩气藏,应推导本地区较合理的一点法系数;同时考虑页岩气流态的变化,可通过井底流压和产气量的数据,利用线性回归的方式,建立三项式产能方程。在生产上利用测试数据,建立页岩气产能的快速评价公式,实现多方法评价页岩气产能。