基于灰理论随钻预测地层压力的方法研究

在钻井过程中,预测准地层压力对保证钻进安全、提高勘探开发效益起着极其重要的作用。现今预测地层压力最科学的方法是建立地质力学模型随钻预测地层压力,但由于我国油田现场随钻上传数据量少且上传速度慢,不可能通过地质力学模型的方法预测准地层压力。处理数据不确定性信息问题的灰理论的出现,使得在现有的信息条件下准确预测钻头下方地层压力成为了可能。本文基于灰色理论,通过建立起预测地层压力的灰色模型,根据已钻井段的随钻地层压力信息,随钻预测钻头下方未钻开地层的地层压力。

地震资料预测地层压力方法综述

运用地震资料预测地层孔隙压力,在新探区钻井资料少的情况下起着不可替代的作用。本文系统地介绍了地震资料预测地层孔隙压力的方法及其优缺点,同时介绍了影响地震资料法预测精度的原因及提高精度的途径。

利用VSP多波资料预测地层深度及油气属性

油气勘探开发过程中须要对钻前地层信息进行预测,VSP技术是较常用的预测方法。传统的VSP方法仅利用上、下行纵波来预测钻前地层深度,预测精度有限,且未与目的层油气属性相结合。由此提出一种利用VSP多波信息预测地层深度及油气属性的新方法。该方法充分利用VSP丰富的波场信息,首先在垂直地震剖面中同时追踪与目的层相关的多组地震同相轴,然后将追踪所得到的离散函数根据不同交汇点进行分组,再分别求解超定方程组,进而利用统计加权的方法得到最终的预测结果。该方法减少了预测结果的偶然性,大幅提高了地层深度预测的精度。在获得准确地层深度数据后,再利用纵、横波的波形信息差异来识别和预测油气属性特征。通过中国西部地区2个VSP项目实例验证了该方法的应用效果。

利用测井曲线预测地层压力

塔里木盆地各油田间相距较远，地层压力相差较大，同一口井也有多套压力体系，不同体系间压力相差较大。用现有的方法预测地层压力，有的误差都超过100％。经分析，组合测井的井径、自然电位、自然伽马、电阻率、声波等资料基本上反应了地层的综合物理性质，据此，建立了预测地层压力的新模式。经实际验证，除个别异常压力过大的点误差超过10％外，其余都小于10％，预测精度较高，可满足工程要求。该方法最大的特点是资料来源可靠，对过去的资料没有依赖性，不受岩性影响，可预测非连续沉积地层的地层压力。

浅谈地震资料预测地层压力的方法

在油气田开发过程中,地层压力决定着油气田开发方案、注采比,以及利用地震资料进行储层研究已经在油气藏描述中得到了广泛的应用,通过地震属性分析,可以得到地震波的动力学和运动学特征,进行储层横向预测,通过地震波阻抗反演,可以进行储层的储集参数分析,但是,人们似乎忽略了地层压力这个在储层评价中的关键参数。本文从利用测井资料预测地层压力的方法出发,提出了一种利用地震资料预测地层压力的方法。影响油气层的最终采收率。系统地介绍了地震资抖预测地层孔隙压力的方法及其优缺点,同时介绍了影响地震资料法预测精度的原因及提高精度的途径。

基于机器学习的碳酸盐岩油藏地层压力预测

地层压力涉及到开发方式、配产配注等调整,是油田开发过程中极为重要的参数。但获取地层压力需要关井进行压力恢复,操作繁琐,数值模拟法工作量大且计算耗时,现有公式法不太适合采用复杂工作制度的碳酸盐岩油藏。基于相关性计算和主成分分析等数据预处理过程,结合精英策略遗传算法和支持向量回归模型(SEGA-SVR),建立了基于数据驱动的地层压力预测模型。SEGA-SVR模型在训练集决策系数得分为0.97,均方根误差为0.04;测试集决策系数得分0.95,均方根误差为0.05,对邻区验证井也有较好的表现。SEGA-SVR模型的性能与SVR模型相比有了很大提高,与其他机器学习模型相比,总体来说表现最优。研究结果表明,SEGA-SVR模型无需关井即可预测实时地层压力,且通过遗传算法调参省时省力,数据驱动的方式可更好适应复杂情况。同时该模型具有较好的泛化性和稳定性,预测效果较好,为碳酸盐岩油田地层压力预测提供了新方法。

从层序地层走向源-汇系统的储层预测之路

具有沉积充填和有利储层预测功能的预测地层学被广泛应用于盆地分析和油气勘探,经历了从层序地层走向源-汇系统的储层预测发展之路。为了应对“预测有利成藏要素(储层和盖层等)”的勘探挑战,Exxon地质学家创立了层序地层方法理论;为了解决“层序不一定控砂、低位不一定有扇”的勘探难题,地质学家将源-汇系统的概念和方法运用到有利储层预测研究中来,形成了源-汇控砂方法原理。文章讨论了层序地层的研究现状,梳理了海相和陆相层序地层研究近年来的重要进展,介绍了陆-洋和陆-湖源-汇控砂研究近年来的进展,提出了“基于源-渠-汇-岩耦合的优质储层预测技术”,以期解决“层序源-汇控砂但不一定控储”的勘探挑战。

基于人工智能算法的油井地层压力预测新方法

地层压力预测研究中,数值模拟方法存在计算量大、耗时长、需要大量专业知识作支撑等问题,单一模型由于具有网络结构简单、参数量少、运行速度快等优点,被广泛采用,但大量的应用发现其具有容易过拟合、泛化能力不强等问题。基于人工智能的快速发展,文章提出一种基于CNN-BiGRU-MLP融合模型的地层压力预测方法。首先对卷积神经网络进行优化;然后对新兴的门控循环单元进行改进,形成双向门控循环单元,达到数据复用的效果,增强网络对高维数据的处理能力;最后通过多层感知机再对特征之间的关联进一步提取。同时使用L2正则化技术优化网络。分析表明,文章提出的融合模型预测准确率可以达到95.24%,均方误差可以降低至0.0066,平均绝对误差可以降低至0.0648,弥补了数值模拟方法和经典单一模型的不足,为地层压力预测提供了一种新方法。

基于南海巨厚塑性泥岩地层特征的钻速预测模型

南海油气资源是我国重要的能源接替区,但储层埋深大多较深,高围压下岩层展现的强塑性和复杂的地质环境严重影响了钻井时效,精确预测钻速也十分困难。基于此,针对南海巨厚泥岩地层具有独特的黏弹性和强塑性特征,建立智能钻速预测模型。该模型以南海某区域10口井的实际数据为样本,首先进行预处理,寻找离群值、降噪和标准化后,排除了若干影响因素;其次对5种实测地层特征(含地震波速、孔隙压力、破裂压力、上覆压力和地层岩性)使用因子分析,得到5种地层特征在3个公共因子下的关系;随后基于K-Means++算法进行分析,利用轮廓系数为指标,得出了该区域的地层聚类主要划分为2种地层类型,分别为以泥岩和粉砂质泥岩为主的地层类型和以粉砂岩、细砂岩和中砂岩为主的地层类型;在此基础上,引入5种地层特征,训练KNN分类模型,实现了对地层类型的准确预测;最后针对不同的地层类型,使用随机森林就不同的地层类型分别建立钻速预测模型,并在建立时使用经过贝叶斯优化算法进行超参数优化,得到了最适合的超参数组合。测试结果表明,所提出的基于地层分类预测的钻速预测模型在测试集的数据环境下,R^(2)达到0.991,ERMS达到0.018,E_(MA)达到0.011,相比其他常规机器学习算法在该区域具有更高的预测精度。本研究可为寻找地层潜在分类对钻速预测精度的影响提供参考。

结合地质导向作业的实时智能地层识别预测模型

地质导向是当前钻探智能化的核心组成部分,但当前地质导向中关键的地层识别还缺乏算法模型支撑。本文采用深度学习算法,基于四川威远区块实际采集的井身轨迹参数数据、测井数据,建立了能够实时预测钻遇地层的算法体系。该体系首先通过时序预测算法完成对后续井身轨迹的预测,其次基于该预测值实现对地层伽马值的预测,最后根据地层伽马值完成对钻遇地层的类型识别。为提高整个算法体系预测准确性,各环节采用多种算法进行对比,结果证明采用循环神经网络训练的实时预测,随机森林预测伽马值回归,支持向量机预测地层分类的训练效果最好,预测和识别精度分别达到了0.81、0.83、81.8%。地质导向过程中对实时钻遇地层的预判,为现场提供数据支撑以及辅助判断的手段,帮助实际工程更可靠有效地实现地质目标。

基于岩石物理曲线校正的地层压力预测研究——以顺北4号断裂带为例

顺北地区超深钻井作业中常面临漏失、溢流、卡钻、垮塌、掉块及局部钻遇异常高压等复杂工程问题,为保证钻井作业的安全性,以其中4号断裂带为例进行钻前地层压力预测研究。针对声波曲线和密度曲线进行曲线校正和重构,对于碎屑岩地层和碳酸盐岩地层分别采用Eaton法和有效应力法进行地层压力预测。首先,利用泥浆密度和录井信息确定地层压力预测参数,并加以优化;然后,结合三维地震反演密度和速度数据体预测三维地层压力,进而获得整个顺北地区地层压力系数的空间分布状况。应用该方法对顺北4号断裂带多口井的地层压力作了实例预测,效果较好。

地层坍塌压力预测技术在钟市地区的应用

地层坍塌压力剖面的准确确定，对于井眼稳定和安全钻井至关重要，本文建立了地层坍塌压力的计算模型，并利用江汉油田钟市地区的测井资料连续地计算了该地区的地层坍塌压力，与已钻井井径扩大率的对比分析表明，计算模型正确，能应用于江汉油田钟市地区的实际钻井中。

松辽盆地白垩系大陆科学钻探松科2井:井底温度、地层压力预测

松辽盆地白垩系大陆科学钻探松科2井设计井深达6 400m,是东亚地区最深的科学探井。松辽盆地地温梯度高,深层孔隙流体压力组成与分布十分复杂,因此准确预测地层温度和压力,对整个钻探工程至关重要。通过对松科2井井区探井测温、试油数据的整理分析,探索目的层地温、地温梯度、地层压力与深度规律,对井底温度进行预测,并对主要目的层地层压力和地层破裂压力进行分段预测。利用深度与地温关系、深度与地温梯度关系和深井对比等方法,综合预测6 400m井底温度为238.83~265.11℃。利用松科2井井区地层压力与深度关系,破裂压力系数平均值和DrillWorks软件计算结果,综合预测营城组、沙河子组、火石岭组-井底地层压力分别为30.54~37.72、33.22~59.52和59.52~67.18 MPa,地层破裂压力分别为52.35~58.62,61.88~105.68和104.57~118.03 MPa。

南海北部深水区白云凹陷钻前地层压力地震预测方法

针对南海北部深水区钻井数量少、钻遇层位浅和高质量地层速度难以获取三大突出问题,从地层压力计算模型改进和地层速度提取两个关键环节入手,首先改进趋势地层压力计算模型,提出压缩因子概念,提高地层压力计算精度;然后利用速度谱资料获取低频速度,并通过有色反演提取地震相对速度,将低频速度与相对速度合成为高质量的地震绝对速度,最终形成一套适用于南海北部深水区白云凹陷的高精度地层压力钻前地震预测方法。应用新计算模型和地震绝对速度对白云凹陷进行地层压力钻前地震预测,经实测资料验证,新方法预测精度较高,预测结果表明白云凹陷珠海组和珠江组以静水压力为主,古近系发育超压,超压体系可为深层油气向上运移提供强劲动力。

对提高地层压力预测精度的探讨——声波测井层速度与地震层速度的关系

用准噶尔盆地35口井的实际数据比较了用声波时差与层间传播时间预测地层压力时结果的差别。分别用声波时差和叠加速度预测同一口井的地层压力,结果比较相差不大,验证了可以用测井的声波时差数据推导出较为精确的该地区的预测模型,再用有勘探资料的地区的叠加速度代入由声波时差推导出的模型系数中去,预测地层压力。

海上钻探地层压力预测方法

海上钻探和陆上钻探存在诸多差异,设计方式亦有所不同。文章针对海上钻探大量采用定向井的实际情况,详细讨论了如何利用海上定向井测井资料预测所钻地区地层压力的方法,主要包括测井资料的井斜校正和海水深度、平台高度对计算地层压力的影响等内容。如果不考虑这些因素来计算地层压力,其结果就会远远偏离真实值。通过对上述因素的分析,建立了适用于海上钻探地层压力计算的方法。将此法应用于某海上油田地层压力预测中效果良好。文章在对所研究区块进行地层压力计算时分别使用了等效深度法和伊顿法,计算结果说明在研究区块伊顿法计算结果优于等效深度法。其原因为该区含有大量粉砂岩地层而纯泥岩层少的缘故。

二维地层孔隙压力预测方法及应用

由于地震层速度是地层压力预测的重要参数,其精度直接影响着压力预测的精度,利用测井约束下的波阻抗反演方法将测井、地震和地质解释成果结合获取较高精度的地震层速度,达到提高地层压力预测精度的目的。详细介绍了制作地震合成记录、建立初始地质模型、采用Strata反演软件进行反演计算、时深转换求得速度剖面的步骤,和利用地层压力检测预测应用软件读取速度剖面中每一道的速度,结合单点压力预测模型,求得对应的地层孔隙压力的方法。应用实例表明,地球物理反演方法和二维压力预测模型的结合是可行的,所求得的地层压力剖面可以指导钻井设计。

运用测井资料预测川西地区地层压力研究

川西地区地层压力分布特征复杂,长期以来由于地层压力预测不准,在钻井过程中常出现井涌、井喷、压差卡钻等工程问题。为减少工程复杂问题,准确预测地层压力是至关重要的。为此,根据川西地区实测资料,运用等效深度法,利用常规测井资料进行地层孔隙压力预测研究发现:利用密度和声波测井资料预测地层压力精度可以达到10%以上,中子和电阻率测井预测精度较低,自然电位由于无法建立正常压实趋势线无法进行预测。因此,在钻井设计中可以用密度或声波测井资料进行地层孔隙压力预测。

驾掌寺地区地层压力预测研究

驾掌寺地区地层压力分布复杂,为了提高该地区压力预测的精度,提出了将测井资料和地震资料联合起来进行预测的方法.即首先利用测井和压力测试资料建立单井压力模型;然后利用单井压力模型指导地层压力预测的速度分析;最后用获得的高精度速度值预测地层压力。利用该方法对驾掌寺地区地层压力进行了预测.划分出了东西2个超压带和多个超压系统及超压子系统。对该地区地层压力分布特征的分析表明,西部斜坡与中东部的超压系统发育特征存在较大的差别,但整体上为中-低度超压,最大压力系数为1.6,压力系数主体在1.1～1.3。

钻头下部未钻开地层的孔隙压力随钻预测

在石油钻探过程中,地层压力预测对钻井液密度的选择和合理井身结构设计起着非常重要的作用,也是钻井安全技术中的一个重要问题。传统的地层压力预测是通过对钻前的地震资料进行处理而获得预测结果,而在钻井过程中,则是利用随钻录井数据来监视正钻地层的地层压力变化。由于钻前地震预测的地层压力精度一般较低,因此,预测钻头下部未钻开地层的孔隙压力,只靠钻前的地震预测,其精度不能满足钻井施工的需要。文章基于灰色理论,提出了钻头下部未钻开地层的孔隙压力预测新方法,建立了地层孔隙压力随钻预测灰色模型。该模型根据上部已钻井段的随钻监测结果,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行随钻预测。应用大量的随钻录井数据对上述模型进行了验证,并成功应用于某油田几口探井。应用结果表明:该模型是合理的,其预测精度较高,能够满足现场施工的安全和技术要求,是一种值得推广的地层孔隙压力随钻预测方法。