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计算机技术在储层敏感性预测中的应用

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计算机技术在储层敏感性预测中的应用摘要:本文以胜利油田 x 区块为例,采用先进的神经网络算法对储层数据进行建模、训练、预测,将预测结果与实验室数据进行对比,取得良好效果,对以后的钻井工作、设计施工方案等有重大的指导意义。关键词:神经网络;敏感性;预测;储层保护of in of in in x,of of 井液开发应用已经有 20 余年历史,形成多项具有胜利特色的保护油气层的钻、完井液技术。在油田的开发技术中,如何进行油层保护,实现油气产量最大化是每个油 田必须研究的课题。保护油层最主要的就是要搞清楚油层可能的伤害类型,以及伤害的程度,从而采取相应的对策。在储层伤害评价研究中,储层敏感性预测评价是最主要的手段之一。一、x 区块的岩石矿物学特征胜利油田 x 区块面积 60本属于中孔储层,渗透度不均匀、变化较大。我们采集了 100 块样品,进行了统计分析,得到此储层的岩矿特征。(一)岩矿特征此区储层是多种类型储集层,包括砂岩、砂砾岩、泥岩裂缝、火山岩裂缝及变质岩裂缝洞五种类型。其中以砂岩为主,砂砾岩次之。碎屑组分中岩屑含量很高,平均含量大于 40%,岩石类型为长石质岩屑砂岩或长石砂岩。砂岩胶结物种类多,含量高,胶结类型以孔隙式为主,胶结物有泥质、高岭石、硅质、伊利石、石英等,总量大于 16%。(二)孔隙结构特征此区砂岩储集层有三种基本孔隙类型,它们是溶蚀孔隙、微孔隙和裂缝孔隙。溶蚀孔隙还可分为粒间内溶孔、粒间溶孔、铸模孔隙和胶结物内溶孔四个亚类。其中,粒间溶孔和微孔隙分布最广,普遍存在于瓮地内各个断陷的储集岩中。(三)储层的物性特征(1)孔隙度和渗透率之间的相关关系不明显。(2)大多数井段砂岩平均渗透率低。 (3)砂岩孔隙度随深度增加而减少。二、储层敏感性预测通过样品分析,初步了解了储层的特征,对于储层中的矿物质的敏感性程度如何,以及对对储层造成的损害有多大,就需要通过敏感性实验才能确定。(一)网络模型的建立与训练笔者采用先进的人工神经网络建立模型来对储层敏感性进行预测,通过改进的 法,充分利用 数学建模能力和向对象的编程工具生成敏感性快速预测软件,大大缩短了软件的开发周期,并且提高了软件性能。在建立网络模型的过程中,我们充分考虑敏感性与各因素之间关系的不确定性,建立了一种非线性的数学表达式:y=f(x1,x2,…,中,x1,x2,…,一系列的影响因素。对应的神经网络模型为y=f(x1,x2,…,xn,q)其中,q 神经网络参数。算法确定后,开始确定输入数据和输出,以水敏预测为例,输入数据就是影响水敏性的各种影响因素,输出数据就是水敏指数。通过 程序编制好,生成预测软件。(二)仿真预测本次实验选取了 15 组深层次岩心样本,对岩样进行了洗油、称 重等一系列的预处理,分析资料见表 1。表 1:矿物种类及含量表分组 样品数 矿物种类和含量(%)高岭石 伊利石 蒙皂石 石英 粘土及杂质油 1 区 6 区 5 区 4 5 6 5 组数据输入到预测软件中,通过系统的分析和处理,得到以下预测数据,见表 2。表 2:预测数据速敏指数 程度 高岭石 伊利石 蒙皂石 石英≦水敏 18 >9 >等 >7 143水敏 >8 <14 <2 <13(三)实验室对比与检验本文以水敏性实验为例,详细描述实验过程。储层的水敏性是指与储层不配伍的外来流体与储层接触时,引起粘土膨胀和分散运移,导致储层渗透率下降的现象。水敏性实验的目的就在于了解 x 区块各类储层岩石的粘土矿物在水介质环境变化时的膨胀、分散、运移过程对岩石渗透率造成的实际损害程度。 有实验数据表明,蒙皂石当遇淡水时,易发生膨胀,甚至分散。当这些粘土矿物处于孔喉部位时,会因膨胀使孔喉变窄,或因膨胀后粘土分散、解体而释放出细小微粒,随流体运移堵塞喉道,降低渗透率。伊利石与蒙皂石结构相似,但其层间的阳离子与水溶液中的阳离子不易交换,因此遇水后没有晶层扩张,膨胀性较弱,它在砂岩中引起的问题是形成微孔隙,并造成高束缚水饱和度,使液体渗透率下降。在淡水存在的前提下,伊利石聚集物也可能进一步分散,当液体流动时,分散的微粒可能堵塞喉道,从而使渗透率下降。高岭石对 20%的盐水其渗透率是稳定的,但注入淡水后,渗透率很快下降,这意味着淡水的进入也会促使高岭石集合体解体、分散运移,使渗透率降低。特别是注入水介质盐度急剧降低时,这种分散运移对渗透率的影响尤为明显。水敏性实验的方法:在流速小于或等于 0.8 倍临界流速下,先用地层水(或标准盐水)测定样品的初始渗透率,再用 10~15 倍孔隙体积的次地层水(或次标准盐水)驱替,饱和 12h 以上,测定次地层水(或次标准盐水)的渗透率,最后用 10~15 倍的蒸馏水驱替次地层水(或次标准盐水),饱和 12h 以上,测定岩样的蒸馏水渗透率。我们将刚才所做的实验数据与经过预测软件预测的数据进行对比,发现数据基本吻合。 (四)应用效果我们采用同样的方法进行了速敏、酸敏、盐敏和碱敏性预测,得出以下评价结果:(1)油 1 区对盐酸和土酸具有较强的酸敏性,其主要原因可能是钙质含量高,石英含量偏高。(2)油 1、3 区具有中强速敏性,主要原因可能是储层孔渗性差,高岭石含量高,微粒形成后会堵住孔喉,从而影响渗透性。(3)油 2 区具有较强水敏性。根据以上结果,我们建议:在钻井过程中预防强水敏主要是考虑减少滤液损害,控制钻井液 ,防止水锁,防敏、防膨胀;负压射孔,严禁使用清水或清洁盐水做注射液。土酸酸化,及时反排,并选择优质添加剂。三、结论(1)利用所建立的模型对胜利油田 x 区块进行了网络训练和仿真预测,并将结果和实验数据进行比较检验,预测效果较好,基本满足实际要求。(2)此预测软件只是对部分油区储层进行了分析预测,对于其他储层的敏感性预测分析还需要进一步输入地质数据,进一步进行研究。参考文献:[1]j]000,8 [2]兰林,康毅力,j]005,3[3]蒋官澄,王晓军,010,9:61]刘清华,吴亚红,009,4:76-79
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