利用气测录井全烃评价压裂产能方法研究_刘子雄

， 或者只对单 一 因 素 进 行 了 校 正
［ ８］
，应用这些
结果难以建立储集层的对比标准 。 通过对影响录井 全烃的各种地质和 非 地 质 因 素 分 析 ， 找出影响该值 大小的各种因素 ， 然后选取一测试井段建立这些影 响因素与录井全烃 值 的 样 本 ， 并利用径向基神经网 络（ 进行 训 练 ， 确 定 各 影 响 因 素 的 权 重。 采 用 Ｒ Ｂ Ｆ） 训练后的神经网络模板重新计算其他井段的录井全 烃值 ， 即相当于所有 井 段 的 录 井 全 烃 值 采 用 了 相 同
Ｙ＝ Ｗ ＋Ｂ （ ‖Ｘ－Ｃ‖ ）
（ ） ３
…， …， ） Ｙ ＝ｆ（ ｘ ｘ ｘ ｘ ｗ１ ， ｗ２ ， ｗ３ ， ｗｎ ） （ ２ １， ２， ３， ｎ； …， — — 神经网络参数 。 式中 ｗ１ ， ｗ２ ， ｗ３ ， ｗｎ — 径向基 （ 神经网络用于储集层预测收敛性 Ｒ Ｂ Ｆ）
·２·
０ １ ５年３月 录 井 工 程 ２
为了确定各影响参数与录井全烃的对应关系， 选取一口标准井的 测 井 、 录井参数按照地质类参数 与非地质类参数分类和气测全烃值作为样本 （ ） ， 表１ 采用径向基神 经 网 络 进 行 训 练 ， 可得到每一 进而采用该网络模型重新计算各 种影响因素的权值 ， 井段的气测全烃值 ， 消除测量条件不同引起的差异 。
（
）
表 １ Ｒ Ｂ Ｆ 网络样本参数 参数类型 地质类参数 储集层参数 流体性质 钻井工程参数 非地质类参数 钻井液性能 气测仪器 参数名称 孔隙度 、 渗透率 、 含水饱和度 气体性质 钻头直径 、 钻时 、 钻井液排量 钻井液密度 、 粘度 、 切力 脱气效率 测、 录井曲线中对应的参数 中子 、 声波 、 密度 、 深电阻率 录井气测甲烷含量 钻压 、 钻速 、 扭矩 、 泵压 、 排量 、 钻时 密度 、 粘度
为钻头直径 、 钻时 、 钻井液排量 、 钻井液密度 、 钻井液 粘度 、 脱气器脱 气 效 率 等 。 这 些 非 地 质 因 素 受 到 不 无法对所有井或层采用相同的 同现场环境的制约 ， 施工参数 ， 而这些参 数 对 气 测 全 烃 值 的 影 响 比 较 显 著， 必须建立统一的标准后才能用于储集层对比 。
获油气田开发专业硕士学位 ， 现在中海油田服务股份有限公司油田生产研究院主要从事 １ ９ ８ ２ 年生 ， ２ ０ ０ ９ 年毕业于长江大学 ， 刘子雄 工程师 ， （ ） 。Ｅ ： 油气田开发研究 。 通信地址 ： ３ ０ ０ ４ ５ ０ 天津市塘沽区营口道 ９ ３ ８ 号科技大学院内 ２ 号楼 １ ０ ３ 室 。电话 ： ０ ２ ２ ６ ６ ９ ０ ７ ９ ２ ４ ａ ｉ ｌ ｌ ｉ ｕ ｚ ｘ ２ ｃ ｏ ｓ ｌ ． ｃ ｏ ｍ． ｃ ｎ －ｍ ＠
７ ８， １ ０］ － ， 数、 钻井液性能 、 气测仪器等 ［ 其主要 影 响 参 数
部分研究人员通 过 对 钻 时 、 钻 头 尺 寸、 钻 井 液 排 量、 脱气效率等因素进 行 了 校 正 ， 但校正的方法均采用 数学公式 ， 部 分 参 数 依 赖 经 验， 考虑的情况相对简 单
［ ］ ６ ７ －
０ 引 言
气测录井全烃能够准确真实反映储集层生产能 利用该参数进 行 压 裂 选 井 选 层 、 储 集 层 识 别、 压 力， 裂产能判断的研究比较多
［ ］ １ ３ －
消除了各种地质和工艺因素的差异 ， 因此 测量标准 ， 可以进行储集层对比以及建立准确的录井全烃与产 能的标准 。 通过验证可知 ， 该方法准确可靠 ， 操作简 单， 适用于产能评价和储集层对比 。
９］ 。 质因素和非地质因素的影响 ［
由于各井的钻井条 件 不 同 ， 导致气测全烃值缺少可 比性
［ ５］
， 即同一录井全烃值用于不同井所解释的油
［ ６］
气水 层 结 论 不 同
， 难以通过气测全烃值的大小进
行储集层物性和生产潜力的对比分析 。 统计鄂尔多 斯盆地北部地区气 测 全 烃 与 压 裂 产 能 的 关 系 得 出 ，
。 然而在实际应用中 ，
４］ ， 气 测 录 井 容 易 受 地 质 因 素 和 非 地 质 因 素 的 影 响［
１ 气测录井全烃值影响因素分析
气测录井全烃是测量钻井液从井底携带上来的 天然气的含量 ， 主要 是 钻 头 破 碎 岩 石 后 进 入 钻 井 液 的破碎气 和 由 于 压 差 作 用 从 地 层 进 入 钻 井 液 的 气 气测全烃主要受地 体 。 从录井仪器工 作 原 理 可 知 ，
２ 建立径向基神经网络全烃计算模型
２． １ 径向基神经网络 在对 录 井 全 烃 影 响 因 素 的 研 究 中 ， 虽然能够找 出主要的影响因素 ， 但录井全烃值与各因素之间的 因此可 以 采 用 神 经 网 络 建 立 如 下 的 非 关系不确定 ， 线性表达式 ： …， Ｙ ＝ｆ（ ｘ ｘ ｘ ｘ １， ２， ３， ｎ） …， — — 式中 ｘ ｘ ｘ ｘ ｎ 个影响因素 。 １， ２， ３， ｎ— 对应的神经网络模型描述为 ： （ ） １
２． ３ 训练模型的建立 在建立训练模 型 时 ， 选 用 ＨＹ ２井测井和录井
参数作为网络样本和检测参数 。 由于一些因素受环 境影响难以准确取 值 ， 训练时降低了神经网络的训
第２ 利用气测录井全烃评价压裂产能方法研究 ６ 卷 第 １ 期 刘子雄等 ：
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练精度 ， 可通过逐步剔除法 ， 筛选出影响训练精度的 参数项 。 通过对 １ 最终选取 ３ 项数据进行训练对比 ， 了表 １ 中除钻井 液 密 度 以 外 的 １ ２ 项 参 数。 从 网 络 实测 全 烃 值 和 网 络 计 算 全 烃 值 间 的 方 计算的误差 （ 与训练次数的关系 （ 图 ２） 可以 看 出 ： 在设置 差累积 ） 训练目标误差为 ０ 时 ， 迭代５ 未经筛选时 ０ 次 之 后， 训练的误差为 ８ 剔除钻井液密 度 项 后 的 训 练 误 ８． ５，
２］ 。 原 始 录 井 全 烃 值 与 压 裂 无 阻 流 量 无 明 显 的 关 系［
针对 碎 屑 岩 油 气 藏 ， 地质因素主要包含储集层 物性和流体性质 。 在 相 同 的 录 井 环 境 下 ， 储集层物 录 井 全 烃 显 示 越 高。在 气 测 录 性和流体性质越 好 ， 井全烃储集层对比 和 产 能 评 价 时 ， 应主要依据地质 因素引起的全烃变化进行分析评价 。 非地 质 因 素 包 含 的 参 数 比 较 多 ， 如钻井工程参
网络 的 聚 类 中 心 函 数 ， ｈ 为 隐 函 数 层 的 层 数； Ｗ∈
ｈ×ｍ …， 为输 出 权 矩 阵 ； 为输出单元偏 Ｒ Ｂ＝ （ ｂ ｂ ０， ｍ） Ｔ …， 移； Ｙ＝ （ ｙ ｙ １， ｍ ） 为网格输出参数 。 通过网络训
对 应 的 权 重 和 偏 移。在 预 测 时 通 练得出聚类中心 、 过输入待计算段的 全 烃 值 影 响 因 素 ， 经过高斯变换 ， 对应的全烃值计算 后得到新的函数（ ‖Ｘ －Ｃ‖ ） 公式为 ：
包括输 算模板 。 径向基神 经 网 络 有 ３ 层 网 络 结 构 ， 隐 函 数 层、 输 出 层， 其 拓 扑 结 构 如 图 １ 所 示。 入层 、 采用 Ｒ 大多使用聚类算法来对网络 Ｂ Ｆ 网络预测时 ， 进 行 训 练， 该方法需要人为的输入隐函数的层
１ １］ ， 数［ 而隐函数层数输入的不同将 对 计 算 结 果 有 较
１ １］ ， 好、 精度高 ［ 因此本文采用该网络建立全烃的计
图 １ Ｒ Ｂ Ｆ 网络拓扑结构
２． ２ 样本数据的选取 根据 气 测 全 烃 值 影 响 因 素 的 分 析 结 果 ， 分别选 取地质因素和非地质因素中对应的参数 。 地质因素 主要体现储集层岩 石 中 的 含 气 性 大 小 ， 为此在测井 相中选取中子 、 声 波、 密 度、 深电阻率值作为地质因 素的样本 。 同时考 虑 流 体 中 气 体 性 质 的 影 响 ， 将录 井气测中甲烷含量也作为样本参数 。 非地质因素主 要体现在钻井工程 参 数 和 钻 井 液 性 能 参 数 ， 选取钻 钻速 、 扭 矩、 泵 压、 排 量、 钻 时、 钻 井 液 密 度、 钻井 压、 液粘度作为训练 样 本 。 每 组 样 本 数 据 均 有 １ ３项影 ， 响因素 （ 表 １） 选用海上某气田一口已进行压裂的 在其 测 试 井 段 中 选 取 ６ 以其中 ＨＹ ２井， １ 组 数 据， 对其余１ ５ ０ 组数据作 为 训 练 样 本 ， １组数据进行神 经网络模型验证 。
大的影响 。 为此采 用 最 小 二 乘 法 训 练 时 ， 根据设定 使计算结果受人为 的误差自动确定隐 函 数 的 层 数 ， 同时计算的收敛性增强 。 影响小 ，
Ｔ ｎ …， ， 在图 １ 中 Ｘ＝ （ 为网络 ｘ ｘ ｘ ｘ Ｒ １， ２， ３， ｎ） ∈
的输入向量 （ 即输入影响测量气测全烃值的各种影 １ ２ ； 为网络 响因素） ｃ ｃ ＝ ｅ ｘ ‖Ｘ－ ｈ‖ ｐ － ２‖Ｘ－ ｈ（ ｈ ‖） ２ σ 高斯变换的基函数 ，‖Ｘ－Ｃ‖ 为欧式范数 ， Ｃ为
（ ） ： 刘子雄 ， 李敬松 ， 黄子俊 ， 吴英 ， 曾鸣 ， 杨玉茹 ． 利用气测录井全烃评价压裂产能方法研究 ． 录井工程 ， ２ ０ １ ５， ２ ６ １ １ ４ － 摘 要 利用气测录井全烃可以准确评价和认识储 集 层 ， 但该值大小受地质因素和钻井因素等影响， 导致不同层 难以直接用于评价压裂井产能 。 通过对影响录井全 烃 值 大 小 的 因 素 进 行 分 析 ， 确定１ 位的全烃值缺少可比性 ， ２项 然后选取某一压裂层建立影响因素与全烃值的样本 ， 采用径向基 神 经 网 络 进 行 训 练 ， 得到全烃计算 主要影响参数 ， 模型 ， 并用于计算其他井段的录井全烃值 ， 即相当于所有井段的录井全烃值采用 相 同 测 量 标 准 ， 从而消除了各种地 该方法准确可靠 ， 操作简单 ， 适用于产能评价和储集层对比 。 质和工艺因素的差异 。 实际应用表明 ， 关键词 录井全烃值 地质因素 影响参数 径向基神经网络 压裂产能 ： ／ 中图分类号 ： Ｔ Ｅ １ ３ ２． １ 文献标识码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ ９ ８ ０ ３． ２ ０ １ ５． ０ １． ０ ０ １ － ｊ