[發明專利]一種基于支持向量機技術的頁巖儲層可壓性評價方法

有效

• 申請號: 201711086064.8
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN108009705B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 時賢;蔣恕;盧雙舫;王健
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

本發明涉及一種基于支持向量機技術的頁巖儲層可壓性評價方法。包括以下步驟：（1）首先進行礦物組分定量分析和單軸抗壓實驗；（2）提取用于識別裂縫的測井特征參數；（3）通過組合彈簧模型計算不同層位的最大、最小水平主應力，再計算應力敏感程度；（4）建立可壓性評價模型；（5）再建立離散層位地層可壓性評價樣本空間，同時對可壓性評價結果與不同響應測井曲線之間的關系進行相關性分析。有益效果是：本發明更加完善地考慮了可壓性影響因素，從脆性指數、天然裂縫發育程度和應力敏感性三方面建立了頁巖氣儲層可壓性模型，彌補了現有評價方法對此因素考慮的不足，更好的體現區分頁巖在體積壓裂時形成復雜裂縫網絡的綜合能力。

技術領域

本發明涉及一種非常規油氣田開發領域，特別涉及一種基于支持向量機技術的頁巖儲層可壓性評價方法。

背景技術

隨著社會的高速發展和進步，尋找替代常規煤炭、石油、天然氣資源以外的資源已經變得十分迫切。頁巖氣具有儲量豐富，分布廣泛，生產周期長等特點，過去十年美國頁巖氣商業化開采的巨大成功，已引起了世界其他各國的廣泛關注。據估計，我國頁巖氣資源廣泛分布于四川、鄂爾多斯、塔里木、準噶爾、松遼等盆地，預估開采儲量高達36萬億立方米。因此，高效和科學的勘探和開發頁巖氣資源已經成為保障我國能源安全和實現經濟穩定、快速發展的國家級戰略。

頁巖氣的高效開采主要得益于大規模水平井體積壓裂改造技術的進步，層出不窮的新型壓裂技術的進步使得頁巖氣工業性氣流產量成指數式攀升，發展勢頭強勁。由于頁巖氣獨特的成藏賦存和儲層的力學特性，在體積壓裂過程中裂縫網絡發育程度受多種因素控制，如地應力狀態、巖石力學性質、儲層天然裂縫發育程度、地層滲透率和孔隙度、成巖作用等油藏性質和地質力學因素，也包括壓裂施工排量、泵入模式、壓裂工藝、壓裂液和支撐劑類型、完井方式和返排、生產制度等工程因素，因此如何在工程規模一定的條件下，有效提高體積壓裂的效率，減少體積壓裂的盲目性，形成與儲層配套的工藝方法一直目前頁巖氣體積壓裂的研究熱點。

儲層可壓性反映的僅僅是地層油藏物理和地質力學特征，以及在體積壓裂過程中泵入高壓壓裂液對巖體裂縫起裂和擴展等力學行為的綜合影響，與體積壓裂施工無關。目前的可壓性評價方法主要包括定性和定量評價方法。定性方法主要是采用研究區塊資料與頁巖氣高產優勢層位、井位、區塊資料進行直接對比的方式，通過地質、巖石力學、測井和地球物理、試采等資料選擇頁巖氣壓裂的井位和層位，但是該種方法需要大量前期歷史資料，適用于成熟的頁巖氣開發區塊，且誤差有時較大。定量方法主要基于脆性指數或者可壓性指數，脆性指數作為儲層壓裂有利層位甄選的核心指標，是應用最廣泛的儲層可壓性評價方法，但是現有的脆性指數評價方法只能反映簡單力學環境下，巖石非彈性應變后發生的永久破壞能力，無法考慮外部環境（如地應力等）對巖石破壞的影響。同時脆性指數需要其他參數間接求取，本身無法直接進行測試?？蓧盒栽u價方法通常除考慮脆性指數因素外，還可考慮其它因素，如地應力差異、天然裂縫發育程度等。但是，脆性指數和可壓性指數方法普遍需要充足的室內實驗數據，所以具有測試成本高、測試周期長等缺陷，同時現場有時巖芯并不充足，所以只能獲得不同層位的離散可壓性評估數據，難以支持整個井段的壓裂設計工作。

地球測井資料含有豐富完善的地層信息，是地層巖性和物性的綜合體現。利用測井數據不僅可以對地質特征和孔隙結構進行評價，獲取儲層四性關系，同時還可以對泥質含量、孔隙度、滲透率、飽和度、孔隙壓力、巖石力學參數、地應力等油藏和地質力學數據進行解釋。然而常規測井資料在解釋彈性力學參數時，常常存在因為橫波數據缺失造成的計算誤差大等缺陷。并且，地層巖石力學參數和各測井數據之間存在著傳統線性和非線性模型很難識別關系，部分受高壓高溫影響作用導致測井數據和力學參數之間產生甚至是隨機的、模糊的復雜關系。支持向量機是基于統計學習理論的一種小樣本機器學習方法，已經被廣泛應用于模式識別、回歸分析和函數擬合等問題中。在石油工程領域，如儲層識別、巖性判斷、孔滲預測等方面也取得突出成果，并已經建立了一套堅實的理論基礎。但是，目前還沒有學者將其應用到儲層可壓性評價計算當中，利用支持向量機極強的非線性學習能力，深度挖掘測井數據和室內巖石物理實驗數據的關系，進行全井段可壓性連續剖面解釋將為儲層油氣增產改造優化建立新的方法和開辟新的途徑。