储层损害类型多级模糊评价方法适用性研究

西安石油大学本科毕业设计（论文）1储层损害类型多级模糊评价方法适用性研究 摘要储层伤害评价研究是油气田勘探开发过程中重要的技术，也是提高油气勘探和开发质量的重要环节。本文探讨了油气储层伤害的机理，基于模糊综合评判理论,建立了一级评判、多级评判的模型,利用多级模糊方法评价油气储层。得出模糊综合评判同时考虑了评价对象的综合性、层次性、模糊性、适应性,其结果更符合客观实际。关键词:储层损害类型 储层损害因素 多级模糊评价西安石油大学本科毕业设计（论文）2SummaryReservoir damage evaluation research is an important technology in the oil and gas field exploration and development process, but also improve an important part of the quality of the oil and gas exploration and development. This paper discusses the mechanism of the oil and gas reservoir damage, the establishment of an evaluation based on fuzzy comprehensive evaluation theory, multi-level evaluation model, the use of multi-level fuzzy evaluation of oil and gas reservoirs. To draw fuzzy comprehensive evaluation taking into account the comprehensive evaluation object hierarchy, ambiguity, adaptability, and the results more in line with objective reality.Keywords: reservoir damage type of formation damage factors Multistage Fuzzy Evaluation西安石油大学本科毕业设计（论文）3目录第一章 绪论 .41.1 课题的意义 .41.2 国内外研究现状 .51.3 主要研究内容及思路 .71.3.1 主要研究内容 .71.3.2 研究思路 .7第二章 多级模糊理论基础 .82.1 模糊综合评判原理 .92.2 多级综合评判 .92.3 模糊综合评判的基本步骤 .102.3.1 建立因素集 .102.3.2 建立权重集 .102.3.3 建立评价集 .102.3.4 单因素模糊评判 .102.3.5 综合评判 .112.4 影响该方法预测效果的主要因素分析 .11第三章 储层损害源及定义 .113.1 储层损害定义 .123.1.1 油气层潜在损害因素 .123.1.2 孔隙度和渗透率 .123.1.3 储层孔隙结构 .133.1.4 储层敏感性矿物 .133.1.5 油气层岩石润湿性 .163.1.6 油气层流体性质 .163.1.7 油气层环境 .163.2 储层损害类型 .173.2.1 物理损害 .173.2.1.1 微粒运移 .173.2.2 化学损害 .193.2.3 生物损害 .223.3 对储层损害因素划分级别。 .233.31 储层损害分类 .233.3.2 敏感性损害分类 .24第四章 X 储层潜在的主要伤害类型评价 .244.1 X 储层潜在伤害因素分析 .254.1.1 BL 储层油藏特征 .254.1.2 储层岩性数据 .25西安石油大学本科毕业设计（论文）44.2 评价参数选择及建立评价集 .304.2.1 确定评价指标 .304.1.2 确定因素级,评价集 .364.3 确定权重集 .364.4 X 储层潜在伤害类型评价结果 .394.4.1 模糊综合评判结果 .394.4.2 计算 B*的综合评价分值 W .41结论与建议 .42感谢 .42参考文献 .43西安石油大学本科毕业设计（论文）5第一章 绪论1.1 课题的意义 储层伤害评价研究是油气田勘探开发过程中重要的技术，也是提高油气勘探和开发质量的重要环节。在勘探中，有利于对油气储层的发现，和对储层的正确评价；在生产过程中，有利于提高油气产量及油气田开发的经济效益，和储层的稳产和增产及最大限度的利用油气资源，也关系到油气田勘探开发的成效。在油(气)井钻井、完井、生产、增产、提高采收率等全过程中的任一作业环节，储层与外来液体以及所携带的固体微粒接触，由于这些液体与地层流体不匹配而产生沉淀，或造成储层中粘土矿物的膨胀或产生微粒运移，它们往往堵塞了孔隙通道，使得渗透率降低，从而不同程度地损害了储层的生产能力，即储层伤害。近些年来，随着油气勘探开发的进步，油气储层的保护技术越来越受到石油公司的重视，并已形成了从储层特征和潜在伤害分析、预测技术，储集层敏感性分析评价技术，储集层伤害指标建立和分级，钻井、完井、投产到压裂酸化及井下作业过程中保护油气层等配套实用技术，通过实际应用，取得了巨大的成效和经济效益。储层伤害模糊评价方法适用性的研究将模糊评价方法应用于储层伤害中是一项综合评价方法。在地质学研究中,不仅经常遇到随机性问题,同时还遇到众多的没有确定边界的模糊体系。所谓模糊性是指客观事物差异不满足“非此即彼”的二值逻辑关系,而存在着中间过渡和不分明性。地质问题中很多因素间具有错综复杂的关系,多数情况下,各因子之间并不相互独立,而存在着不同程度的相关性。多级模糊综合评判是综合决策的一个有力数学工具,适应于评判影响因素层次性及影响程度不确定性项目。模糊综合评判考虑了不同因素对分类所起作用的差别,由地质学家分别给予不同的权数,把地质学家的意向加以综合,使其定量化,并且使评价过程变成模拟人的思维方式,这样既易于计算机实现,又使其计算量远小于聚类分析法及判别分析法。因此,对于油气地质的模糊综合评判研究,具有重要的实际意义和应用前景。1.2 国内外研究现状 国内外大量的研究发现，油气储层一般都具有高应力敏感性、高毛细管压力、高含水饱和度和高水敏性的特点。而低渗透储层还具有低孔隙度、低渗透率和高含水饱和度的特征。一般研究认为，储层损害是一个复杂的系统工程，它是由于内伤害源(储层内固有的)、外伤害源(外来的)和复合伤害源(内、外伤害源相互作用)导致的结果 。具体损害形式有：固相微粒(外来和内部的)运移造成的储层损害；西安石油大学本科毕业设计（论文）6外来流体与储层岩石、流体不配伍造成的损害：如水敏性损害、碱敏性损害和无机垢、有机垢堵塞等；润湿性、毛管现象引起的储层损害(水锁、润湿反转、乳头液堵塞、气泡堵塞)；地层湿度、压力变化引起的储层损害；微生物对储层的损害。储层伤害是油气田开发过程中注人流体与地层岩石和地层流体之间发生的一系列物理化学反应的结果。储层伤害的原因一是储层本身的特性造成的潜在地层伤害,二是外来液体和(或)开发条件所引起的地层伤害。对于储层伤害评价的方法。储层伤害评价技术包括室内评价和矿场评价，室内评价的目的是研究油气层敏感性，配合进行机理研究，同时对可采用的保护技术进行可行性和判定性评价，为现场提供室内依据。矿场评价则是在现场开展有针对性的试验，分析判断室内试验效果，选择合理的方法、技术。从室内进行储层损害研究的方法上讲，常规的室内研究方法主要是在模拟储层现场条件的情况下，进行岩心流动试验，在观察和分析所取得试验结果的基础上，研究岩心损害的机理。主要实验内容包括：X-衍射分析；扫描电镜分析；薄片分析；岩心薄片和铸体薄片；储层敏感性试验，包括流速敏感性试验，水敏性和盐敏性试验，酸敏性试验，碱敏性试验以及压力敏感性试验。矿场评价技术方法。试井评价技术方法，主要包括稳定试井法、不稳定试井法、重复电缆地层测试（RFT）和钻柱测试（DST） 。测井评价技术方法，包括电阻率测井法、深度探测测井法和时间推移测井法。用其他资料评价伤害的方法，包括用试油后排液量的资料评价伤害程度、用各阶段（中途、完井和投产）测试资料评价伤害程度和用投产后采油指数等生产参数的变化情况评价伤害程度国外研究储层伤害评价的一种方法通过主要的参数污染带渗透率、真表皮系数和污染带半径。求取真表皮系数和污染带半径都需要污染带渗透率，但污染带渗透率的求取一直是个难题。Mckinley R M 等研究了一种计算污染带渗透率的拟合图版，即麦金利（Mckinley）图版。陈元千等研究了表皮系数的分解，总表皮分解时只考虑了 4 种表皮的影响，且在计算泥浆污染表皮系数时，没有计算污染带渗透率，而是通过其他表皮反求，计算的真表皮系数误差大，因而无法准确地将真表皮分解出来。这些研究存在一定的局限性，即不能准确求取污染带渗透率，从而影响表皮系数的准确分解。徐英卓利用神经网络技术对储层敏感性进行了评价。它主要由权值学习模块、敏感性评价模块、结果解释模块、权值知识库和数据库组成。可将敏感性评价这种分类等级关系抽象出它的层次分类模型,其前后层次间具有继承关系,即上一层的分类结果是下一层等级划分的必要条件。即:速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏;而每一种敏感性类型的敏感程度又根据其矿物含量、存在形态、储层物性、外来流体、矿化度的大小等各种因素划分为五个等级:强、中一强、中、中一弱、弱。虽然神经网络作为一种非线性系统的辨识工具在分类模式识别、图像处理和系统控制等领域得到了广泛应用,但其收敛速度慢,若加快收敛速度易产生振荡;存在局部极小和平台问题;泛化能力差;隐节点数和初始值的选取缺乏理论指导;未考虑样本西安石油大学本科毕业设计（论文）7选择对系统学习的影响。张玄奇利用灰色理论对储层敏感性的精细评价进行了初步探索。在岩石学分析和常规岩心分析的基础上提取与各种敏感性有关的信息,找出了与之关联的评价模型,并验证了该模型的可行性。用灰色多元加权综合分析方法评价地层的敏感性,即根据因素之间的发展态势的相似或相异程度来衡量因素之间的关联程度,以便区分敏感性的类型和强度。灰色多元加权综合分析方法评价地层敏感性,是把地层敏感性看作一个包含着已知因素(如敏感性评价参数,统计出的评价标准和参数权数)和未知因素(敏感性类型和敏感性强度)的灰过程,从而建立起多参数地层敏感性评价的灰色自动分析数学模型,然后采用模型进行评价和预测。实际作灰色多元加权分析处理时,由于数据量及其单位初值不同,一般采用矩阵作数据列伸缩处理后,再对系统包含的各种因素做标准归一化处理,使之无量纲化、等权化。灰色系统理论具有所需样本数据少,不需要计算统计特征量等优点.因此,自1982 年出现以来就得到了研究人员的重视,已经在许多领域,尤其在不确定性显著和缺乏数据的状况中,得到了成功的应用.人们在应用模型时,也遇到了一些预测精度不高的例子.研究人员已经提出许多改进预测精度的方法,如残差修正/等维新息等但是从灰色理论本身来看,其预测公式还存在重大缺陷,必须加以改正;否则就会引入理论误差,使我们陷入无尽的修正工作中,使预测变得繁琐而不可靠.1.3 主要研究内容及思路1.3.1 主要研究内容(1)调研储层损害类型及各种储层伤害的潜在因素及评价参数；(2）多级模糊评价方法的建立；(3)用多级模糊评价方法预测储层的伤害类型。1.3.2 研究思路采用多级模糊综合评判储层伤害。多级模糊评价是综合决策的一个有力数学工具,适应于评判影响因素层次性及影响程度不确定性项目。第一明确多级模糊理论评价的基本步骤。(1)建立因素集，这些因素通常带有不同程度的模糊性。(2)建立权重集，因为各个因素对所研究问题的影响程度是不一样的。因而,对它们的重视程度亦不同,其重要性以各因素赋予相应的权数来表征。(3)建立评价集。(4)单因素模糊评判，从单一因素出发进行评判,以确定评判对象对评价集元素的隶属程度。西安石油大学本科毕业设计（论文）8(5) 综合评判第二查找相关文献明确储层损害参数预选。(1)明确储层损害源及定义(2)储层损害类型(3)对储层损害因素划分级别。第三应用多级模糊评价储层伤害类型。(1)储层敏感性评价(2)应用储渗空间各参数评价西安石油大学本科毕业设计（论文）9第二章 多级模糊理论基础采用多级模糊综合评判储层伤害。多级模糊评价是综合决策的一个有力数学工具,适应于评判影响因素层次性及影响程度不确定性项目。众所周知,能够用于储层分类评价的指标涉及到岩性、岩相、成岩作用、物性、孔隙结构、含油性、电性、非均质性、厚度等许多内容。而在每个项目中,通常又包括几个甚至十几个参数。在以往的储层参数评价过程中,往往是采用单一参数进行评价,如按厚度、孔隙度、渗透率、变异系数、孔隙结构等参数划分出储层的好、中、差等。这些参数合起来十分庞大、复杂,在分类评价时常常发生有交叉、不唯一的现象。而对储层进行合理的分类评价也是很困难的,划分结果往往出现相互矛盾的情况。因此,储层综合评价的关键在于两个方面:一是合理的选择评价参数;二是合理的选择评价方法。2.1 模糊综合评判原理设对某地质问题的样本,我们主要从 n 个方面(因素)来考察 m 类(分类),并进行评价研究,那么因素集可定义为:U=u1,u2,un (1)评价集 V 定义为:V=v1,v2,vm (2)那么,对 u1 的评判结果为 V 上的模糊子集:R1=r11,r12,r1m (3)R1 为对 u1 的单因素评判。同理可以分别得到 u2,u3,un 的单因素评判,这些单因素评判构成单因素评判矩阵:R= (4)各因素权的分配是因素集上的一个模糊子集 A:A=a1,a2,an (5)已知 A 和评判对象的单因素评判矩阵 R,则对该评判对象的综合评判结果为 m 个元素的评价集:B=AoR (6)西安石油大学本科毕业设计（论文）102.2 多级综合评判对比较复杂的地质问题,或在比较复杂的环境中评判事物时,由于因素很多,各因素往往具有不同的层次,许多因素还具有较强的模糊性。如果仍采用一级综合评判,数学模型难以适应上述情况,因而得不出合理的评判结果,这时需要建立多级综合评