煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法、系统与设计方案

图片简介:本技术属于油气田开发技术领域，介绍了一种煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法、系统，统计目标煤层气藏地质资料，构建目标煤层气藏的地质模型；提取区域网格单元的特征参数及含气性数据，构建煤层气藏开发潜力量化分级评价指标体系；开展目标煤层气藏区域开发潜力的无监督聚类分析，输出目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果。

本技术实现煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价；通过改进的自适应模糊C均值聚类算法进行无监督聚类分析，极好地克服了受算法初始值和样本离群点影响的聚类结果不稳定问题，实现了煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价，可以有效指导针对煤层气藏“甜点”区域的不规则井网部署或加密调整。

技术要求1.一种煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法，其特征在于，所述煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法包括：统计目标煤层气藏地质资料，构建目标煤层气藏的地质模型；提取区域网格单元的特征参数及含气性数据，构建煤层气藏开发潜力量化分级评价指标体系；开展目标煤层气藏区域开发潜力的无监督聚类分析，输出目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果。

2.如权利要求1所述的煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法，其特征在于，所述统计目标煤层气藏地质资料，构建目标煤层气藏的地质模型：搜集整理目标煤层气藏的静态地质资料，利用地质建模软件构建目标煤层气藏的地质模型，将所述地质模型在空间上划分为N个连续编号的区域网格单元。

括构造参数、储层参数以及流体参数；所述构造参数包括顶部构造、断层数据；所述储层参数包括各煤层厚度、有效厚度、渗透率、孔隙度、初始含水饱和度、初始压力、初始温度、含气量；所述流体参数包括气水的PVT数据表、水和岩石的PVT数据表、等温吸附曲线、气水相渗曲线、毛管压力曲线。

4.如权利要求1所述的煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法，其特征在于，所述提取区域网格单元的特征参数及含气性数据，构建煤层气藏开发潜力量化分级评价指标体系包括：(1)以地质模型空间划分的各个区域网格单元为评价对象，提取各个区域网格单元的特征参数与含气性数据；(2)根据所提取的各个区域网格单元的特征参数及含气性数据，计算各个区域网格单元所对应的开发潜力量化分级评价指标集。

5.如权利要求4所述的煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法，其特征在于，所述特征参数包括区域网格单元的面积、距最近构造边界的距离、有效厚度、渗透率、孔隙度、地层压力、含水饱和度；所述含气性数据包括含气量、临界解吸压力、废弃压力、气体体积系数。

6.如权利要求4所述的煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法，其特征在于，所述量化分级评价指标集包括储量丰度、可采潜力和脆性指数，分别采用如下公式计算：B＝7.14E-200ν+72.9；式中：Ωg为储量丰度；Φ为可采潜力；B为脆性指数；Sw为含水饱和度；φ为孔隙度；h为有效厚度；Bg为煤层气体的体积系数；K为渗透率；Vg为含气量；Vab为废弃压力对应的含气量；Pi为初始煤层压力；Pad为临界解吸压力；Pab为废弃压力；Db为距最近构造边界的距离；E为杨氏模量；v为泊松比。

藏区域开发潜力的无监督聚类分析，输出目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果以地质模型空间划分的各个区域网格单元为评价对象，在煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价指标集计算的基础上，采用改进的自适应模糊C均值聚类算法进行无监督聚类分析，依据每一类别聚类中心所对应的评价指标特征值，确定开发潜力量化分级评价标准，输出煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果；具体包括：(1)以地质模型空间划分的各个区域网格单元为评价对象，在计算得到各个区域网格单元对应的开发潜力量化分级评价指标集xi＝{Ω(i)，Φ(i)，B(i)}，1≤i≤N的基础上，生成目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价样本集为X＝{x1，x2，…，xN}，其中i为地质模型中区域网格单元的编号、N为地质模型空间划分的区域网格单元数目；(2)给定模糊加权指数m＝3.5、迭代停止阈值ε＝10-6、最大迭代次数kmax＝50，令最大聚类数目类别数c＝2、迭代次数k＝1；(3)以类别数c作为分类数目，应用自适应模糊C均值聚类算法对所述目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价样本集X＝{x1，x2，…，xN}进行聚类，得到相应的聚类中心Vc＝{v1，v2，…，vc}和隶属度矩阵Uc＝[uij]∈Rc×N，采用如下公式计算有效性评价指标：式中，||xj-vi||为样本xj与聚类中心vi的欧式距离；||vi-vj||为聚类中心vj与聚类中心vi的欧式距离；若c＝2或XB<XB0(c>2)，则令有效性评价指标XB0＝XB、最佳分类数copt＝c以及相应的聚类中心Vopt＝Vc；(4)若c<cmax，令c＝c+1，转到步骤303，否则转到(5)；(5)若k<kmax，令k＝k+1，转到步骤303，否则转到(6)；(6)输出最佳分类数copt以及相应的聚类中心Vopt，依据每一类别聚类中心所对应的评价指标值确定煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价标准，同时计算各个区域网格单元对应的量化分级评价指标集到每一个聚类中心的欧式距离，将各个区域网格单元的开发潜力评价为到其欧式距离最小的聚类中心所对应的类别，输出煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果。

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：统计目标煤层气藏地质资料，构建目标煤层气藏的地质模型；提取区域网格单元的特征参数及含气性数据，构建煤层气藏开发潜力量化分级评价指标体系；开展目标煤层气藏区域开发潜力的无监督聚类分析，输出目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果。

9.一种实施权利要求1～7任意一项所述煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法的煤层气藏区域开发潜力量化分级评价系统，其特征在于，所述煤层气藏区域开发潜力量化分级评价系统包括：地质模型构建模块，用于根据煤层气藏的静态地质资料，构建煤层气藏的地质模型，并将所述地质模型在空间上划分为N个连续编号的区域网格单元；评价指标计算模块，用于提取各个区域网格单元的特征参数与含气性数据，以此计算煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价指标；量化分级评价模块，用于生成煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价样本集，并应用改进的自适应模糊C均值聚类算法进行样本集聚类，确定最佳分类数与分级量化评价标准，输出煤层气藏区域开发潜力的分级量化评价结果。

10.一种煤层气藏开发系统，其特征在于，所述煤层气藏开发系统搭载权利要求9所述的煤层气藏区域开发潜力量化分级评价系统。

技术说明书一种煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法、系统技术领域本技术属于油气田开发技术领域，尤其涉及一种煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法、系统。

背景技术目前，中国煤层气资源丰富，开发潜力巨大。

与煤层气商业开发领先的国家相比，中国的煤层气资源蕴藏在十分复杂的地质环境中，这大大增加了煤层气勘探开发的难度，制约了煤层气产业的发展。

煤储层的吸附与解吸特征对煤层气藏开发潜力评价具有重要影响。

以往的大量研究主要是基于地质特点和储层特征来提取储层厚度、渗透率、孔隙度、含气饱和度和含气量等参数，定性地从宏观上分析评价煤层气的开发潜力。

然而实际煤层气藏开发是一个系统性的工程，包括从初期的排水降压到后期的气水同出直至废弃的完整过程，通过这种常规的评价方式无法表征出储层渗透性能、储层蕴藏的物质和能量、构造边界等因素对煤层气藏潜在生产能力的综合影响，因此，也无法有效指导针对煤层气储层“甜点”的不规则井网部署或加密调整。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：常规的评价方式无法表征出储层渗透性能、储层蕴藏的物质和能量、构造边界等因素对煤层气藏潜在生产能力的综合影响，也无法有效指导针对煤层气储层“甜点”的不规则井网部署或加密调整。

技术内容针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法、系统。

本技术是这样实现的，一种煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法，所述煤层气藏区域开发潜力量化分级评价方法包括：统计目标煤层气藏地质资料，构建目标煤层气藏的地质模型；提取区域网格单元的特征参数及含气性数据，构建煤层气藏开发潜力量化分级评价指标体系；开展目标煤层气藏区域开发潜力的无监督聚类分析，输出目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果。

进一步，所述统计目标煤层气藏地质资料，构建目标煤层气藏的地质模型：搜集整理目标煤层气藏的静态地质资料，利用地质建模软件构建目标煤层气藏的地质模型，将所述地质模型在空间上划分为N 个连续编号的区域网格单元。

进一步，所述静态地质资料包括构造参数、储层参数以及流体参数；所述构造参数包括顶部构造、断层数据；所述储层参数包括各煤层厚度、有效厚度、渗透率、孔隙度、初始含水饱和度、初始压力、初始温度、含气量；所述流体参数包括气水的PVT数据表、水和岩石的PVT数据表、等温吸附曲线、气水相渗曲线、毛管压力曲线。

进一步，所述提取区域网格单元的特征参数及含气性数据，构建煤层气藏开发潜力量化分级评价指标体系包括：(1)以地质模型空间划分的各个区域网格单元为评价对象，提取各个区域网格单元的特征参数与含气性数据；(2)根据所提取的各个区域网格单元的特征参数及含气性数据，计算各个区域网格单元所对应的开发潜力量化分级评价指标集。

进一步，所述特征参数包括区域网格单元的面积、距最近构造边界的距离、有效厚度、渗透率、孔隙度、地层压力、含水饱和度；所述含气性数据包括含气量、临界解吸压力、废弃压力、气体体积系数。

进一步，所述量化分级评价指标集包括储量丰度、可采潜力和脆性指数，分别采用如下公式计算：B＝7.14E-200ν+72.9；式中：Ωg为储量丰度；Φ为可采潜力；B为脆性指数；Sw为含水饱和度；φ为孔隙度；h为有效厚度；Bg为煤层气体的体积系数；K为渗透率；Vg为含气量；Vab为废弃压力对应的含气量；Pi为初始煤层压力；Pad为临界解吸压力；Pab为废弃压力；Db为距最近构造边界的距离；E为杨氏模量；v为泊松比。

进一步，所述开展目标煤层气藏区域开发潜力的无监督聚类分析，输出目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果以地质模型空间划分的各个区域网格单元为评价对象，在煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价指标集计算的基础上，采用改进的自适应模糊C均值聚类算法进行无监督聚类分析，依据每一类别聚类中心所对应的评价指标特征值，确定开发潜力量化分级评价标准，输出煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果；具体包括：(1)以地质模型空间划分的各个区域网格单元为评价对象，在计算得到各个区域网格单元对应的开发潜力量化分级评价指标集xi＝{Ω(i)，Φ(i)，B(i)}，1≤i≤N的基础上，生成目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价样本集为X＝{x1，x2，…，xN}，其中i为地质模型中区域网格单元的编号、N为地质模型空间划分的区域网格单元数目；(2)给定模糊加权指数m＝3.5、迭代停止阈值ε＝10-6、最大迭代次数kmax＝50，令最大聚类数目类别数c＝2、迭代次数k＝1；(3)以类别数c作为分类数目，应用自适应模糊C均值聚类算法对所述目标煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价样本集X＝{x1，x2，…，xN}进行聚类，得到相应的聚类中心Vc＝{v1，v2，…，vc}和隶属度矩阵Uc＝[uij]∈Rc×N，采用如下公式计算有效性评价指标：式中，||xj-vi||为样本xj与聚类中心vi的欧式距离；||vi-vj||为聚类中心vj与聚类中心vi的欧式距离；若c＝2或XB<XB0(c>2)，则令有效性评价指标XB0＝XB、最佳分类数copt＝c以及相应的聚类中心Vopt＝Vc；(4)若c<cmax，令c＝c+1，转到步骤303，否则转到(5)；(5)若k<kmax，令k＝k+1，转到步骤303，否则转到(6)；(6)输出最佳分类数copt以及相应的聚类中心Vopt，依据每一类别聚类中心所对应的评价指标值确定煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价标准，同时计算各个区域网格单元对应的量化分级评价指标集到每一个聚类中心的欧式距离，将各个区域网格单元的开发潜力评价为到其欧式距离最小的聚类中心所对应的类别，输出煤层气藏区域开发潜力的量化分级评价结果。