基于多项式趋势面分析的油井初期产量预测

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基于多项式趋势面分析的油井初期产量预测

翟汝霞,李汉林,连承波

(中国石油大学地球资源与信息学院,山东　257061)

摘　要:油井初期产量是编制油田开发方案的重要参数,而油气储层的物性特征是油井初期产量的主控因素。根据已知油井初期产量、油气储层孔隙度和渗透率,通过最优拟合原则建立油井初期产量与油气储层孔隙度和渗透率最佳预测数学模型,基于预测数学模型对未知油井初期产量进行预测分析。结果表明,基于趋势面分析的油井初期产量预测方法是可行,其结果可靠,可以为油田编制开发方案提供参考依据。

关键词:产量;储层物性;趋势面分析

1　引言

油井初期产量评价与预测对油气田的勘探开发有着重要的意义,它既是提高勘探效果的关键环节之一,也开发部署于规划的重要基础数据。油井产量的影响因素众多,而油井初期产量的主要影响因素为油气储层的物性特征。前人对基于储层物性的参数的产量预测方法做了大量的研究,其主要方法为线性回归、灰色模型和神经网络[1-4]。这些方法均有其各自的优点,一定条件下可以取得满意的预测效果,但也存在一些确定。线性回归和灰色模型方法对预测指标和参数之间的复杂关系适应性较差,而神经网络方法对学习样本的要求很高。为此,本次基于储层物性主要参数,利用趋势面分析的方法,对油井初期产量进行预测,试图寻求最佳的预测方法。2　多项式趋势面分析的基本原理

趋势面分析就是在点(P i (x i ,y i ,z i )的控制下,拟合一个连续的数学曲面,以此研究变量在区域上和局部范围内变化规律的一种统计方法[5]。多项式是趋势面分析常用的数学模型,多项式曲面的一般形式:

z =Β1+Β2x +Β3y +Β4x 2+Β5xy +Β6y 2

++式中,z 为因变量;x ,y 为自变量。若多项式中自变量的最高次数为k ,则称这种多项式为k 次多项式。多项式曲面的形态将随着k 的增大而变得更加复杂。

假设Β1、Β2、Β3、…的估计值为b 1、b 2、b 3、…+,那么得趋势多项式方程:

z δ

=b 1+b 2x +b 3y +b 4x 2+b 5xy +b 6y 2++

把已知的x i ,y i (i =1,2,…,n )代入上式,得到因变量的趋势值:

z δi =b 1+b 2x i +b 3y i +b 4x 2i +b 5x i y i +b 6y 2i ++

确定多项式系数所依据的原则是使Q 1=

∑n

i =1

(z

i

-z δ

i )2达到最小。

趋势面的拟合度是指观测值与趋势值在总体上

的逼近程度。记:

Q 1=

∑n

i =1

(z i

-z δi )2

;Q =

∑n

i =1

(z i

-z δ)2

;Q 2=∑n

i =1

(z δi

-z γ

)2;且有Q =Q 1+Q 2。定义C =Q 2Q

×100%为趋势面的拟合度。

3　基于多项式趋势面分析的油井初期产量预测

多项式趋势面分析的原理表明,结合实际资料,根据最优拟合原则调整多项式自变量最大次数,可以建立因变量与自变量的最佳数学关系,对因变量和自变量之间的复杂关系具有较强的适应性。基于这一认识,本次以储层物性主要参数孔隙度和渗透率为自变量,油井初期产量为因变量,通过最优拟合建立数学模型进行预测分析。本次研究发现利用多项式趋势面分析的所建立模型预测结果非常接近实际产量,说明多项式趋势面分析能够建立油气储层物性参数与油井初期产量的复杂关系。4　结语

油井初期产量评价和预测是编制油田开发方案的重要组成部分,而油气储层的物性特征是油井初期产量的主控因素。在一定的范围内,油气储层孔隙度和渗透率与油井初期产量具有较强的相关性。利用多项式趋势面分析的方法可以较好的表达油井初期产量与油气储层孔隙度和渗透率之间复杂的内在联系。根据已知油井初期产量、油气储层孔隙度和渗透率,通过最优拟合原则可以建立油井初期产量与油气储层孔隙度和渗透率最佳数学模型,基于拟合的数学模型可以对未知油井初期产量进行预测分析。实例分析表明,基于趋势面分析的油井初期产量预测方法是可行,其结果可靠,可以为油田编制开发方案提供参考依据。

[参考文献]

[1]　王美石,陈祥光.多元线性回归方法在油田产

量预测中的应用[J ].油气田地面工程,2004,23(11):25～26.

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31内蒙古石油化工 2007年第9期　

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收稿日期:2007-04-14

作者简介:翟汝霞(1984—),女,山东潍坊人,硕士研究生,专业:矿产普查与勘探。

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油砂岩成气的热模拟分析

戴鸿鸣,刘文龙

(西南石油大学,四川成都　610500)

摘　要:热模拟分析表明油砂岩具有较高的生气能力,可成为侏罗系储层优质的气源岩,进一步开展油砂岩分布、成藏和成气条件研究,对川西地区北部侏罗系油气勘探有重要意义。

关键词:油砂岩;热模拟;侏罗系;成因研究

1　油砂岩热模拟分析实验条件

111　油砂岩成气的热模拟实验条件

①仪器:采用H P 5890A 气相色谱仪,外接SGE 热解器。

②样品:由于岩石矿物的组成结构对烃类生成和排驱机理有重要作用,因此在研究中采用20～60目之间的岩石颗粒直接分析。热模拟样品选自青林1井侏罗系沙溪庙组油浸砂岩,井深1508m 。

③热模拟生烃部分:用澳大利亚生产的SGE 热解器改装的热模拟生烃装置,由热解炉和温度控制系统两部分组成,可以从室温开始,迅速升温至900℃,并且可以在任意温度段恒温操作。

④定量分析部分:用美国生产的H P 5890A 型气相色谱仪改进的定量分析装置,可以完全收集热模拟生成的烃产物,经色谱柱分离,F I D 鉴定,定量分析C 1～C 5各烃组分。

⑤数据控制和处理部分:由计算机和色谱软件组成的数据系统可以设定和执行各种色谱操作参数,采集分析数据和处理数据。

⑥操作:样品在一定温度下加热恒温30m in ,用氦气作载气,经液氮冷阱收集产物,色谱仪分析产物组成和含量。一个岩石样品可在不同的几个温度阶

段连续进行上述分析测定。112　岩石热模拟产物C 1～C 4碳同位素分析实验条件

①仪器:GC C D elta s 同位素质谱仪,外接SGE 热解器。

②样品:由于岩石矿物的组成结构对烃类生成和排驱机理有重要作用,因此在研究中采用20～60目之间的岩石颗粒直接分析。热模拟样品选自青林1井侏罗系沙溪庙组油浸砂岩,井深1508m 。

③热模拟生烃部分:用澳大利亚生产的SGE 热解器改装的热模拟生烃装置,由热解炉和温度控制系统两部分组成,可以从室温开始,迅速升温至900℃,并且可以在任意温度段恒温操作。

④定量分析部分:样品经色谱柱分离后,燃烧进入同位素质谱仪检测各组分的同位素值。

⑤操作:岩石样品在一定温度下加热恒温30m in ,用氦气作载气,经液氮冷阱收集产物,A l 2O 3色谱柱分离产物。燃烧进入同位素质谱仪检测各组分的同位素值。一个样品可在不同的几个温度阶段连续进行上述分析测定。

[2]　徐波,薛中天,韩继勇.用灰色系统模型预测油

井产量[J ].石油钻采工艺,2001,23(3):48～49.

[3]　李栓豹,陈雷.多元线性回归分析在安塞油田

产量预测中的应用[J ].承德石油高等专科学校学报,2004,6(4):27～31.

[4]　谭成仟,吴少波,宋子齐.神经网络在辽河滩海

地区油气储层产能预测中的应用[J ].西安石油学院学报,2001,16(3):21～24.[5]　李汉林,赵永军.石油数学地质[M ].东营:石

油大学出版社,1998:133～164.

Pred i cti on of o il well output Ba sed on Polyno m i a l Trend Surface Ana lysis

ZH A I R u -x ia ,L I H an -lin ,L IA N C heng -bo

(Schoo l of Ea rth R esou rces and Info r m a ti on ,Petro leum U n iversity ,Shandong 257061,Ch ina )

Abstract :O il w ell o rig ina l ou tp u t is one of i m po rtan t p a ram eters fo r o ilfield devel opm en t p lann ing .R eservo ir cha racteristics a re the m a in con tro lling facto rs of o il w ell o rig ina l ou tp u t .In the ligh t of the know n da ta abou t reservo ir cha racteristics and o il w ell o rig ina l ou tp u t ,the p red icti on m odel w a s

con structed ba sed on po lynom ia l trend su rface ana lysis

.T he m odel w a s u sed to p red ict the unknow n o il w ells o rig ina l ou tp u t .T he resu lts of an exam p le illu stra te tha t the m ethod is si m p le and reliab le in ca lcu la ti on ,and is u sefu l fo r p red icting o il field ou tp u t .

Key words :O u tp u t ;R eservo ir Cha racteristics ;T rend Su rface A na lysis

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31　2007年第9期 内蒙古石油化工

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收稿日期:2007-04-15