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《錄井工程雜志》2015年第一期

1建立徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)全烴計(jì)算模型

1.1徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對(duì)錄井全烴影響因素的研究中，雖然能夠找出主要的影響因素，但錄井全烴值與各因素之間的關(guān)系不確定，因此可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立如下的非線性表達(dá)式。徑向基（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)收斂性好、精度高［11］，因此本文采用該網(wǎng)絡(luò)建立全烴的計(jì)算模板。徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括輸入層、隱函數(shù)層、輸出層，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。采用RBF網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)時(shí)，大多使用聚類算法來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，該方法需要人為的輸入隱函數(shù)的層數(shù)［11］，而隱函數(shù)層數(shù)輸入的不同將對(duì)計(jì)算結(jié)果有較大的影響。為此采用最小二乘法訓(xùn)練時(shí)，根據(jù)設(shè)定的誤差自動(dòng)確定隱函數(shù)的層數(shù)，使計(jì)算結(jié)果受人為影響小，同時(shí)計(jì)算的收斂性增強(qiáng)。

1.2樣本數(shù)據(jù)的選取根據(jù)氣測(cè)全烴值影響因素的分析結(jié)果，分別選取地質(zhì)因素和非地質(zhì)因素中對(duì)應(yīng)的參數(shù)。地質(zhì)因素主要體現(xiàn)儲(chǔ)集層巖石中的含氣性大小，為此在測(cè)井相中選取中子、聲波、密度、深電阻率值作為地質(zhì)因素的樣本。同時(shí)考慮流體中氣體性質(zhì)的影響，將錄井氣測(cè)中甲烷含量也作為樣本參數(shù)。非地質(zhì)因素主要體現(xiàn)在鉆井工程參數(shù)和鉆井液性能參數(shù)，選取鉆壓、鉆速、扭矩、泵壓、排量、鉆時(shí)、鉆井液密度、鉆井液粘度作為訓(xùn)練樣本。每組樣本數(shù)據(jù)均有13項(xiàng)影響因素（表1），選用海上某氣田一口已進(jìn)行壓裂的HY2井，在其測(cè)試井段中選取61組數(shù)據(jù)，以其中50組數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，對(duì)其余11組數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型驗(yàn)證。

1.3訓(xùn)練模型的建立在建立訓(xùn)練模型時(shí)，選用HY2井測(cè)井和錄井參數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)樣本和檢測(cè)參數(shù)。由于一些因素受環(huán)境影響難以準(zhǔn)確取值，訓(xùn)練時(shí)降低了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練精度，可通過(guò)逐步剔除法，篩選出影響訓(xùn)練精度的參數(shù)項(xiàng)。通過(guò)對(duì)13項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練對(duì)比，最終選取了表1中除鉆井液密度以外的12項(xiàng)參數(shù)。從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的誤差（實(shí)測(cè)全烴值和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算全烴值間的方差累積）與訓(xùn)練次數(shù)的關(guān)系（圖2）可以看出：在設(shè)置訓(xùn)練目標(biāo)誤差為0時(shí)，迭代50次之后，未經(jīng)篩選時(shí)訓(xùn)練的誤差為88．5，剔除鉆井液密度項(xiàng)后的訓(xùn)練誤差為2．67×10－30，誤差顯著降低，滿足模型計(jì)算的要求。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該網(wǎng)絡(luò)模型的準(zhǔn)確性，采用該井61組數(shù)據(jù)中的11組數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)比其實(shí)測(cè)錄井全烴值與徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出的全烴值可知，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的誤差較小，最大的為0．007，表明采用這50組數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練得出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)滿足計(jì)算要求，可以用來(lái)進(jìn)行其他井全烴值的計(jì)算。

2應(yīng)用實(shí)例

應(yīng)用時(shí)選取了海上某氣田壓裂探井的資料進(jìn)行分析。由于探井缺少有效的參考資料，導(dǎo)致測(cè)井解釋的準(zhǔn)確性低［12］，在指導(dǎo)壓裂選井選層和產(chǎn)能分析時(shí)應(yīng)用效果差。為了準(zhǔn)確找出各個(gè)儲(chǔ)集層段的生產(chǎn)潛力，需要采用氣測(cè)錄井的全烴進(jìn)行對(duì)比分析，但由于各井的鉆井和測(cè)量環(huán)境存在差異，無(wú)法直接采用全烴值進(jìn)行儲(chǔ)集層生產(chǎn)潛力分析。有鑒于此，選取該氣田經(jīng)過(guò)壓裂的HY2井測(cè)井和錄井12項(xiàng)參數(shù)，采用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型計(jì)算出各個(gè)輸入?yún)?shù)段對(duì)應(yīng)的全烴值，建立統(tǒng)一的氣測(cè)全烴檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在應(yīng)用同一標(biāo)準(zhǔn)選取其他井的這些參數(shù)計(jì)算全烴值時(shí)，相當(dāng)于選取了與HY2井相同的全烴測(cè)量環(huán)境，因而可以通過(guò)HY2井的測(cè)試產(chǎn)能及物性對(duì)其他井進(jìn)行產(chǎn)能和物性對(duì)比。由于所選取的參數(shù)均為儀器檢測(cè)值，不受經(jīng)驗(yàn)因素影響，該方法適用于同一地區(qū)的任何井進(jìn)行產(chǎn)能和物性對(duì)比。運(yùn)用訓(xùn)練后該模型重新對(duì)該區(qū)塊的其余壓裂井段氣測(cè)錄井全烴進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明：重新計(jì)算的錄井全烴值與現(xiàn)場(chǎng)錄井值差別較大，在圖3中HY2井3831～3850m井段由于受到井眼擴(kuò)徑和鉆速快的影響，現(xiàn)場(chǎng)錄井全烴值為15％，明顯高于其他井段，通過(guò)對(duì)比分析可知，該值與壓裂測(cè)試的產(chǎn)能不匹配，而應(yīng)用該模型計(jì)算后的全烴值降低了鉆井條件和測(cè)量環(huán)境差異的影響。采用該網(wǎng)絡(luò)對(duì)該區(qū)塊其余幾口壓裂井HY3井、HY5井、HY6井、HY9井的錄井全烴值進(jìn)行校正，獲得各個(gè)壓裂段的平均全烴值，且該區(qū)塊壓裂段重新計(jì)算的全烴值與壓裂產(chǎn)能呈現(xiàn)較高的相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)平方（r2）為0．9932（圖4）。應(yīng)用該模型對(duì)同一井組的HY3井、HY5井、HY6井、HY9井的相同層位進(jìn)行錄井全烴計(jì)算，同樣得出其全烴值大小與儲(chǔ)集層的巖心滲透率、含氣飽和度呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)，即計(jì)算所得全烴值越高，其物性和含氣性越好（表2），表明運(yùn)用該方法可以準(zhǔn)確地進(jìn)行儲(chǔ)集層對(duì)比。

3結(jié)論

①影響氣測(cè)全烴值大小的因素較多，由于各井的測(cè)量條件不一致，不能只通過(guò)全烴值大小對(duì)比儲(chǔ)集層生產(chǎn)能力。②對(duì)影響氣測(cè)全烴值大小的參數(shù)采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練后，最終確定12項(xiàng)參數(shù)對(duì)其測(cè)量結(jié)果影響顯著。采用該方法建立的全烴值計(jì)算模型，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后準(zhǔn)確性高，可以用來(lái)計(jì)算全烴值。③采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的錄井全烴曲線對(duì)比性強(qiáng)，產(chǎn)能與全烴值大小呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，應(yīng)用該方法進(jìn)行儲(chǔ)集層對(duì)比和產(chǎn)能分析準(zhǔn)確可靠。

作者：劉子雄李敬松黃子俊吳英曾鳴楊玉茹單位：中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)研究院中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心