阅读说明：本技术 一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法 (Gas reservoir single well control area splitting method based on artificial intelligence ) 是由 谭晓华 李劲涵 李晓平 王坤 毛正林 杨豪 于 2020-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法,属于油气藏储量评价领域；为了解决现今气藏气井单井控制面积计算误差较大,流程冗杂等问题；其技术方案是：第一,准备气藏及气井静态及动态参数,利用三角剖分算法,绘制气藏区块边界曲线；建立气藏物性的渗透率、储层有效厚度、孔隙度二维矩阵；基于差异化竞争区域生长图像分割算法,计算单井竞争系数；结合单井竞争系数,进行气藏单井控制面积智能劈分；得到各单井控制面积比例,结合气藏实际含气面积,计算得到各单井控制面积；该方法贴合实际、计算过程省时省力；利用编程,绘制单井控制面积劈分图,形象直观；适用范围广,可推广性强。(The invention relates to a gas reservoir single-well control area splitting method based on artificial intelligence, belonging to the field of evaluation of reserves of a gas reservoir; the method aims to solve the problems that the single well control area of the existing gas reservoir gas well has large calculation error, complicated flow and the like; the technical scheme is as follows: firstly, preparing static and dynamic parameters of a gas reservoir and a gas well, and drawing a boundary curve of a gas reservoir block by utilizing a triangulation algorithm; establishing a two-dimensional matrix of permeability, effective reservoir thickness and porosity of physical properties of the gas reservoir; calculating a single-well competition coefficient based on a differential competition area growing image segmentation algorithm; combining the competition coefficients of the single wells, and intelligently splitting the control area of the single well of the gas reservoir; obtaining the control area proportion of each single well, and calculating to obtain the control area of each single well by combining the actual gas containing area of the gas reservoir; the method is fit to reality, and the calculation process is time-saving and labor-saving; by programming, drawing a single-well control area splitting diagram, and the image is visual; wide application range and strong popularization.)

一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法

技术领域

本发明涉及一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，属于油气藏储量评价领域。

背景技术

单井地质储量计算法因计算过程可操做性强，结果可信度高，相对于其它一些笼统的剩余气研究方法来说，应用越来越广泛。油气田开发中后期，单井地质储量计算的目的是明确平面井点上剩余的地质储量和剩余油气的分布，而单井控制面积的计算是单井地质储量确定的重中之重，因此开展对气藏单井控制面积计算的相关研究，对气藏后期合理开发，单井生产制度优化，提高气藏整体收益具有重大意义。

经过广泛调研，目前单独针对单井控制面积计算的研究极少，专利号为CN201510197824.7的《一种确定缝洞型油藏的单井控制储量的方法》，其中提到的单井控制面积确定需要建立相应物理模型，明确井的控制形状，所需参数多，计算步骤繁琐，且通过物理模型实验得到的控制形状可靠性低；专利号为CN201811430509.4的《基于最优单井控制面积的页岩气藏开采方法》，其中提到的单井控制面积仅看做控制长度与控制宽度的乘积，而通常单井控制区域边界为不规则形状，与实际情况相悖。

总体来说，目前进行单井控制面积计算的方法主要分为：经验公式、面积权衡法、物理模型三种，但都有较大的局限性以及误差。因此，迫切地需要一种准确度高，操作性强，同实际情况相符合的劈分方法来进行单井控制面积的计算，为后续储量评价，气藏合理开发奠定基础。

发明内容

本发明目的是：为了解决现今气藏气井单井控制面积计算误差较大，流程繁琐等问题，通过利用数学软件Matlab 2016a进行编制程序，基于人工智能进行气藏各单井控制面积劈分，劈分效果好，适用性强。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，该方法包括下列步骤：

第一，准备气藏及气井静态及动态参数，包括气藏实际含气面积、测井数据、储层温度、天然气黏度、天然气偏差因子、气藏半径、井筒半径、井位坐标、边界坐标、单井产能；

第二，根据单井边界坐标，利用三角剖分算法，进行离散点边界提取，绘制气藏区块边界曲线；

第三，根据单井测井数据，通过编程建立气藏物性的渗透率二维矩阵，储层有效厚度二维矩阵，利用孔隙度计算公式，进一步计算得到孔隙度二维矩阵；

第四，根据建立的渗透率二维矩阵、储层有效厚度二维矩阵以及孔隙度二维矩阵，结合单井产能数据，利用单井竞争系数方程，计算单井竞争系数；

第五，根据井位坐标及边界曲线，结合所得单井竞争系数，利用单井生长点判别公式，进行气藏单井控制面积智能劈分；

第六，当气藏中无点满足生长点判别公式时，运算终止，得到气藏单井面积劈分图，根据气藏单井面积劈分图结果，得到各单井控制面积比例，结合气藏实际含气面积，计算得到各单井控制面积。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述所有计算，均通过数学软件Matlab 2016a编程实现。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述三角剖分算法通过数学软件Matlab 2016a，利用Delaunay方法编程实现离散点边界的提取。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述建立的渗透率二维矩阵、储层有效厚度二维矩阵、孔隙度二维矩阵均是大小为10×10的二维矩阵。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述孔隙度计算公式为，其中，K为储层渗透率，单位为mD；φ为孔隙度，无量纲量。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述单井竞争系数方程为，其中，q _sd为单井产能，单位为m³/d；T为储层温度，单位为K；μ为天然气黏度，单位为cP；Z为天然气偏差因子，无量纲量；r _e为气藏半径，单位为m；r _w为井筒半径，单位为m；K为储层渗透率，单位为mD，h为储层有效厚度，单位为m，dp为单井竞争系数，无量纲量。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述生长点判别公式为

，其中，为整个气藏边界内某一点的数值，为0或1，无量纲量。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述气藏单井控制面积智能劈分以各井位坐标为起始点，以边界曲线为限制条件，以单井竞争系数为扩散速度，以生长点判别公式为扩散条件，由起始点向起始点四周进行以单井竞争系数为基础的差异化面积生长。

上述的一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，所述单井控制面积比例储存于数学软件Matlab 2016a工作区一个大小同气藏井位数一致的一维矩阵中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）建立储层渗透率、有效厚度、孔隙度二维矩阵，结合单井产能，体现气藏的非均质性，贴合实际；（2）编程实现面积劈分与计算，计算过程省时省力；（3）利用编程，绘制单井控制面积劈分图，形象直观；（4）适用范围广，可推广性强。

附图说明

在附图中：

图1是本方法技术路线图。

图2是基于人工智能的气藏单井控制面积劈分软件界面图。

图3是某气藏边界绘制图。

图4是某气藏单井控制面积智能劈分图。

图5是matlab工作区中某气藏各单井面积比例结果图。

具体实施方式

下面结合实施方式和附图对本发明做进一步说明。

本发明提供了一种基于人工智能的气藏单井控制面积劈分方法，图1为本方法的技术路线图，该方法包括下列步骤：

第一，准备气藏及气井静态及动态参数，包括气藏实际含气面积、测井数据、储层温度、天然气黏度、天然气偏差因子、气藏半径、井筒半径、井位坐标、边界坐标、单井产能；

第二，根据单井边界坐标，利用三角剖分算法，进行离散点边界提取，绘制气藏区块边界曲线；

第三，根据单井测井数据，通过编程建立气藏物性的渗透率二维矩阵，储层有效厚度二维矩阵，利用孔隙度计算公式，进一步计算得到孔隙度二维矩阵；

第四，根据建立的渗透率二维矩阵、储层有效厚度二维矩阵以及孔隙度二维矩阵，结合单井产能数据，利用单井竞争系数方程，计算单井竞争系数；

第五，根据井位坐标及边界曲线，结合所得单井竞争系数，利用单井生长点判别公式，进行气藏单井控制面积智能劈分；

第六，当气藏中无点满足生长点判别公式时，运算终止，得到气藏单井面积劈分图，根据气藏单井面积劈分结果，得到各单井控制面积比例，结合气藏实际含气面积，计算得到各单井控制面积。

进一步的，所述所有计算，均通过数学软件Matlab 2016a编程实现，软件界面如图2所示。

进一步的，所述三角剖分算法通过数学软件Matlab 2016a，利用Delaunay方法编程实现离散点边界的提取。

进一步的，所述建立的渗透率二维矩阵、储层有效厚度二维矩阵、孔隙度二维矩阵均是大小为10×10的二维矩阵。

进一步的，所述孔隙度计算公式为

，其中，K为储层渗透率，单位为mD；φ为孔隙度，无量纲量。

进一步的，所述单井竞争系数方程为

，其中，q _sd为单井产能，单位为m³/d；T为储层温度，单位为K；μ为天然气黏度，单位为cP；Z为天然气偏差因子，无量纲量；r _e为气藏半径，单位为m；r _w为井筒半径，单位为m；K为储层渗透率，单位为mD，h为储层有效厚度，单位为m，dp为单井竞争系数，无量纲量。

进一步的，所述生长点判别公式为，其中

为整个气藏边界内某一点的数值，为0或1，无量纲量。

进一步的，所述气藏单井控制面积智能劈分以各井位坐标为起始点，以边界曲线为限制条件，以单井竞争系数为扩散速度，以生长点判别公式为扩散条件，由起始点向起始点四周进行以单井竞争系数为基础的差异化面积生长。

进一步的，所述单井控制面积比例储存于数学软件Matlab 2016a工作区一个大小同气藏井位数一致的一维矩阵中，如图5所示。

利用编制的基于人工智能的气藏单井控制面积劈分软件，以某一气藏为例，进行单井控制面积的智能劈分。

准备该气藏及气井静态及动态参数，包括气藏全区含气面积、测井数据、储层温度、天然气黏度、天然气偏差因子、气藏半径、井筒半径、井位坐标、边界坐标、单井产能；

其井位坐标及单井产能见表1。

表1

横坐标	纵坐标	单井产能
			165686.48	41391.96	6000
165683.84	41399.89	7000
			165690.34	41401.86	12000
165700.30	41394.04	9000
			165686.73	41405.68	11000

根据单井边界坐标，利用三角剖分算法，进行离散点边界提取，绘制气藏区块边界曲线，如图3所示；

根据单井测井数据，通过编程建立气藏物性的渗透率二维矩阵，储层有效厚度二维矩阵，结合孔隙度计算公式

，进一步建立孔隙度二维矩阵；

根据建立的渗透率二维矩阵、储层有效厚度二维矩阵以及孔隙度二维矩阵，结合单井产能数据，基于差异化竞争区域生长图像分割算法，利用单井竞争系数方程

，计算单井竞争系数，见表2；

表2

横坐标	纵坐标	单井竞争系数
			165686.48	41391.96	0.03074
165683.84	41399.89	0.03586
			165690.34	41401.86	0.06148
165700.30	41394.04	0.04611
			165686.73	41405.68	0.05636

根据井位坐标及边界曲线，利用单井生长点判别公式，结合单井竞争系数，以各井位坐标为起始点，以边界曲线为限制条件，以单井竞争系数为扩散速度，以生长点判别公式为扩散条件，由起始点向起始点四周进行以单井竞争系数为基础的差异化面积生长；

当气藏中无点满足生长点判别公式时，运算终止，得到气藏单井面积劈分图，如图4所示，根据计算结果，得到各单井控制面积比例，如图5所示，结合该气藏实际含气面积为24km²，计算得到各单井控制面积，见表3。

表3

横坐标	纵坐标	单井控制面积比例	实际控制面积/ km<sup>2</sup>
				165686.48	41391.96	15303	2.38
165683.84	41399.89	19374	3.02
				165690.34	41401.86	9341	1.46
165700.30	41394.04	66375	10.34
				165686.73	41405.68	43663	6.80

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）建立储层渗透率、有效厚度、孔隙度二维矩阵，结合单井产能，体现气藏的非均质性，贴合实际；（2）编程实现面积劈分与计算，计算过程省时省力；（3）利用编程，绘制单井控制面积劈分图，形象直观；（4）适用范围广，可推广性强。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。