基于深度学习的钢套管长电极电法页岩压裂成像监测

发布时间：2022-12-10 14:49

　　页岩水力压裂过程中需要将大量的水压入地下。监测页岩开发中压裂液随时间变化的注入、返排和滞留吸收等信息对于页岩气可持续大规模安全开采具有重要意义。压裂液与周围地层相比通常具有较高的电导率,因此地球物理电法、电磁法可以发挥独特的作用。然而传统的地面电法、电磁法难以采集到深部页岩层内小尺度压裂液流动产生的信号,而井中方法价格昂贵并且会干扰正常的生产操作,因此亟需一种对深部储层具备高分辨率的地面电场监测方法。随着越来越多地球物理调查利用场区中的钢套管井作为长电极增大探测深度,以及近几年国际勘探地球物理领域对油井钢套管效应正演模拟的深入研究,长电极电磁法逐渐成为一种油藏开发监测的有力工具。长电极法与常规电磁法相比,钢套管作为人造极端高导体增加了在地层尺度下正演数值模拟的难度,并且压裂监测对快速成像的要求也进一步提高了反演成像的难度。目前对长电极电法、电磁法压裂液高时空分辨率监测的研究多集中于正演模拟研究阶段,而相应的反演成像问题尚未得到充分研究。本文以非常规油气藏水力压裂为背景,将长电极电法和深度学习技术引入到压裂液分布高分辨率反演成像监测和钢套管电导率反演成像问题中。本文建立典型页岩层地电模型... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 长电极电磁法页岩压裂液监测方法研究
        1.2.2 长电极电磁法套管电导率反演研究进展
        1.2.3 深度学习在地球物理反演中的应用
    1.3 本文的研究工作及创新点
    1.4 论文的组织结构
第2章 基本原理与方法
    2.1 等效电阻网络算法及原理
    2.2 深度学习相关概念
        2.2.1 卷积神经网络
        2.2.2 全卷积网络
第3章 压裂液方向性流动的可探测性研究
    3.1 压裂液监测模型建立与观测设计
        3.1.1 地层电导率模型
        3.1.2 数据形式
    3.2 多井耦合对地表电场变化的影响探究
        3.2.1 单井条件
        3.2.2 双井条件
        3.2.3 三井条件
        3.2.4 井耦合性的电路解释
    3.3 地层电阻率对地表电场变化的影响探究
    3.4 非生产井供电对地表可探测性的影响分析
    3.5 本章小结
第4章 基于深度学习的压裂液分布成像
    4.1 基于全卷积网络的压裂液电导率分布反演成像算法
    4.2 数据集准备
    4.3 训练与成像结果
    4.4 鲁棒性测试
        4.4.1 反演算法对噪声的抗干扰能力测试
        4.4.2 反演算法对于钢套管电导率的容错性
        4.4.3 本章小结
第5章 基于深度学习的钢套管电导率成像
    5.1 地球物理电导率模型建立
    5.2 长电极电法套管完整性的可探测性研究
        5.2.1 用于可探测性研究的电场数据选取
        5.2.2 对长度参数的可探测能力及条件
        5.2.3 对程度参数的可探测能力及条件
        5.2.4 对位置参数的可探测能力及条件
        5.2.5 钢套管完整性监测的可探测性总结
    5.3 基于全卷积网络的钢套管电导率分布反演成像算法
    5.4 数据集准备
    5.5 训练与成像结果
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩革命及其意义[J]. 金之钧.  经济导刊. 2019(10)
[2]页岩气藏压裂液返排理论与技术研究进展[J]. 任岚,邸云婷,赵金洲,荣莽.  大庆石油地质与开发. 2019(02)
[3]页岩压裂过程的连续时域电磁法动态监测试验（英文）[J]. 严良俊,唐浩,陈孝雄,谢兴兵,周磊,王中兴,胡文宝.  Applied Geophysics. 2018(01)
[4]井筒完整性的定义、功能、应用及进展[J]. 张绍槐.  石油钻采工艺. 2018(01)
[5]油气藏开发监测中地-井三维电磁法的数值模拟研究（英文）[J]. 李静和,何展翔,徐义贤.  Applied Geophysics. 2017(04)
[6]基于多因素耦合的井筒完整性风险评价[J]. 何汉平.  中国安全生产科学技术. 2017(07)
[7]页岩气资源开采现状、问题与前景[J]. 王世谦.  天然气工业. 2017(06)
[8]多通道瞬变电磁法油气藏动态检测[J]. 王显祥,底青云,邓居智.  石油地球物理勘探. 2016(05)
[9]压裂液在页岩储层中的滞留与吸收初步探索[J]. 李春颖,张志全,林飞,盛萍.  科技通报. 2016(08)
[10]时移长偏移距瞬变电磁法剩余油监测方法及应用[J]. 谢兴兵,周磊,严良俊,胡文宝.  石油地球物理勘探. 2016(03)



本文编号：3716945