基于数据挖掘的可视化流场表征方法技术

本发明专利技术属于油田水驱开发技术领域，具体涉及一种基于数据挖掘的可视化流场表征方法。其包括以下步骤：步骤1，建立典型区块地质模型，通过Matlab与流线数值模拟器对接，提取流线特征数据，得到流线场；步骤2，对提取的流线数据进行属性降维，进行流场重构；步骤3，进行流线聚类分析，实现流场的可视化；步骤4，综合考虑油藏流场的影响因素，建立流场强度和流线密度表征参数以表征流体累积效应和瞬时效应对流场的影响；步骤5，流场强度的定量化表征；步骤6，流线密度的定量化表征。该方法解决了现有技术方法无法对油藏流场进行准确重构及可视化表征的问题。表征的问题。表征的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于数据挖掘的可视化流场表征方法


[0001]本专利技术属于油田水驱开发
，具体涉及一种基于数据挖掘的可视化流场表征方法。

技术介绍

[0002]目前，国内老油田已普遍进入中高含水、特高含水开发阶段，导致油田开发成本攀升、效益下降严重，而目前流场调整是低油价下重要的稳产手段之一。在水驱开发过程中，由于受地质特征、流体、井网等条件影响，特别是储层平面及纵向的非均质性影响，注入水在地下流场驱替状况不均衡，剩余油分布越来越复杂零散，油藏流场日趋复杂，流场特征认识不清。而对于水驱开发的油藏，流场的发育状况与水驱效果的好坏具有密切关系。因此对油藏流场进行可视化表征可以有效指导水驱油藏流场调整、剩余油潜力挖掘及控水稳油措施制定。
[0003]为充分挖掘地下资源，提高原油采收率，必须提高对地下流场的认识程度，明确油藏流场分布状况，有针对性的制定注采调整措施和剩余油挖潜方向。而目前现有的技术方法，多采用传统油藏数值模拟技术，通过数值示踪剂方法模拟流场分布，模拟准确度有待进一步提高。此外，现有方法无法对油藏流场进行可视化表征。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于数据挖掘的可视化流场表征方法，解决了现有技术方法无法对油藏流场进行准确重构及可视化表征的问题。
[0005]为实现上述问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种基于数据挖掘的可视化流场表征方法，其包括以下步骤：
[0007]步骤1，建立典型区块地质模型，通过Matlab与流线数值模拟器对接，提取流线特征数据，得到流线场；
[0008]步骤2，对提取的流线数据进行属性降维，进行流场重构；
[0009]步骤3，进行流线聚类分析，实现流场的可视化；
[0010]步骤4，综合考虑油藏流场的影响因素，建立流场强度和流线密度表征参数以表征流体累积效应和瞬时效应对流场的影响；
[0011]步骤5，流场强度的定量化表征；
[0012]步骤6，流线密度的定量化表征。
[0013]在步骤1中，采用流线油藏数值模拟方法，建立流线模型，提取定量表征流场的相关数据，与传统油藏数值模拟技术相比，具有处理更大数量级数据的计算优势，同时保持了驱替过程中明显的驱替前缘以及减少网格方向影响的优势，可将抽象的流线特征数据转化为直观的地下流体运移规律及剩余油分布特征，更准确的表征流场。
[0014]优选地，在步骤2中，利用主成分分析进行属性降维；将N
P
×
N
A
个属性进行线性组合，组合成N
P
×
N
A
个主成分，选取累计贡献度超过90％的前N个主成分作为描述一条流线的
新的属性；选取合适的主成分来表征原流场的的所有属性，并利用所选主成分进行流场重构；优选地，重构的准确率作为选取主成分的标准。
[0015]进一步优选地，选取的主成分越多，主成分贡献越多，重构的流场越精细。
[0016]优选地，使流场重构准确率达到90％的主成分个数为最佳主成分个数。
[0017]优选地，在步骤3中，依据主成分分析方法所提取的流线特征，对流场进行划分聚类，将特征类似的流线聚为一类，依据聚类准则，将每条流线用点表征到二维平面上，然后还原到三维空间，实现流线的聚类和可视化。
[0018]进一步优选地，选择K_Means聚类方法，对流线特征进行聚类分析，并应用轮廓系数法对流场聚类效果评价，轮廓系数越接近1，说明聚类效果越好。
[0019]在步骤4中，综合考虑油藏流场的影响因素选取合适的参数指标，建立了流场强度参数表征流体累积效应对流场的影响，反映了历史流场对油藏采出状况的影响；建立了流线密度参数表征流体瞬时效应对流场的影响，直观反映了流场对流体驱替能力及波及程度。
[0020]优选地，步骤5中，流场强度的定量化表征方法包括：
[0021]选择表征流场强度的表征参数；
[0022]流场强度表征式的建立：应用层次分析法，建立层次结构模型，将优选的流场强度表征参数、动态流场强度、综合流场强度按它们之间的相互关系分为因素层、过渡层和目标层，建立层次结构模型；建立成对比较判别矩阵，求取矩阵对应的最大特征根，将最大特征根对应的特征向量作为权向量，进行一致性检验，输出参数权重系数；根据隶属函数得到隶属矩阵，乘权重系数后，进行归一化，得到了流场强度。
[0023]优选地，从流场强度表征参数中选择过水倍数和含水率动态指标来综合表征流场强度。
[0024]进一步优选地，流场强度计算公式为：
[0025][0026]E
j
＝(b1，b2…
b
n
)
T
/max(b1，b2…
b
n
)
[0027][0028][0029]其中，E
d-流场强度；R
d-各参数隶属度；ω
d-各参数权重系数；E
j-归一化后的流场强度；r
1i-过水倍数隶属度函数；r
i2-含水率隶属度函数。
[0030]优选地，步骤6中流线密度的定量化表征方法：对于任意点处的流线密度可以表示为D
n
＝N，其中N代表第n个点处的点的个数，利用K_means聚类算法将点的个数减少，提高计算速度，进行归一化处理，第n个点处的流线密度可以表示为：
[0031]d
n
＝D
n
/max(D
n
)。
[0032]本专利技术取得的有益效果：
[0033]与传统油藏数值模拟技术相比，本专利技术应用精细流线数值模拟技术，进行流场特征分析，采用主成分分析与聚类方法等数据挖掘技术，建立流场强度与流线密度参数对流场进行可视化定量化表征。该方法具有处理更大数量级数据的计算优势，同时保持了驱替过程中明显的驱替前缘以及减少网格方向影响的优势，可将抽象的流线特征数据转化为直观的地下流体运移规律及剩余油分布特征，更准确的表征流场，该方法可为流场优化调整和剩余油潜力挖掘提供方向指导。
[0034]该方法在胜利海上埕岛油田主体馆陶组埕北11井区试验中获得了应用，根据该方法成功指导了该井区流场优化调整。应用该方法现场实施后，提高水驱动用储量186万吨，实现了日增油44吨，累积增油5467吨，含水上升率控制在2％以内的良好效果，取得了较好的经济效益和社会效益。
附图说明
[0035]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0036]图1为本专利技术的基于数据挖掘的可视化流场表征方法的一具体实施例的流程图；
[0037]图2为本专利技术的一具体实施例中主成分分析属性降维流程图；
[0038]图3为本专利技术的一具体实施例中选取最佳主成分流场重构图；
[0039]图4为本专利技术的一具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数据挖掘的可视化流场表征方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1，建立典型区块地质模型，通过Matlab与流线数值模拟器对接，提取流线特征数据，得到流线场；步骤2，对提取的流线数据进行属性降维，进行流场重构；步骤3，进行流线聚类分析，实现流场的可视化；步骤4，综合考虑油藏流场的影响因素，建立流场强度和流线密度表征参数以表征流体累积效应和瞬时效应对流场的影响；步骤5，流场强度的定量化表征；步骤6，流线密度的定量化表征。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤2中，利用主成分分析进行属性降维；将N
P
×
N
A
个属性进行线性组合，组合成N
P
×
N
A
个主成分，选取累计贡献度超过90％的前N个主成分作为描述一条流线的新的属性；选取合适的主成分来表征原流场的的所有属性，并利用所选主成分进行流场重构；优选地，重构的准确率作为选取主成分的标准。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，选取的主成分越多，主成分贡献越多，重构的流场越精细。4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，使流场重构准确率达到90％的主成分个数为最佳主成分个数。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤3中，依据主成分分析方法所提取的流线特征，对流场进行划分聚类，将特征类似的流线聚为一类，依据聚类准则，将每条流线用点表征到二维平面上，然后还原到三维空间，实现流线的聚类和可视化。6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，选择K_Means聚类方法，对流线特征进行聚类分析，并应用轮廓系数法对流场聚类效果评价，轮廓系数越接近1，说明聚类效果越好。7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤5中，流场强度的定量化表征方法包括：选择表征...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟亮，郭敏，张强，张凯，姜书荣，李健，王志伟，徐耀东，刘敏，许雨桐，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：