一种高含水油藏流线场聚类分析方法技术

本发明专利技术属于石油于天然气中的采油工程技术领域，涉及一种高含水油藏流线场聚类分析方法。所述方法包括以下步骤：提取油藏流线场数据；应用密度峰值聚类算法对流线场进行分级评价；对不同流线簇组数下聚类效果进行评价，确定最佳流线场聚类组数；通过调整注、采井液量对评价结果进行优化，实现油藏流场的均衡驱替。本发明专利技术所用密度峰值聚类算法可处理不同密度及形状分布的样本，克服了现有聚类分析方法的不足；同时通过对聚类效果进行评价，从而提高了分析结果的准确性，为实现合理调整油藏流线场、提高采收率提供依据。提高采收率提供依据。提高采收率提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种高含水油藏流线场聚类分析方法


[0001]本专利技术属于石油和天然气中的采油工程
，涉及一种高含水油藏流线场聚类分析方法。

技术介绍

[0002]石油和天然气是国家重要的战略资源，是国民经济发展的重要命脉。随着油气勘探领域的拓展，高含水期油藏高效开发已经成为中国各大油田提高采收率的主要战场之一。
[0003]流线数值模拟作为油田实际开发过程中表征流体流动轨迹、描述流场强度的重要手段被广泛应用，其通过在网格上建立压力方程，对流线进行正交计算，得到相应的压力等势面，由此建立一个自然运移的网络，流体沿流线运移，从而追踪油藏中油、气、水的运移。相比传统的有限差分数值模拟方法，流线模拟具有运算速度快、易于确定油井与注水井间耦合关系、加快历史拟合过程等优点。然而目前的流线场模拟仅能够通过油藏各区域流线疏密来定性判断当前时刻流场分布，无法做到对流线场进行定量评价。
[0004]聚类分析是研究分类问题中的一种重要的统计学方法，聚类方法通过无监督的方式对所研究的数据进行分类识别，通过数据之间的相似性对样本进行分类，最终实现各分组内数据相似性大、组间数据差异大的分类结果。
[0005]中国专利申请CN110306971A公开了一种高含水后期油藏流场分级评价方法，该方法使用面通量作为表征流场的唯一指标，先通过模糊C均值聚类分析将面通量进行聚类，得到聚类中心和聚类数目，采用戎下型隶属函数对面通量数据进行归一化处理，将处理结果定义为流场强度，利用模糊C均值聚类分析对流场强度进行分级，建立了完整的流场评价体系，该专利技术可为预测剩余油分布、寻找优势通道、定量评价流场强度、指导高含水期油田挖潜其剩余油提供方法支持。
[0006]中国专利技术专利CN104573333B公开了利用聚类分析进行模型优选的方法，步骤如下：步骤一、建立多个三维定量地质模型，统计各模型中每一网格节点属性值并对属性值进行标准化处理，计算任意两模型的欧氏距离，得到表征各模型差异的相异性矩阵；步骤二、对相异性矩阵进行降维，在2维空间中用向量辨别模型的相似性；步骤三、运用聚类分析方法对模型进行聚类，从每一类中选出一个或几个模型进行油藏数值模拟研究；步骤四、对比井点属性值直方图与所选模型直方图，判定所选模型是否满足地质概念；步骤五、将所选模型计算的储量与P10、P50和P90储量进行对比，判断所选模型的代表性。该专利技术具有简单客观、且适用范围广的特点，可以广泛应用于油藏描述领域。
[0007]中国专利申请CN107965318A公开了一种火山岩油藏有效储层定量分类的方法，该方法包括：获取参考火山岩储层的储层质量参数；利用K
‑
means分割聚类法对所述储层质量参数进行聚类分析，以建立火山岩油藏有效储层的分类标准；基于所述火山岩油藏有效储层的分类标准，利用线性判别函数法建立各类有效储层的线性判别函数；基于所述线性判别函数，确定目标火山岩储层的类型。
[0008]然而，现有常规聚类分析方法只能识别球形簇，对其它形状的聚类簇无法准确定量分析，这极大仅限制了聚类分析方法在油藏开采中的应用，同时也制约所得结果的准确性。

技术实现思路

[0009]本专利技术主要目的是提供一种高含水油藏流线场聚类分析方法，本专利技术所述通过提取油藏流线场数据，应用密度峰值聚类算法对流线场进行分级评价，并通过S_Dbw系数评价不同流线簇组数下聚类效果的好坏，最终达到流线分级优化的目的，为实现合理调整油藏流线场、提高采收率提供依据。本专利技术所用密度峰值聚类算法可处理不同密度及形状分布的样本，克服了现有聚类分析方法的不足；同时通过对聚类效果进行评价，从而提高了分析结果的准确性。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术提供一种高含水油藏流线场聚类分析方法，包括以下步骤：提取油藏流线场数据；应用密度峰值聚类算法对流线场进行分级评价；对不同流线簇组数下聚类效果进行评价，确定最佳流线场聚类组数；通过调整注、采井液量对评价结果进行优化，实现油藏流场的均衡驱替。
[0012]进一步地，提取流线场中质点的空间坐标及其所对应的三个表征属性参数作为聚类数据集；三个表征属性参数具体为流线潜力、流线流量和流线含油率。
[0013]更进一步地，对流线质点的X、Y、Z方向坐标、表征属性参数进行标准化处理。由于各属性的数据范围不同，如不进行标准化，会导致某些属性的权重增大或减小，影响聚类结果，因此需要对流线质点的X、Y、Z方向坐标、流线流量等参数进行标准化。
[0014]进一步地，所述密度峰值算法的具体步骤为：
[0015](1)输入数据样本集，形成样本之间的距离矩阵；
[0016](2)计算每个样本点的相邻点、相对距离以及局部密度；
[0017](3)确定聚类中心，并将非聚类中心进行归类；
[0018](4)将存在噪声的边界点赋到一个与之相关联的核心点所在的聚类簇中。
[0019]更进一步地，在步骤(2)中，用于计算局部密度参数的公式为：
[0020]ρ
i
＝∑
j
(d
ij
‑
d
c
) i＝1，2，3...n
ꢀꢀꢀ
(1)
[0021]式中，ρ
i
为样本i的局部密度；d
ij
为样本i和样本j之间的距离；d
c
为截断距离；n为样本总数量。
[0022]更进一步地，步骤(2)还包括评估各个样本簇之间的分离距离，以保证样品i和其他较大密度样品之间存在较大分离距离，所用公式为：
[0023][0024]式中，为样本簇之间的分离距离；为样本簇q
i
与样本簇q
j
之间的距离。
[0025]更进一步地，在步骤(3)中采用以下公式确定聚类中心：
[0026][0027]式中，γ
i
为样本i的聚类中心评估值。
[0028]对于一个聚类中心，它应该具有两个属性，即内部具有较大的局部密度以及与其
他聚类中心的较大分离距离。采用(3)式可对聚类中心进行有效评价。假设将总数据划分为n个聚类中心组，则可以将所有数据计算出的γ值降序排列，前n个采样点为聚类中心点，然后根据设置的密度中心点的控制范围即可确定聚类结果。
[0029]进一步地，对不同流线簇组数下聚类效果进行评价的方法为：S_Dbw有效指数法，SD指数法，Calinski
‑
Harabasz指数法，Dunn指数法或轮廓系数法。
[0030]更进一步地，采用S_Dbw有效指数法对不同聚类组数的结果进行评价，优选出S_Dbw系数最小时所对应的流线分级组数作为最佳结果，完成流线场分级定量评价。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0032]本专利技术采用密度峰值聚类算法对流线场进行分级评价，该算法确定的聚类中心具备自身密度大，并且与比它密度大的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高含水油藏流线场聚类分析方法，其特征在于，包括以下步骤：提取油藏流线场数据；应用密度峰值聚类算法对流线场进行分级评价；对不同流线簇组数下聚类效果进行评价，确定最佳流线场聚类组数；通过调整注、采井液量对评价结果进行优化，实现油藏流场的均衡驱替。2.根据权利要求1所述高含水油藏流线场聚类分析方法，其特征在于，提取流线场中质点的空间坐标及其所对应的三个表征属性参数作为聚类数据集；优选地，对流线质点的X、Y、Z方向坐标、表征属性参数进行标准化处理。3.根据权利要求2所述所述高含水油藏流线场聚类分析方法，其特征在于，表征属性的三个具体参数为：流线潜力、流线流量和流线含油率。4.根据权利要求1所述高含水油藏流线场聚类分析方法，其特征在于，所述密度峰值算法的具体步骤为：(1)输入数据样本集，形成样本之间的距离矩阵；(2)计算每个样本点的相邻点、相对距离以及局部密度；(3)确定聚类中心，并将非聚类中心进行归类；(4)将存在噪声的边界点赋到一个与之相关联的核心点所在的聚类簇中。5.根据权利要求4所述高含水油藏流线场聚类分析方法，其特征在于，在步骤(2)中，用于计算局部密度参数的公式为：ρ
i
＝∑
j
(d
ij
‑
d
c
) i＝1,2,3
…
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，ρ
i
为样本i的局部密度；d
ij
为样本i...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭奇，孙业恒，黄迎松，李伟忠，杨盛波，贾元元，吕远，
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：