基于微生物DNA测序的生产动态监测方法与应用

作     者：杨海彤 

作者单位：中国石油大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：姜汉桥;魏发林

授予年度：2023年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：DNA测序 生产动态监测 产液剖面 缝高监测 井间连通性研判 

摘      要：油田生产动态监测主要针对油水井地层压力、产量、产液剖面等而进行的监测工作,能够对后续方案开发及措施调整进行及时研判,为油田开发动态分析提供依据。油田生产动态监测包括产液剖面测试与解释、缝高监测、井间连通性分析,通常存在需要停止生产,作业步骤繁杂,耗时长,成本高,污染储层,不能长时间连续监测等问题。为了解决上述问题,海外已优先提出将DNA测序技术应用于油田生产动态监测应用中,然而国内却尚未起步。为填补国内空白,本文充分融合油藏工程、基因工程以及大数据分析三个领域内容对基于微生物DNA测序的生产动态监测方法与应用展开研究。本文主要从三方面入手,其一是建立基于微生物DNA测序的产液剖面测试与解释方法。通过对岩屑与产液取样并测序构建基于微生物特征的地下分层方法,得到高分辨率特征的微生物地层基线,通过比较朴素贝叶斯、随机森林、Bp神经网络三种聚类方法的五个评价指标优选并改进随机森林算法,构建基于PSO-随机森林算法的产液剖面解释模型,可耗时短、精度高的描述各地层产液剖面。其次建立了一种基于微生物DNA测序的缝高监测方法,通过分析产液剖面确定有效裂缝高度、最大裂缝高度与最小裂缝高度。最后建立了一种基于微生物DNA测序的井间连通关系判定方法,通过对比注采井产液的DNA测序结果,进行主成分分析等以此评价注采井间连通程度,比对传统示踪结果验证该方法的可行性。通过上述三方面应用的研究,最终实现基于微生物DNA测序的生产动态监测。本文通过对不同阶段产液取样并测序,获取基于时间的产液剖面、裂缝延伸高度与井间连通关系,实现低成本、无污染、操作简便、长期有效的生产动态监测的目的,并且可以将监测范围从单井迅速扩大至整个油田范围。