油藏数值模拟历史拟合方法简介

油藏数值模拟油藏数值模拟是随着电子计算机的出现和发展而成长的一门新学科，在国内外都取得了迅速的发展和广泛的应用。

1953年美国G..H.BUCE等人发表了《孔隙介质不稳定气体渗流的计算》后，为用数值方法计算油气藏渗流问题开辟了道路。

三十多年来，由于大型快速电子计算机的迅速发展，大大地促进了数值模拟方法的广泛应用。

20世纪60年代初期研究了多维多相的黑油模型；20世纪70年代初期研究了组分模型、混相模型和热力采油模型；20世纪70年代末期研究各种化学驱油模型。

目前，黑油、混相和热力采油模型已经投入工业性应用，并已经成为商业性软件，化学驱油模型也正日趋完善。

油藏数值模拟方法是迄今为止定量地描述在非均质地层中多相流体流动规律的惟一方法。

例如许多常规方法要假定油层为圆形的均匀介质，如油藏几何形状稍复杂一些，且为非均质介质，则求解非常困难，甚至无法求解。

而对油气藏数值模拟而言，计算形态复杂的非均质油藏和计算简单形态的均质油藏工作量几乎是一样的。

因此油藏数值模拟可解决其它方法不能解决的问题。

对于其它方法能解决的问题，用数值模拟方法可以更快、更省、更方便、更可靠地解决，并增加其它分析方法的可信度。

一个油气藏，在现实中只能开发一次。

但应用油藏数值模拟，可以很容易地重复计算不同开发方式的开发过程，因此人们可以从中选出最好的开发方法。

因此，对油藏工程师而言，数值模拟给动态分析提供了一种快速、精确的综合性方法；对管理者而言，数值模拟提供了不同开采计划的比较结果；对尚无经验的工程师而言，数值模拟则是有效的培训工具。

数值模拟研究的主要工作程序对一个油气藏进行综合的数模研究，往往需要花较大的精力和较长时间（有时会达一年甚至更长的时间），同时还对计算机硬件和技术人员有很高的要求，然而尽管在不同的项目中，面对的问题会千差万别，但大多数油藏数值模拟的基本研究过程是一样的。

为了使读者一开始就对数模研究工作有一个明确的整体概念，下面简要地介绍一下油藏数值模拟的主要工作程序。

ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｌ ｌ ｓ，ｕ ｎ ｃ ｅ ｔａ ｒ ｉ ｎ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ｉ ａ ｌ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｉ ｚ ｅ；ｎ ｏ ｎ — ｒ ｅ ｓ ｅ ｖｏ ｒ ｉ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｉ ｎ ｆ ｌ ｕｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ０ ｆ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ｎｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｙ ｒ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ．Ｂｙ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ — ｓ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｔｉ ｒ ｉｃ ｆ ｉ ａ ｌ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ，ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ａ ｎ ｄ
ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ － ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ — ｌ ｏ ｗ— ｐ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ；ｒ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｓ ｅ ｉ ｒ ｏ ｕ ｓ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ

算法【８１、模拟退火‘９１、邻域法（ＮＡ）㈣。概率算法如
’此文为作者Ｓｃｈｅ限ｅｓｆｏｒａｕｔｏｍａｔｉｃｈｉｓｔｏｒｙｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｍｏｄｅｌｉｎｇ：Ａｃ酗ｅｏｆＮｅ始ａｎ ｏｉｌｆｉｅｌｄｉｎｆｋ￡Ⅸ的中译稿。原文请 参照我刊国际发行网站：ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄｉｒｅｅｔ．ｃｏｒｎ／ｓｃｉｅｎｃｅ．ｊｏｕｒｎａｌ／１８７６３８０４。此文中英文稿在编译过程中由黄旭日博士审校。
ｓｃｈｅｍｅｓ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ
ｈｉｓｔｏｒｙ ｍａｔｃｈｍｇ，ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｂｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｏｆ Ｎｅｌｓｏｎ ｆｉｅｌｄ ａｐｐｒｏａｃｈ ｉｇ ｃｏｎｄｔｔｅｔｅｄ ｕｓｉｎｇ
ａｌｌ
ｅｎｓｅｍｂｌｅ
ｏｆｂｅｓｔ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
ｍａｔｃｈｉｎｇ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂｕｔｅａｃｈ ｓｅｌｅｃｔｅｄｒｅｇｉｏｎｆｏｒｕｐｄａｔｉｎｇｉｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｏｔｈｅ培， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｈｉｓｔｏｒｙ ｍａｔｃｈｉｎｇ；ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｕｐｄａｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ；ｔｉｍｅ・ｌａｐｓｅ（４Ｄ）ｈｉｓｔｏｒｙ ｍａｔｃｈｉｎｇ；ｍｉｓｆｉｔ
ｍａｔｃｈｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂｙ ｒｅｄｕｃｉｌｌｇ山ｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ，ｓａｖｉｎｇ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｍａｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ．ｖａｒｉａｂｌｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｉｓ Ｒｅｇｉｏｎａｌ ｔｈｅｒｅ
ａｒｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
习

数 值 模 拟 方 法
数值模拟方法的应用步骤
二、基础资料准备
(二)生产动态资料
⒈完井与油层改造资料：射孔、补孔及其它完井方式资 料、压裂及酸化资料等。 ⒉油水井生产动态数据：产油(液)量、含水率、生产气 油比、注水量等。 ⒊油水井动态监测资料：油水井产液和吸水剖面、关井 测压资料或静液面、井底流压或油层动液面等。
水 （104m3）
2264.3 798.1 3233.2 2349 1313.9 367.1 10325.6
1：15
埕东西区馆下7砂组实际的地质储量为655×104吨，模拟地质储量为 658.18×104 吨，拟合误差为 0.45 ％。埕东西区馆下 52 砂组实际的地 质储量为 165×104吨，模拟地质储量为 165.89×104 吨，拟合误差为 0.54％。
数模 模型的建立 （一）
数模 模型的建立 （一）
顶部构造图
数模 模型的建立 （一） 砂体厚度分布图
有效厚度分布图
数模 模型的建立 （一） 孔隙度分布图
渗透率分布图
二、流 体 模 型
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 水相饱和度 krw kro
3） 根据历史拟合的结果，在地下含水低，但储 量 丰 度 大 的 部 位 新 钻 四 口 生 产 井 (c111,c222,c333,c444) ，生产压差控制在 3MPa 。 新井井位如图13所示。
结果分析 及 生产预 测 （二）
结果分析 及 生产预 测 （二）
如果按目前液量生产（即方案1），则到2005年底，埕东西区7 砂组综合含水将达93％，采出程度为8.8％。而按方案2及方案3 生产，则到2005年底，7砂组综合含水将分别为95％和92％，采 出程度分别为12.37％和10.04％。

第3节历史拟合方法一、历史拟合方法得基本概念应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况得认识还存在着一定得局限性.在模拟计算中所使用得油层物性参数,不一定能准确地反映油藏得实际情况.因此,模拟计算结果与实际观测到得油藏动态情况仍然会存在一定得差异，有时甚至相差悬殊。

在这个基础上所进行得动态预测,也必定不完全准确，甚至会导致错误得结论。

为了减少这种差异,使动态预测尽可能接近于实际情况,现在在对油藏进行实际模拟得全过程中广泛使用历史拟合方法。

所谓历史拟合方法就就是先用所录取得地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化得历史，把计算得结果与所观测到得油藏或油井得主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比,如果发现两者之间有较大差异，而使用得数学模型又正确无误.则说明模拟时所用得静态参数不符合油藏得实际情况。

这时,就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数得相关关系,来对所使用得油层静态参数作相应得修改,然后用修改后得油层参数再次进行计算并进行对比。

如果仍有差异,则再次进行修改。

这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近,达到允许得误差范围为止。

这时从工程应用得角度来说,可以认为经过若干次修改后得油层参数,与油层实际情况已比较接近,使用这些油层参数来进行抽藏开发得动态预测可以达到较高得精度。

这种对油藏得动态变化历史进行反复拟合计算得方法就称为历史拟合方法。

由于目前历史拟合还没有一种通用得成熟方法,经常得做法仍就是靠人得经验反复修改参数进行试算,因此油藏模拟过程中历史拟合所花得时间常占相当大部分;为了减少历史拟合所花费得机器时间,要很好地掌握油层静态参数得变化与动态参数变化得相关关系，应积累一定得经验与处理技巧,以尽量减少反复运算得次数。

近年来还提出了各种自动拟合得方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好得参数组合,加快历史拟合得速度井达到更高得精度。

第3节历史拟合方法一、历史拟合方法的基本概念应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况的认识还存在着一定的局限性．在模拟计算中所使用的油层物性参数，不一定能准确地反映油藏的实际情况．因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在一定的差异，有时甚至相差悬殊。

在这个基础上所进行的动态预测，也必定不完全准确，甚至会导致错误的结论。

为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进行实际模拟的全过程中广泛使用历史拟合方法。

所谓历史拟合方法就是先用所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比，如果发现两者之间有较大差异，而使用的数学模型又正确无误．则说明模拟时所用的静态参数不符合油藏的实际情况。

这时，就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数的相关关系，来对所使用的油层静态参数作相应的修改，然后用修改后的油层参数再次进行计算并进行对比。

如果仍有差异，则再次进行修改。

这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为止。

这时从工程应用的角度来说，可以认为经过若干次修改后的油层参数，与油层实际情况已比较接近，使用这些油层参数来进行抽藏开发的动态预测可以达到较高的精度。

这种对油藏的动态变化历史进行反复拟合计算的方法就称为历史拟合方法。

由于目前历史拟合还没有一种通用的成熟方法，经常的做法仍是靠人的经验反复修改参数进行试算，因此油藏模拟过程中历史拟合所花的时间常占相当大部分；为了减少历史拟合所花费的机器时间，要很好地掌握油层静态参数的变化和动态参数变化的相关关系，应积累一定的经验和处理技巧，以尽量减少反复运算的次数。

近年来还提出了各种自动拟合的方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好的参数组合，加快历史拟合的速度井达到更高的精度。

但目前这种自动拟台的方法还扯在探索和研究阶段．还没有得到广泛的实际斑用。

第一章油藏数值模拟方法分析1.1油藏数值模拟1.1.1油藏数值模拟简述油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。

其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。

其基础理论是基于达西渗流定律。

油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。

基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。

其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。

充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。

这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。

油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。

具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。

油藏数值模拟技术从50 年代的提出到90 年代间历经40 年的发展，日益成熟。

现在进入另外一个发展周期。

近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。

在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。

油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究，且可重复、周期短、费用低。

图1 油藏数值模拟流程图1.1.2油藏数值模拟的类型油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。

最后一个阶段的生产指数、 吸水指数拟合
油水井产液及吸水能力
5、确定参数的可调范围 渗透率：
它在任何油田都是不定参数。这不仅是由 于测井解释的渗透率值与岩心分析值误差较大， 而且根据其特点，井间的渗透率分布也是不确 定的，因此渗透率的修改允许范围较大，可以
放大或缩小2－3倍或更多。
孔隙度： 油层部分孔隙度在25％～30％之间，平均为 27％，变化范围不大。因此孔隙度视为确定 参数，不做修改，或允许改动范围在±3％。 有效厚度：
各种动态数据等
动态预测
2、历史拟合的步骤
收集历史动态资料
判断资料的准确性
明确历史拟合的目的 建立起初始模型 建立起初始模型 历史拟合
与实际油田的动态 历史进行比较
判断参数修改是否合理 不符合 参数调整
符 合 合理的拟合结果
3、历史拟合工作制度
所有注水井定注入量，所有采油井定地面产液量；
注水井定压，采油井定地面产液量；
若油井在不变的总采收率或定压的情况下生产，则拟
合指标可能是产油量；
拟合见水时间和见水层位等等；
拟合分层开采指标（若有比较可靠的实测资料）。
主要拟合指标的确定及目的一
油井的含水和地层压力作为主要指标； 其次是拟合单井的见水时间、见水层位； 最后是生产指数和注水指数拟合（也即拟合油水井井底流动

（2）含水率拟合
如下图所示，若将岩石的压缩系数扩大为原 来的1.5倍将实现最终拟合。
压力（MP）
14 13.5 13 12.5 12 11.5 11 10.5 10 0 1000 2000 3000 4000 5000
时间（d） 第一次拟合值 实测值 压缩系数扩大1.5倍

Q2-4-313
-1600
-2000
-2400
含水率拟合方法
窜流通道拟合法
窜流通道
相渗曲线分区
井底压力拟合
➢修改表皮系数--酸化、压裂、井堵、出砂 ➢修改井所在网格渗透率 ➢修改井间连通性—供液能力不足
齐2-4-11
51 . 8 1166 0000
67 . 8 1166 5500
1177 0000
70 . 8 81 . 8
91 1 . 8
1 04 . 4
1177 5500
1 13 . 2 1 21 . 4
1 36 . 4
1 41 . 4 1 51 . 2 1 62 . 6
1188 0000 1188 5500
2211 0000 补 1 18 . 1
16 9197.030
11 . 5 21 . 9
32 . 3 41 51 . 9
1750 1749.3
64 . 8
71 8 . 5
81 6 . 6
92 . 5
1800 1799.2
1 20 6 . 1
1 11 3 . 5
1850 1849.2
12 4 1 31 . 1
厚度 – 透镜状岩性油藏：渗透率分布，相渗端点 – 裂缝潜山油藏：裂缝渗透率，孔隙度，sigma，毛管力
储量拟合方法
• 可调整程度：含油面积>饱和度>有效厚度>孔隙度 • 饱和度场初始化调整
– 边底水油藏：油水界面深度，毛管力大小—平衡计算初始化 – 透镜状岩性油藏：测井饱和度插值，束缚水饱和度赋值—枚
3 21 2
3 33 1 . 8
1950 1945
3 41 . 4 35 1

Ｒ ＭＳ综合 表 征 了计 算值 偏 离 实 际值 的 平均 程度 ． 能 反 映极 值偏 差 的 问题 。Ｒ ＭＳ值 越 大 ， 明偏 离程 度 说 越 大 ； ＭＳ值 越小 ， 明偏 离程 度越 小 ， Ｒ 说 拟合 效果 越好 。
极 值 表 明 计 算 值 与 实 际 历 史 数 据 的 最 大 偏 离 程
３７ ５
１０ ．
１０ ． Ｏ． ８
１０ ． ０８ ．
０８ ．
褂 ０６ ．
寺 ． ｎ Ｏ４
０２ ．
褂 ０６ ． ＊
缸 ０４ ．
Ｏ－ ２ Ｏ
第 １ ９卷 第 ３期
胡 慧 芳 ． 藏 数 值 模 拟 历 史 拟合 质 量评 价 方法 油
∑Ｅ
的拟合 误差 ； 为油 田实 际测 量 的点数 。 Ⅳ
（ １ ）
１１ ．． 正负 向最 大误 差 ５ 取所选 时 间点 中的 正 向最 大拟合 误差 和 负 向最 小
式 中 ： 为平 均误 差 值 ； 为拟 合 指标 在 第 ｉ 时 间点 Ｅ 个
液 量等 ） ， 时 拟合 误差 为
（） ３
程 度 的一种 量化 形式 ，如果 用实 际值 和计 算值 的差 作
为一组 数据 点 。那么 这组 数据 的离散 程度 就反 映 了计 算 数 据 曲线 与 实际数 据 曲线 的趋 势一 致性 。误 差标 准
式 中 ： 为 油 田实 际测 量 的第 ｉ 时 间点 ； （ ） ｔ ｔ 个 ｔ为 时
好， 只是 由于计 算值 平均 分布 在实 际值 两侧 ， 致结 果 导
接近于 ０ 。因此 ， 方 法不 能准 确 评价 拟 合效 果 ， 能 该 但 反 映计 算值 偏离 实 际值 的特 点 。 １１ ．． 误 差绝 对平 均值 ２ 对 平 均误差 值 进行 改进 ， 以屏 蔽正 负号 的影 响 。 对

油藏数值模拟的历史拟合
这是油藏模拟中的一项极其重要的工作。

因为一个油藏模型被建立起来以后，它是否完全反映油气藏实际，并未经过检验。

只有利用将生产和注入的历史数据输入模型并运行模拟器，再将计算的结果与油气藏的实际动态相比，才能确定模型中采用的油气藏描述是否是有效的。

若计算获得的动态数据与油藏实际动态数据差别甚远，我们就必须不断地调整输入模型的基本数据，直到由模拟器计算得到的动态与油藏生产的实际动态达到满意的拟合为止。

由于历史拟合调整参数的目的是为了把真实油藏的描述搞得尽可能精确，所以，它是油藏模拟中不能缺少的重要步骤。

模拟使用的模型，显然应当与实际油藏是相似的。

若描述油藏的数值模拟所采用的数据与控制油藏动态的实际数据存在明显差异，则将导致模拟结果出现严重失真。

遗憾的是，在未经试验以前，我们对模型的准确程度，以及应该修改哪些参数才能保证它与实际油藏相似，知之甚少。

在这种情况下，最有效，也是最经常采用的一种验证方法，就是模拟油藏过去的动态，并将模拟计算结果与油藏的过去实际动态作对比，这就是历史拟合工作。

历史拟合能帮助我们发现和修改油藏描述数据的错误，以使模型更加完善，并验证油藏描述的可靠性。

如果修正后的模型模拟计算动态与油藏过去的历史动态能达到一致，且油藏描述又是合理的，那么，应当说，历史拟合本身就是一种有效的油藏描述方法。

2
3
一维问题
模型应用： 混相驱吸管实验和一些岩 心驱替 重力驱替系统 垂向平衡 流管法模拟
Z 2 1
3
4
二维平面模型
X Y 1 1 2 3 4 2 3 4
模型应用: 大型的多井问题的模拟 平面的非均质岩石性质
常规网格系统
(4,3,2) (4,2,2)
j =3 k=2 (2,1,2) j =2 k=1 k j i i=1 i=2 (3,1,1) i=3 i=4 j =1
模拟研究所需要的气藏信息
气藏储层参数 孔隙度
孔隙度参数通常从以下来源获得： a.实验室测定 b.测井资料
c.使用关系式计算
实验室测定和测井资料是孔隙度参数的主要来源。
模拟研究所需要的气藏信息
气藏储层参数 地层厚度
地层厚度数据来源
a.测井资料 b.钻井资料 c.地震资料
模拟研究所需要的气藏信息
三维网格系统（层间连通）
X Y 1 Z 1 2 3 4 1 2 3 2
三维网格系统（层间无流动）
X Y 1 Z 2 3 1 1 2 2 3 3 4
4
柱状模型
模型应用: 试井解释

Z
Gas-Oil Contact
测试射孔间隔
评价井附近流动 锥进研究
Completion Interval
Oil-Water Contact
r
剖面二维（层间连通）
X
模型的应用: 油藏剖面流动分析
Z
1 1 2 2 3 3 4 4
水驱或混相驱重力分异
垂向非均质性
对驱替前缘的影响
拟相对渗透率曲线的偏差
剖面二维（层间不连通）
X
模型的应用： 垂向剖面流动研究

第一章油藏数值模拟方法分析1.1油藏数值模拟1.1.1油藏数值模拟简述油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。

其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。

其基础理论是基于达西渗流定律。

油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。

基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。

其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。

充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。

这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。

油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。

具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。

油藏数值模拟技术从50 年代的提出到90 年代间历经40 年的发展，日益成熟。

现在进入另外一个发展周期。

近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。

在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。

油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究，且可重复、周期短、费用低。

图1 油藏数值模拟流程图1.1.2油藏数值模拟的类型油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。

第3节历史拟合方法一、历史拟合方法的基本概念应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况的认识还存在着一定的局限性．在模拟计算中所使用的油层物性参数，不一定能准确地反映油藏的实际情况．因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在一定的差异，有时甚至相差悬殊。

在这个基础上所进行的动态预测，也必定不完全准确，甚至会导致错误的结论。

为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进行实际模拟的全过程中广泛使用历史拟合方法。

所谓历史拟合方法就是先用所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比，如果发现两者之间有较大差异，而使用的数学模型又正确无误．则说明模拟时所用的静态参数不符合油藏的实际情况。

这时，就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数的相关关系，来对所使用的油层静态参数作相应的修改，然后用修改后的油层参数再次进行计算并进行对比。

如果仍有差异，则再次进行修改。

这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为止。

这时从工程应用的角度来说，可以认为经过若干次修改后的油层参数，与油层实际情况已比较接近，使用这些油层参数来进行抽藏开发的动态预测可以达到较高的精度。

这种对油藏的动态变化历史进行反复拟合计算的方法就称为历史拟合方法。

由于目前历史拟合还没有一种通用的成熟方法，经常的做法仍是靠人的经验反复修改参数进行试算，因此油藏模拟过程中历史拟合所花的时间常占相当大部分；为了减少历史拟合所花费的机器时间，要很好地掌握油层静态参数的变化和动态参数变化的相关关系，应积累一定的经验和处理技巧，以尽量减少反复运算的次数。

近年来还提出了各种自动拟合的方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好的参数组合，加快历史拟合的速度井达到更高的精度。

但目前这种自动拟台的方法还扯在探索和研究阶段．还没有得到广泛的实际斑用。

区压力和含水都影响较大时，应首先着重含水拟合，才能较平稳地、适当地反映
井下措施的影响，在压力拟合时，有不使含水拟合结果严重破坏的办法。反之， 含水拟合时，由于考虑了井下措施可能破坏压力的拟合结果。
(五)、全区及单井含水拟合
含水率拟合也分全区拟合和单井拟合两步。 首先做全区含水拟合。在做全区含水拟合时，全区性地修改拟相对渗 透率(有时包括油水界面)。全区含水拟合基本达到要求后，再做单井
(3)对串槽井的产水量进行修正。
(三)、确定参数的可调范围
由于模型参数数量较多，可调自由度大，而实际油藏动态数据种类和 数量有限，不能唯一确定油藏模型的参数。为了避免或减少修改参数的随 意性，必须确定参数的可调范围。 首先分清哪些参数是确定的，哪些是不确定的。然后根据情况确定可 调范围。 孔隙度：此参数由测井解释和岩心分析得出，视为确定参数，允许改 动范围在3%，一般不做修改。 渗透率：渗透率在任何油、气、田都是不定参数。这不仅是由于测井 解释的渗透率值和岩心分析值误差大，而且根据渗透率的特点，井间的渗 透率分布也是不确定的。因此对渗透率的修改允许范围较大，可以增大或 缩小几倍乃至几十倍。 有效厚度：油层测井解释的有效厚度与取心井资料对比，一般偏高， 主要是钙质层和泥质夹层没有完全挑出来。在调整有效厚度（范围－30% ）拟合储量后，拟合其他参数时，一般不要再改动。
(一)合理工作制度的确定
在历史拟合中合理给定油水井的工作制度将直接影响每次模拟的效 率，也对拟合过程会有大的影响。 1．所有注水井定注入量，所有采油井定地面产液量（压力变） 采油井在模拟区内，产油、产水量都是已知的，历史拟合中指定它 们的地面产液量，可以保证模型的采出体积与实际一致。减轻含水拟合 与压力拟合之间的相互干扰。 注水井在模型边界上，注到模拟区内的水量是未知数，可以使用给 定劈分系数并在历史拟合中调整劈分系数的办法来实现分配到模拟区的 水量。历史拟合中，人工调整劈分系数工作量很大。 注意总结经验 ：找到不同含水阶段，不同幅度地调整劈分系数对全 区压力变化的影响。

油藏数值模拟历史拟合分析方法于金彪【摘要】油藏数值模拟历史拟合是为了验证和修正数值模拟模型,从而提高数值模拟模型的可靠性以及油田开发指标预测的准确性.目前常用的历史拟合方法缺乏系统性和规范性,从而导致了数值模拟模型的修正具有一定的随机性和随意性.在数值模拟模型建立和初始化检查的基础上,提出了一套系统的历史拟合分析方法.从分析拟合现象入手,根据拟合曲线的形态,将动、静态拟合矛盾分为5种类型,同时指出了3个关键拟合点;然后针对不同类型的拟合矛盾,进行拟合指标的影响因素分析,列出造成拟合矛盾的可能原因;再结合实际区块的动、静态资料及认识,分析数值模拟模型的不确定性,采用排除法,快速找出造成拟合矛盾的具体原因,反复修正数值模拟模型,直到满足历史拟合的精度要求.实例应用结果表明,使用该方法极大地减少了油藏数值模拟的次数,提高了历史拟合的效率和精度,也证明了该方法的实用性和有效性.%The purpose of history matching of reservoir numerical simulation is to verify and modify the numerical simulation model,so as to improve the reliability of numerical simulation model and the prediction accuracy of oilfield development indexes.At present the common methods of history matching lack systematicness and normativity,which introduces a certain randomness and arbitrary to the modification of the numnerical simulation model.A set of systematic analysis method of history matching was put forward based on numerical simulation model building and initialization inspection.Starting with the analysis of matching phenomenon,matching contradictions between dynamic and static data can be divided into five types and three key matching points were also pointed out based onmatching curve shape.According to the different types of matching contradictions,influence factors on matching indexes were analyzed and the possible causes of matching contradiction were bined with the dynamic and static data and understanding of the actual block,the uncertainty of the numerical simulation model was analyzed.Exclusive method was used to quickly determine the specific reasons for matching contradictions.The numerical simulation model was repeatedly modified until the accuracy of history matching was attained.The case showed that the number of times of the numerical simulation is greatly reduced,and the efficiency and accuracy of the history matching are improved using the method.The practicability and validity of the method are proved.【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2017(024)003【总页数】5页(P66-70)【关键词】油藏数值模拟;历史拟合;拟合曲线;拟合矛盾;拟合方法【作者】于金彪【作者单位】中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015【正文语种】中文【中图分类】TE319目前，油藏数值模拟技术在油气田开发中的应用越来越广泛，解决了诸多实际矿场问题［1-8］，但是如何提高数值模拟历史拟合的精度一直是一个难题［9-13］。

油藏数值模拟（精简）一、名词解释1、油藏数值模拟：利用计算机求解油藏数值模拟，模拟地下油水流动，给出某时刻油水分布，预测油藏动态。

2、模拟法：用油藏模拟型来研究油藏的各种物理性质和流动在其中的流动规律的措施。

3、历史拟合：用已知的地质、液体性质和特殊岩心分析资料和实测的生产历史，输入计算机程序中，将计算结果与实际观测和测定的开发指标相比较，若发现两者间有相当大的差异，则说明我们用的资料与实测结果一致，即为历史拟合。

4、黑油模型：描述气、油、水三相同时存在油藏数学模型。

5、组分模型：描述油藏内碳氢化合物化学组分的数学模型。

6、单向流模型：描述只有一相流体流动的数学模型。

7、离散化：即把整体分割为若干单元来处理。

8、Impes方法：就是通常所说的隐压显饱法，即隐式求解压力方程、显式求解饱和度方程。

它属于顺序求解法的一种，是现在最常用、最简便的方法。

二、简答加填空1、油田的复杂性。

答：1.油层静态描述的复杂性。

2.油层中所含流体及其与岩石作用的复杂性。

3.油田开发动态描述的复杂性。

4.油田开发技术措施的复杂性。

2、油藏数值拟合的步骤。

答：1.油藏动静态状况分析 2.选择模型3.资料输入4.灵敏度实验5.历史拟合6.动态预测3、数值模拟能解决那些问题。

答：1.油田开发方案编制过程中的动态指标预测2.用于加密调整、层系调整、注采系统调整方案的编制3.压裂、堵水、调剖等增产工艺措施的评价4.注水量、注入压力、油井产液、流压调整5.提高采收率技术评价：聚合物、CO2、N2、化学驱、热力采油等6.驱油机理研究4、点中心、块中心的特点答：点中心由网格的交点，即节点的位置来决定小块的中心；块中心用网格分割成小块的中心来表示小块的坐标。

5、离散化的特点。

答：1、每个小单元的形状是规则的，并可近似认为是均质的从而把形状不规则的非均质问题转化为容易计算的形状规则的均质问题2、整个运算是由重复的简单运算构成的3.能够控制解的精确度6、油藏数值模拟的主要内容答：1.地质模型2.数学模型3.数值模型。