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数模技术在卫城高含水油田开发调整中的应用

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2014年第5期内蒙古石油化工97数模技术在卫城高含水油田开发调整中的应用杨玲杰1，湛玉玲2，史慧宁2，周妹娜2，何卫2，李世奇1 (1．中石化中原油田分公司采油三厂；2．中石化中原油田分公司技术监测中心，山东莘县252435)
摘要：卫城油田部分区块进入高含水开发期，受构造、储层非均值强影响，剩余油分布不清，开发效果差。

通过构造、储层深化研究，建立精细三维地质模型；利用数值模拟技术定量描述剩余油分布状况，针对不同剩余油分布类型，提出控水稳油的挖潜调整措施，效果明显。

关键词：剩余油分布；三维地质建模；数值模拟；开发调整
中图分类号：T E319+．1文献标识码：A文章编号：1006—7981(2014)05一0097—02
高含水期油田开发与调整研究内容可以概括为“认识剩余油，开采剩余油”，开发难度比处于中、低含水期的油田要大得多[1]，传统的方法是根据已投产井的动态变化及沉积相带图等资料进行调整挖潜，本次通过三维油藏数值模拟定量描述剩余油分布特征指导挖潜，很大程度上提升了措施有效率，为同类油藏调整挖潜走出了一条科学道路。

1精细地质研究
1．1油藏地质概况
1．1．1构造特征。

卫城油田地处山东省莘县与河南省濮阳县交界处，构造位于东濮凹陷中央隆起带北端，西为卫西洼子，东为濮城洼子，南与文留构造北部相连，北与文明寨构造接壤。

构造南北长约15km，东西宽2～4km，走向北东30。

左右。

卫城油田是一个受卫东和卫西两个断裂带控制的垒形复杂断块油田，主要断层分成东倾和西倾两组，西倾断层主要为卫32、卫34、卫21三条，落差一般大于l oo～300m，发育早，东倾断层主要为卫2、卫35、卫105、明5等断层，发育较晚，落差大，一般为300～1000m。

1．1．2储层物性及流体特征。

按照地质特点划分为浅层油藏和深层油藏两大类型。

其中浅层油藏主要含油层系沙一上一沙三上，油层埋深为1560～2300m；单块含油面积O．1～2．8km2，只有1～2套含油层系，平均有效厚度7．3m；孔隙度20～28％，油层渗透率117～600×10-3肛m2，渗透率级差大于15倍；地面原油密度o．88～o．939／cm3，原油粘度33～500m Pa s，油水粘度比一般11～13，水驱油效率低。

深层油藏主要含油层系为沙三中一沙四段，油层埋深为2700～3500m，含油层位多，储层在断块内连续展布，储层平均孔隙度在12．5％～19．8％之间，平均空气渗透率11．9～64．8×10-3pm3；层间及平面非均质性严重，变异系数o．66～o．8，层间渗透率级差可达20倍以上；原油的地下粘度为3．26～3．75m Pa s，地面原油密度为O．88～o．899／cm3，地下水矿化度25～29×10‘m g／L，水型均为C aC l。

型。

油藏温度103～108℃，原始压力系数1．o。

1．2建立数值模型
将精细油藏地质研究结果：小层构造图、砂岩厚度、有效厚度、孔隙度、渗透率、含油饱和度输入建模软件，建立精细三维地质建模，将模型输入数模软件，加上油藏基础参数、PV T数据表、相对渗透率表建成油藏数模模型。

2精确历史拟合
历史拟合是在计算机上重现油藏开发历史的过程，动态与油田实际的生产动态进行比较，在尊重实际资料前提下，通过对影响开发动态参数进行调整，使计算动态和动态资料重新似合，从而对开发历程正确分析，使油藏描述与地下实际情况更接近12_]。

2．1网格设计
设计模拟网格时要考虑3个问题：网格定向，网格尺寸大小和网格块形状。

根据卫城油田卫10块、卫58块、卫37块实际情况，模拟网格采用不等距四边形角点网格系统，纵向上以小层为单位，网格密度为20m×20m，网格边界主要依油藏的控制断层为界。

2．2历史拟合
油藏描述所建立的地质模型是否准确，需要通过历史拟合加以确认。

调整油藏模型参数一般使用3步法：首先能量平衡，即拟合压力，其次是对多相流体的相态调整，最后是调整产能。

经过调整，区块参数得到较好拟合(见图1)。

收稿日期：2013—12—15
作者简介：杨玲杰(1967一)，女，现主要从事油气田规曼I 】工作。

98内蒙古石油化工2014年第5期
图1日产油量、日产水量及综合
含水率拟合曲线(左卫10块、右卫58块)
3预测剩余油分布
根据数值模拟研究结果，得出个模拟层的剩余油分布图(见图2)，从而得到剩余油分布特征。

图2卫58块沙二上1—2剩余油分布图
3．1断层遮挡型剩余油分布富集带
这主要是由于断层沿线井大都里断层有一定距离，难以有效控制断层附近的储量，在断层的高部位，形成了条带状剩余油富集区。

3．2注采不完善型剩余油富集区
这与油藏各个开发阶段井网完善程度密切相关，随着边水和注水水不断推进，剩余油分布形态条带状逐渐演变为片状。

这类剩余油分布取决于注入水和边水的侵入速度、注采井网完善程度、边水活跃程度、储层渗透率等因素，井网和注水状况决定了剩余油的分布范围，油层渗透率决定了剩余油分布位置。

如卫58—28井附近时剩余油富集区，是下步挖潜调整的对象。

3．3平面、层间矛盾形成剩余油富集区
这是由于无井点控制、无水驱波及，或无采油井点而形成，多以零星片状分布于油层中。

4调整挖潜
通过对剩余油分布规律和潜力综合分析研究，考虑到目前地质和工艺技术现状，结合油藏开发实际，调整工作应在3个方面进行。

①开发井网调整，即部署高效调整井，加快剩余油富集区的开采速度，部署调整井8口。

②注采关系调整。

针对局部地方出现注采不完善，注采关系不对应情况，通过大修、恢复、转注等进一步优化完善注采井网，提出补孔10口，转注6口，分注9口。

通过措施实施，增加水驱控制储量64×104t，增加水驱动用储量48．7x104t，区块开发形势明显好转。

5结论
①三维地质建模技术是油藏开发地质研究的有力工具，通过建立精细三维地质模型可以直观生动地显示地下情况，由此可以解决许多传统地质研究方法中存在的问题。

②数值模拟结果可以定量、动态展示剩余油分布状况，结果相对于传统方法更为科学准确。

③数值模拟结果表明，拟合地质储量、含水率、采油量与实际情况基本一致，其结果可为油藏下步挖潜提供科学依据。

[1]
[2]
[3]
[参考文献]
谢俊，张金亮．剩余油描述与预测[M]．北京：
石油工业出版社，2003．
Y udi ng，L ucew ei l l．油藏数值模拟时的井模
型．见：陈路原．国外油田开发技术文集[M]．
北京：石油工业出版社，2001：107～116．
刘玉山，杨耀忠．油气藏核心技术进展[J]．油
气地质与采收率，2002，9(5)：31～33．。

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数学模型与计算在石油天然气开发中的应用

数学模型与计算在石油天然气开发中的应用

数学模型与计算在石油天然气开发中的应用随着社会经济的不断发展，能源需求的逐步增加，石油与天然气的开采已经成为了全球范围内的热门话题。

石油天然气开采是一项高风险、高投入、高产出的行业，需要利用各种科技手段提高开采效率、降低成本、减少环境污染。

而此类问题的处理离不开数学模型和计算机技术的帮助。

一、数学模型在石油天然气开发中的作用大型石油天然气企业拥有的油井数量极多，如果要对其进行人工管理难度非常大，因此需要利用数学模型进行管理与优化。

经典的油井的生产性能模型是Arps模型。

该模型基于泊松分布和指数衰减规律，通过观测油井的开采量以及时间，来计算油井的产出情况、预测油井产量未来的变化趋势，从而实现对油井的生产管理。

此外，在石油天然气探测领域中，数学模型同样起着非常重要的作用。

比如，地震勘探利用的就是复杂的地质信息，需要把野外数据利用数学模型进行处理和重建。

通过使用正演模拟和反演方法，以计算机模拟的方式来对野外数据进行处理，达到求概率密度函数和地层参数等目的，进一步提高了石油勘探效率。

二、计算在石油天然气开发中的应用和其它行业相比，石油天然气开采具有测量、数据采集等复杂性管理工作，而计算机技术则是最有力的工具之一。

尤其是随着计算机技术不断发展，大容量采集数据和模拟分析数据已经成为了石油天然气领域必不可少的一部分。

在石油天然气开采的各个环节中，都有着计算机技术的应用。

1.数据采集领域：在油井的生产过程中，需要对各种数据进行采集和处理才能更好地进行优化，这个过程使用计算机技术进行协助可以更准确地计算产油量以及相应的成本。

2.井下自动化: 井下自动化系统是一项由控制器、传感器和开关等组成的系统，用于监测、控制和维护油井生产。

它通过计算机控制实现对油田的自动化管理，使得开采过程中可以快速、准确地进行生产计量。

这大大降低了运营成本，提高了工作效率，减少了人工管理对环境的影响。

3.管道输送领域: 油气从采集点到加油站各个环节中都涉及到油气的输送，而数据需要及时传递，这个过程中要保证油气的流速，物质保持在一定温度范围内，不受环境温度影响。

油藏数值模拟技术在高含水油藏开发中的应用

油藏数值模拟技术在高含水油藏开发中的应用


３ ． ２ ． ２纵 向上 ，一类层主要潜力存在层位动用不均及 井网 不完 善区域 （ 高部位 ），二类 层剩 余油主 要分布在 断层遮挡 处和 层 间干 扰形成 的区域 ，三类层 受储层 发育 限制 ，剩余 油 分布零散 ，适宜局部挖潜 。 ３ ． ３方 案部署及效果预测 在剩余 油潜 力精 细研 究的基础上 ，充分利用在剩余油潜力 精 细研 究的基础 上 ，充 分利用 老井在主 块构造 高部位挖 潜 ， 南部 复杂带滚 动扩边 ：通过转 注构建切 割注水 方式 ，重新调 整注采 井 网，扩大扫 油面积 ，改变和 增加油井 受效方 向，改 善水 驱效果 ；对高含 水一类 层井组 进行调驱 ，扩大 注入水波 及体积 ，提高储量动用程度 。 本 次方案 部署总井 数３ ８ 口，其 中油井 ２ ４ 口，水井 １ ４口。 ２ ． ３ ． ２井 网调 整 与优 化 按 照数值 模拟 预测 ，调 整方 案实 施后 ， 自然 递减 缓 ｉ ｌ ． ８ ％ ， 在剩余油潜力分析的基础上 ，按不 同井排距 、不 同注水方 综合 递减 减缓１ ４ ． ２ ％ ，水驱控 制程度 达￣ Ｉ Ｊ ８ ２ ％ ，增加水驱 控制 式组合 出不 同的井 网调 整方案进 行开 发指标预 测 ，分 析井 网 储 量１ ７ Ｘ １ ０ ｔ ，水 驱动 用程度达 ￣ Ｊ Ｉ ６ ７ ． ８ ％ ，增加水 驱动用储量 系 统调整对 剩余油分 布变化 的影 响，总结能够 最大程 度挖掘 ９ ． ５ ×ｉ ０ ｔ ，恢复增 加可采储量 ３ ． ２ Ｘ ｉ ０ ｔ ，提高 采收率０ ． ７ 个 剩 余 油 潜 力 的合 理 布 井 方 式 。 百分点。 ３ ． ４ 取 得 的 效 果 ２ ． ３ ． ３判断水淹状况 油层 的水淹状况是开展调整挖潜的基础。在较粗的全油 田 挖潜 方案 实施后 ，油藏井 网得 到完善 ，注 采对应 关系 改 模 型 中，看 似水淹 程度很 高、平面波 及系数 较大 的层 ，在 进 善 ，地层压力有所回升 ，综合含 水得 到有 效控制 。 步细化 为层 内韵律段 的情 况下 ，会发现 正韵律 油层虽然 平 ４结论与认识 面波及 系数很 高，但仅 在高渗透 段水淹严 重 ，其 项部低 渗透 ４ ． １高含 水油藏的历史拟合要注重各种静态 、动态资料的 综 合分析 ，灵活 运用该领 域 的新 技术 、新方法研 究水驱 油机 段波及效率仍很低 ；反韵律油层 的情形则相反 。 ２ ， ３ ， ４ 注 水 利用 率分 析 理，找 出剩 余 油分布 的潜 力位置 ，预测 调整开 发效果 ，提高 历史拟合后得出的注 入水利用 率分布 图可 以表示流经地层 开 发 决策 水平 ； 中某 一点 的注 入水有 多少起 到了驱油作 用 ，据 此可 以有效控 ４ ． ２ 油藏数值模拟技术 已经 形成 了一套 非常系统的研究方 制注 入水通道 上 的注 入强度 ，加强有 效部位 的注水 强度 ，提 法 ，为高含水 油藏开 发中后 期的综合 调整提供 了科 学依据 ， 高注入水 的利用率 。 取得 了良好的效果，具有推广意义。 ２ ． ３ ． ５方案预测研究 参考文献 进行方案动态预测是油藏数值模拟的最终 目的，所有前期 ［ Ｉ ］吴小斌 ， 侯加根 ， 王鹏 ．高含水期 油藏挖潜增产 配套技 术发 工作包括 建模 、生产历 史拟 合及剩 余油分 析都要 落实到 下一 展 综 述 … ．油 气井 测试 ， ２ ０ １ ２ ， （ ３ ） ． 步开发措 施上 ，开发措 施的效果 都要通 过方案指 标 的预 测实 ［ ２ ］彭利 ． 油藏数值模拟技术在 南断块开发调整 中的应用 ［ Ｊ ］ ． 内 江科 技 ， ２ Ｏ ｌ ３ ， （ ６ ） ： １ ３ ３ － １ ３ ４ ． 现，最后提 高最优方 案。 ３高含水油藏实例 的应用分析 ［ ３ ］ 刘晨 ， 孟立新 ， 黄 芳等 ． 油藏数值模 拟技术在复杂断块油藏 针对 高含水 油藏一 文 中油 田文 ｉ ０ ｉ 块 油藏 开发 中存 在 的问 开发后 期的应 用 ［ Ｊ ］ ．录井工程 ， ２ ０ １ １ ， （ ２ ） ．
油田数值模拟研究及应用

油田数值模拟研究及应用

油田数值模拟研究及应用一、背景介绍石油作为最重要的能源之一，其开发利用对于世界经济和能源安全至关重要。

在石油开采过程中，数值模拟技术被广泛应用于预测油田的产量、优化油井的生产、设计钻井方案等。

因此，油田数值模拟研究及应用成为了矿产资源领域中不可或缺的技术手段。

二、油田数值模拟技术1.数值模拟的基本原理：数值模拟的基本原理是将油田各项物理参数建立数学模型，通过数学计算和仿真模拟来预测油藏及其周边环境的变化，从而指导油田开发和生产的决策。

数值模拟技术是通过对油藏内流体运移、地层应力分布、裂缝发育等物理现象的重新建模，根据不同的研究对象选择合适的数学方法和计算模型，使模拟效果更加真实准确。

2.数值模拟的优势：数值模拟具有高度的精确度、可重现性和计算速度快等优势。

同时，模拟过程中可以针对不同的研究目标进行不同的实验验证，使得油田开发决策更加科学地可行性更高。

三、油田数值模拟的应用1.油藏描述：数值模拟可以通过建立三维模型来描述油藏的输送、储存和采集过程。

利用地震波勘探技术获得的地质信息和地层模型，结合地下岩石性质参数的采集，建立精确的油藏模型，以模拟地震波在地层中的传播、油气流体在岩石中的运移等复杂过程，预测油藏的储量储集条件和产量分布。

2.生产优化：数值模拟可以对油田的开采方案、采油厂和油井进行优化设计，提高油井生产效率，减轻环境负荷。

模拟生产过程中的渗流、压裂和水驱等液体行为，以实现优化的生产规划。

3.井筒设计：数值模拟可以指导井筒的设计，评估井筒钻取、完井和生产的可行性，避免钻探方案的过度设计或过度简化造成的生产金属流量不足或井壁崩塌等问题。

4.环境评估：油田开采过程中会对环境产生一定的影响，数值模拟可以通过模拟油井生产过程、油田运输管道的运输过程、废弃物处理和排放等过程，来评估开发和生产对环境的影响，为环境保护和可持续发展提供技术依据。

四、发展趋势1. 精度和速度的提高：随着计算机技术的不断提高、大数据技术的发展以及物理模型的不断完善，数值模拟技术将会更加精确和快速，模拟结果也将更具可信度。

油藏数值模拟技术在油田开发中应用和发展探析

油藏数值模拟技术在油田开发中应用和发展探析

油藏数值模拟技术在油田开发中应用和发展探析摘要：近年来，随着科学技术、信息技术以及网络技术的发展，油藏数值模拟技术已经广泛的应用在油田的开发中。

文章通过分析具体工程实例，研究了油藏数值模拟技术在油田开发中的应用，并探析了油藏数值模拟技术的发展。

关键词：油藏数值模拟技术油田开发应用与发展油藏数值模拟技术通过油藏工程、数学、物理以及计算机程序之间的协作，完成对油藏动态的预测，这也是不同开采条件下预测油藏动态开发的需要。

一、工程应用实例概况瓦窑堡油田中山川油区，纵向上发育长2、长4+5、长6三套油层，主要含油层系为三叠系延长组长4+5、长6油层组，其中长4+5油层组分为长4+51、长4+52两个油层亚组，长6油层组又分为长61、长62、长63、长64四个油层亚组，主力油层为长4+52，长61，地质储存量5150.60×104t，含油总面积为116.56km2，本区长4+5、长6油藏为油水同储，无纯油层，油藏圈闭类型为岩性圈闭，驱动类型为弹性-溶解气驱，油水分布主要受岩性和物性控制，鼻状构造亦具有一定控制作用。

截止2013年底，全区累积产油216.75×104t，累积注水172.26×104m3，累积注采比0.75，年注采比1.33，累积采油速度0.25%，采出程度3.26%，综合含水量67%，地层压力8.45MPa。

二、油藏数值模拟技术在油田开发中的应用1.油藏数值模拟技术在底水油藏水平井开发中的应用1.1水平井注采井距的优化。

注采井距能够影响注采井间油层驱替体积，直接影响油田的开采效果与经济效益。

油藏数值模拟技术能够对水平井不同底水厚度模拟型的优化选择。

当底水层厚度在3m以上，水平井注采井距在145-195m 之间变动；当底水层厚度在3m以内，其水平井注采井距在205-255m之间变动。

1.2水平井轨迹的优化。

按照厚层厚度的不同，用油藏数值模拟技术进行下底水油藏水平井油水高度的对比研究，水平段避水高度能够从0.45m提升至4.6m，5.2m以上的油层厚度底水油层预测期末的采出程度提高13.8%，当底水层的厚度在1m之内，能够将水平段避水高度从0.28m提高至2.7m，2.7m以内的油层厚度底水油层预测期末的采出程度提高17.98%。