油藏数值模拟历史拟合质量评价方法

２００８年４月石油勘探与开发ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＥＸＰＩ，０ＲＡＴＩｏＮＡＮＤＤＥＶＥＬｏＰＭＥＮＴＶ０１．３５Ｎｏ．２２２５文章编号：１０００—０７４７（２００８）０２一０２２５一０５提高油藏数值模拟历史拟合精度的方法朱焱１’２，谢进庄２，杨为华２，侯连华３（１．中国科学院广州地球化学研究所；２．中国石油大庆油田有限责任公司；３．中国石油勘探开发研究院）基金项目：中国石油天然气股份有限公司重点科技项目“大庆喇萨杏油田特高含水期水驱优化调整技术研究”（０３０１１６）摘要：油藏数值模拟中，通常应用达西定律根据地层系数对流量进行劈分，未考虑低渗透层启动压力梯度的影响，因而其劈分的小层流量与实际生产情况不符，导致历史拟合精度较低。

注入、产出剖面是确定小层流量的最佳资料，利用注入、产出剖面测井资料进行小层谠量劈分，拟合效果理应有所改善。

给出了利用注入、产出剖面进行流量劈分的方法，对于没有生产测井资料的井，可根据启动压力梯度与渗透率的相关关系采用考虑启动压力的流量劈分模型。

以大庆油田杏十～十一区试验区块为例，将注入、产出剖面测井资料及考虑启动压力的流量劈分模型用于油藏数值模拟，历史拟合精度明显提高，区块综合含水符合率提高约７％，单井含水符合率提高约１０％。

图５表２参１５关键词：油藏数值模拟；历史拟合；注入剖面；产出剖面；启动压力中图分类号：ＴＥ３１９文献标识码：ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｈｉｓｔｏｒｙｍａｔｃｈｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＺＨＵＹａｎｌ”，ＸＩＥＪｉｎ－ｚｈｕａｎ９２，ＹＡＮＧＷｅｉ—ｈｕａ２，ＨＯＵＬｉａｎ－ｈｕａ３（１．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；２．ＤａｑｉｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｄａｑｉｎｇ１６３４５３，Ｃｈｉｎａ；３．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，ＢｅＯｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇｒｅｓｅｒｖｏｉｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｄａｇｃｙ＇ｓｌａｗｉｓｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄｆｏｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｂａｓｅｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ，ｗｉｔｈｏｕｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｒｅｓｈｏｌｄｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔｏｆｌｏｗ－ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ．Ｓｏｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｏｆｔｈｅｓｐｌｉｔｌａｙｅｒｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｐＯＯｌ＂ｈｉｓｔｏｒｙｍａｔｃｈｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｓｂｅｓｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｆｌｏｗｓｐｌｉｔｕｔｉｌｉｚｉｎｇｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｏｇｓ．Ｔｏｔｈｏｓｅｗｅｌｌｓｗｉｔｈｏｕｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｏｇｇｉｎｇ，ｔｈｅｆｌｏｗｓｐｌｉｔｍｏｄｅｌｉｓｔＯｂｅａｄｏｐｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｓｔａｒｔｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔａｎｄｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＵｎｉｔ１０－１１ｏｆＦＹａｑｉｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙｍａｔｃｈｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｅｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅｒａｔｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗａｔｅｒｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅａｒｅａａｎｄｔｈａｔｏｆｓｉｎｇｌｅｗｅｌｌｓｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｂｏｕｔ７％ａｎｄ１００Ａｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｈｉｓｔｏｒｙｍａｔｃｈｉｎｇ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅ；ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｐｒｅｓｓｕｒｅ０引言随着计算机技术的快速发展，油藏工程师常用油藏数值模拟方法再现油藏开发过程，预测油田未来的开发趋势，指导油田制定相应的调整开发方案ｕ引。

提高油藏数值模拟的拟合精度摘要：某油田S2层注水量噼分不合理，有效注水量难以确定，导致数值模拟结果误差较大。

根据单井生产动态曲线，注水量，产液量，吸水剖面和液体产量剖面，采用动态循环分析法结合 Petrel- RE数值模拟技术确保了全区的拟合精度。

该区拟合准确率为98.59％，单井历史准确率为90.02％，S2层有效累计注水量为2727×104m3，累计注采比为1.2。

应用此方法得出的剩余油储量分布与实际地层情况更接近，保证了后期方案预测和增产措施的准确性。

关键字：笼统注水1；动态循环法2；方案预测3；有效累计注水量40引言某油田已生产近40年，采用笼统注水方式，单井注水量噼分不合理。

油田套管腐蚀、损坏严重，注水漏失现象普遍，几十年的水驱使油水井间更易形成高渗通道，微构造较发育等因素，使得 S2层有效注水量难以确定，导致数值模拟困难，模拟结果误差较大。

国内外注水开采基本采用模糊权重系数法，根据经验给出了一套具体的水库加权系数。

采用动态循环分析法结合 Petrel- RE数值模拟技术，充分结合动态资料和地层属性，反复多次的调整各层注水数据，注入单层的水量越来越精确，历史拟合的精度大大提高。

1 概况某油田地质构造比较简单，为近东西向的宽缓长轴背斜构造，滨海沉积，地层自上而下发育：在古生代石炭纪，中生代三叠纪，侏罗纪，白垩纪和新生代，共有11个含油地层。

油田采用反九点法进行普通注水，平均井距400m。

S2储油层位于侏罗系地层，埋深1866-1982 m，有效厚度4-10 m，孔隙度0.12-0.28，渗透率2.4-4087 mD，平均约105 mD，层内非均质性强，渗透系数变异系数为0.82。

原始储层压力18.7 MPa，饱和压力16.3 MPa，温度83.6℃，地层水盐度高。

它已达到140000-165000毫克/升，属中低渗中高渗高温高盐构造储层。

2 注水开发阶段划分截至2015年12月底，在S2层钻探了333口井，其中288口井已用于石油开采，37口井已转化为注入井，并且已钻探45口新井。

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处在探索和研究阶段，还没有得到广泛的实际应用。

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。

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。