一種多層油藏井間連通性模型建立方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多層油藏井間連通性模型建立方法及系統(tǒng)，屬于油氣勘探技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水驅(qū)開發(fā)是我國原油生產(chǎn)的主體開發(fā)方式，也是目前油田開發(fā)最為成熟、經(jīng)濟(jì)有 效的開采技術(shù)。連通性評(píng)價(jià)是油藏注水開發(fā)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)于優(yōu)化注采結(jié)構(gòu)關(guān)系、分析剩余 油分布規(guī)律和制定加密調(diào)剖等措施方案具有重要的指導(dǎo)作用。由于油藏滲流系統(tǒng)的復(fù)雜性 和儲(chǔ)層非均質(zhì)性，加上長期注水對(duì)儲(chǔ)層及流體物性的影響，準(zhǔn)確反演和表征井間的連通關(guān) 系難度極大，特別是難以對(duì)井間優(yōu)勢(shì)滲流方向和高滲通道進(jìn)行有效識(shí)別，而它們也是造成 油藏注水竄流、加劇注采矛盾、影響水驅(qū)波及效率的重要因素。
[0003] 實(shí)際礦場一般通過示蹤劑測(cè)試、井間微地震、干擾試井等手段來認(rèn)識(shí)井間連通性， 但其存在影響實(shí)際生產(chǎn)、解釋周期長、費(fèi)用高等缺點(diǎn)，使用井次十分有限，無法滿足區(qū)塊和 油田整體認(rèn)識(shí)的需要。油藏是一個(gè)復(fù)雜的水動(dòng)力平衡系統(tǒng)，注入井注入速度的變化導(dǎo)致生 產(chǎn)井產(chǎn)液波動(dòng)是注采井連通的特征反映，且產(chǎn)液幅度與井間物性和連通程度有關(guān)。由此利 用注采數(shù)據(jù)研究井間連通性已成為一類非常重要的方法，其具有操作簡單、計(jì)算快速、反演 范圍大等特點(diǎn)，其反演模型主要包括相關(guān)分析模型、多元回歸模型、電容模型和系統(tǒng)分析模 型等。前兩種模型是假定在不考慮壓縮性條件下油井產(chǎn)液速度與水井注入速度是線性相關(guān) 的，通過對(duì)實(shí)際產(chǎn)液數(shù)據(jù)擬合獲取注采動(dòng)態(tài)的相關(guān)系數(shù)來表征井間連通狀況。后兩種模型 實(shí)質(zhì)是對(duì)多元回歸模型中的注入速度進(jìn)行濾波校正，使其能夠考慮注入動(dòng)態(tài)的時(shí)滯特性， 這種時(shí)滯特性是儲(chǔ)層壓縮性和傳導(dǎo)性的綜合反映，更符合油藏實(shí)際滲流特點(diǎn)，提高了產(chǎn)液 數(shù)據(jù)的擬合效果。其中，電容模型是基于水電相似和物質(zhì)平衡原理得出了注入速度的時(shí)滯 模型，經(jīng)過進(jìn)一步發(fā)展，其還可引入流壓數(shù)據(jù)求解來提高計(jì)算的可靠性，而系統(tǒng)分析模型是 利用注采系統(tǒng)的一階時(shí)滯特性而建立，其時(shí)滯參數(shù)遠(yuǎn)少于電容模型，更利于計(jì)算求解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 井間連通性是油藏開發(fā)方案設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，上述連通性模型雖然不同程度上能 獲取井間連通性的信息，但存在以下主要問題：模型較為理想和簡化、考慮因素較少，不能 分層進(jìn)行連通性分析計(jì)算，難以表征層間的非均質(zhì)特性；模型反演的連通性參數(shù)只能靜態(tài) 的反映井間相對(duì)注采關(guān)系，缺乏明確的地質(zhì)意義，難以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的表征井間注采流動(dòng)特征； 模型主要是在油藏穩(wěn)定生產(chǎn)條件下推導(dǎo)的，不能考慮關(guān)停井及油井轉(zhuǎn)注等狀況，因此，反演 結(jié)果受措施調(diào)整影響較大；模型僅能對(duì)產(chǎn)液數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)擬合，不能綜合其它油水動(dòng)態(tài)指 標(biāo)如含水率等進(jìn)行反演計(jì)算，降低了反演結(jié)果的可靠性。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)當(dāng)前連通性模型只能預(yù)測(cè)產(chǎn)液動(dòng)態(tài)變化、無 法分別計(jì)算油水兩相動(dòng)態(tài)且不能分層進(jìn)行連通性分析等局限性，提供一種可模擬油水動(dòng)態(tài) 的多層油藏井間連通性模型建立方法及系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種多層油藏井間連通性模型建立方 法，具體包括以下步驟：
[0007] 步驟a :連通性模型建立步驟，對(duì)油藏系統(tǒng)進(jìn)行簡化表征，將油藏系統(tǒng)各層離散成 一系列參數(shù)表征的井間連通單元，以井間連通單元為模擬對(duì)象，根據(jù)物質(zhì)平衡原理和前緣 推進(jìn)理論建立連通性模型；
[0008] 步驟b :模型參數(shù)反演優(yōu)化步驟，基于建立的連通性模型進(jìn)行水驅(qū)開發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo) 的計(jì)算，通過優(yōu)化各個(gè)井間連通單元的特征參數(shù)使模型計(jì)算動(dòng)態(tài)與實(shí)際歷史動(dòng)態(tài)相吻合， 即實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)的反演求解，得到井間物性參數(shù)。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所建立的井間連通性反演模型通過以井間連通單元 為模擬對(duì)象，將數(shù)值計(jì)算轉(zhuǎn)化為一系列一維問題求解，可快速實(shí)現(xiàn)水驅(qū)開發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì) 算，突破了傳統(tǒng)連通性模型只能預(yù)測(cè)產(chǎn)液動(dòng)態(tài)的局限性，且模型反演參數(shù)具有明確的地質(zhì) 意義，能夠分層表征井間地層參數(shù)和連通特性，可為識(shí)別優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)方向、評(píng)價(jià)井間水驅(qū)波及 體積以及后期調(diào)剖或調(diào)驅(qū)等措施方案設(shè)計(jì)等提供重要依據(jù)；應(yīng)用所提出的優(yōu)化算法進(jìn)行算 例應(yīng)用取得了較好的動(dòng)態(tài)擬合效果，反演的連通模型參數(shù)與實(shí)際油藏地質(zhì)特征相吻合；基 于反演后的模型獲取的分層井間流量分配系數(shù)、產(chǎn)液、產(chǎn)油劈分系數(shù)等信息，能夠?qū)崟r(shí)的刻 畫油藏各層井間油水流動(dòng)關(guān)系，相比目前連通性方法，能更全面的反映井間相互作用和實(shí) 際生產(chǎn)措施變化；本發(fā)明所述模型對(duì)水驅(qū)開發(fā)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)具有較好的預(yù)測(cè)功能，因此，其可被 進(jìn)一步用于油藏開發(fā)注采參數(shù)優(yōu)化控制等研究，且該模型的方法思路也可進(jìn)一步拓展到聚 合物驅(qū)、氣驅(qū)等開發(fā)方式的油藏井間連通性分析及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。
[0010] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011] 進(jìn)一步，所述步驟a具體包括以下步驟：
[0012] 步驟al :對(duì)油藏系統(tǒng)進(jìn)行簡化表征，將油藏各層離散成一系列參數(shù)表征的井間連 通單元；
[0013] 步驟a2 :以井間連通單元為模擬對(duì)象建立物質(zhì)守恒方程，在定液或定壓模式下分 別計(jì)算壓力和井間流量；
[0014] 步驟a3 :以壓力和井間流量為基礎(chǔ)，基于油水兩相前緣推進(jìn)理論 (Buckley-Ieverett水驅(qū)油理論）進(jìn)行飽和度追蹤，計(jì)算單井和區(qū)塊的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。
[0015] 進(jìn)一步，所述參數(shù)表征包括井間傳導(dǎo)率和連通體積。
[0016] 進(jìn)一步，所述動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括含水率、產(chǎn)油量和流壓等。
[0017] 進(jìn)一步，所述步驟b中通過優(yōu)化各個(gè)井間連通單元的特征參數(shù)的過程，具體包括 以下步驟：
[0018] 步驟bl :基于建立的連通性模型建立動(dòng)態(tài)擬合目標(biāo)函數(shù)，求取目標(biāo)函數(shù)的梯度；
[0019] 步驟b2 :采用投影梯度算法進(jìn)行迭代求解，獲得井間連通單元特征參數(shù)。
[0020] 進(jìn)一步，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的梯度時(shí)，當(dāng)井間連通單元較少時(shí)，采用簡單的有限差分近 似梯度法來計(jì)算；當(dāng)井間連通單元較多時(shí)，選取隨機(jī)擾動(dòng)梯度法（SPSA)來計(jì)算，選取隨機(jī) 擾動(dòng)梯度法是一種與有限差分梯度法近似的擾動(dòng)方法，其通過對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行同步隨機(jī)擾 動(dòng)計(jì)算來獲取近似梯度。
[0021] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種多層油藏井間連通性模型建立系 統(tǒng)，包括連通性模型建立模塊和模型參數(shù)反演模塊；
[0022] 所述連通性模型建立模塊用于對(duì)油藏系統(tǒng)進(jìn)行簡化表征，將油藏系統(tǒng)各層離散成 一系列參數(shù)表征的井間連通單元，以井間連通單元為模擬對(duì)象，根據(jù)物質(zhì)平衡原理和前緣 推進(jìn)理論建立連通性模型；
[0023] 所述模型參數(shù)反演模塊用于基于建立的連通性模型進(jìn)行水驅(qū)開發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì) 算，通過優(yōu)化各個(gè)井間連通單元的特征參數(shù)使模型計(jì)算動(dòng)態(tài)與實(shí)際歷史動(dòng)態(tài)相吻合，即實(shí) 現(xiàn)模型參數(shù)的反演求解，得到井間物性參數(shù)。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所建立的井間連通性反演模型通過以井間連通單元 為模擬對(duì)象，將數(shù)值計(jì)算轉(zhuǎn)化為一系列一維問題求解，可快速實(shí)現(xiàn)水驅(qū)開發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì) 算，突破了傳統(tǒng)連通性模型只能預(yù)測(cè)產(chǎn)液動(dòng)態(tài)的局限性，且模型反演參數(shù)具有明確的地質(zhì) 意義，能夠分層表征井間地層參數(shù)和連通特性，可為識(shí)別優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)方向、評(píng)價(jià)井間水驅(qū)波及 體積以及后期調(diào)剖或調(diào)驅(qū)等措施方案設(shè)計(jì)等提供重要依據(jù)；應(yīng)用所提出的優(yōu)化算法進(jìn)行算 例應(yīng)用取得了較好的動(dòng)態(tài)擬合效果，反演的連通模型參數(shù)與實(shí)際油藏地質(zhì)特征相吻合；基 于反演后的模型獲取的分層井間流量分配系數(shù)、產(chǎn)液、產(chǎn)油劈分系數(shù)等信息，能夠?qū)崟r(shí)的刻 畫油藏井間油水流動(dòng)關(guān)系，相比目前連通性方法，能更全面的反映井間相互作用和實(shí)際生 產(chǎn)措施變化；本發(fā)明所述模型對(duì)水驅(qū)開發(fā)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)具有較好的預(yù)測(cè)功能，因此，其可被進(jìn)一 步用于油藏開發(fā)注采參數(shù)優(yōu)化控制等研究，且該模型的方法思路也可進(jìn)一步拓展到聚合物 驅(qū)、氣驅(qū)等開發(fā)方式的油藏井間連通性分析及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。
[0025] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0026] 進(jìn)一步，所述連通性初始模型建立模塊包括油藏簡化模塊、壓力計(jì)算模塊和動(dòng)態(tài) 指標(biāo)計(jì)算模塊；
[0027] 所述油藏簡化模塊用于對(duì)油藏系統(tǒng)進(jìn)行簡化表征，將油藏各層離散成一系列參數(shù) 表征的井間連通單元；
[0028] 所述壓力計(jì)算模塊用于以井間連通單元為模擬對(duì)象建立物質(zhì)守恒方程，在定液和 定壓模式下分別計(jì)算壓力和井間流量；
[0029] 所述動(dòng)態(tài)指標(biāo)計(jì)算模塊用于以壓力和井間流量為基礎(chǔ)，基于油水兩相前緣推進(jìn)理 論（Buckley-Ieverett水驅(qū)油理論）進(jìn)行飽和度追蹤，計(jì)算單井和區(qū)塊的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，根據(jù)動(dòng) 態(tài)指標(biāo)建立初始連通性模型。
[0030] 進(jìn)一步，所述參數(shù)表征包括井間傳導(dǎo)率和連通體積。
[0031] 進(jìn)一