大规模角点网格计算机辅助油藏模拟历史拟合方法研究

开展了大规模角点网格地质建模和油藏数值模拟应用研究,并研制了角点网格完井射孔层位辅助软件工具,解决了地质模型和数值模拟模型之间的衔接问题。提出了一种计算机辅助历史拟合方法,该方法采用油藏数值模拟自动历史拟合的数学模型。利用油藏数值模拟的成熟技术和专家知识,研制了历史拟合影响因素分析和计算机辅助优化拟合软件,根据主控因素,分3个层次,将历史拟合由初步拟合到精细拟合,提高了高含水油田剩余油分布预测数值模拟研究的可靠性和计算效率。该方法应用于苏丹Greater Unity油田的开发调整,取得了很好的效果。     

聚合物驱多参数数值模拟自动历史拟合方法

为了解决聚合物驱历史拟合涉及参数多、工作量大、花费时间较长等问题,从聚合物驱数值模拟基本原理出发,在多参数历史拟合影响因素研究的基础上选用应用较为广泛的ENKF方法进行聚合物驱自动历史拟合方法的探索研究,并针对聚合物驱历史拟合参数非线性特征进行改进,采用ESMDA方法研制了自动历史拟合软件,且对实际区块进行了聚合物驱历史拟合。研究结果表明聚合物驱多参数数学模型可以较好地反映油藏中聚合物驱替的基本规律,通过综合调整聚合物的吸附量、黏浓关系、残余阻力系数、不可及孔隙体积等参数,模拟结果与油藏实际动态相符,达到历史拟合的目的。所建立的自动历史拟合的数学模型满足方法要求,所研制的自动历史拟合软件可以降低模型计算结果系统误差。实际测试结果表明：全区含水趋势基本符合历史动态,累积产油量误差为3.8%,单井拟合结果较好,单井拟合符合率为81.2%,满足聚合物驱历史拟合要求。     

计算机辅助历史拟合技术构想

从大庆油田开发调整和挖潜需要出发,阐述了计算机辅助历史拟合研究的必要性,并对目前国内外先进的辅助历史拟合软件进行调研,用实际模拟区块实例对国外先进的辅助历史拟合软件的功能进行了消化吸收,探索出了适合大庆油田的计算机辅助历史拟合方法.以此为基础,研究、优选出适合辅助历史拟合问题的高效算法,提出了自主计算机辅助历史拟合技术软件的架构设计、功能及实现技术路线的构想.目前已经用一个简单的JAVA跨平台通讯监控方案可行性验证代码实现了Windows对Linux之间与PBRS模拟软件的数据通讯以及实时监控,说明该构想可行,对提高历史拟合的工作效率,解决制约多学科油藏研究的瓶颈问题具有重要的意义.     

油藏数值模拟自动历史拟合方法——以Nelson油田为例

针对北海中部Nelson油田,研究油藏数值模拟自动历史拟合方法。完整的油藏自动历史拟合工作流程包括选择要调整的油藏变量、选择参数调整方法、自动历史拟合、数据分析、组合最优结果得到最优的油藏模型集5个步骤。以净毛比、水平渗透率、垂直渗透率为调整参数,采用全局单变量法、区域多变量法、局部多变量法等3种油藏参数调整方法,并结合生产数据和时移地震数据,对Nelson油田进行自动历史拟合。结果表明,局部参数调整方法减少了模拟中模型的数目和计算时间,提高了模拟精度,使得油藏中油水产量拟合误差大大降低,在Nelson油田应用效果最好。全局单变量法适合于历史拟合参数相互独立的情况;对于井网密度大且井间关联性强、历史拟合参数相互影响的油藏,最好选用区域多变量法进行参数调整;对于油藏历史拟合参数相互影响但每个选定调整区域相互独立的油藏,局部多变量法更加适用。     

计算机辅助自动历史拟合在油藏数值模拟中的应用

油藏数值模拟的历史拟合既复杂又费时、费力，而且多解。通过对计算机辅助历史拟合技术进行研究，给出了一种较为实用可靠的实现方案：①利用商业化的黑油模型计算结果，构造历史拟合目标函数（也适用于其它模拟器）；②采用Levenberg-Marquardt优化算法求解极小化目标函数，并根据牛顿法、最速下降法、Levenberg-Marquardt算法各自的特点进行灵活的算法切换，提高收敛性和收敛速度；③利用协方差矩阵和均方根梯度，进行参数的不确定度和敏感性分析。数值模拟试验表明，设计的计算机辅助历史拟合方法可行、可靠，能够大大减少人工历史拟合的盲目性和所花费的机时。     

油藏数值模拟历史拟合分析方法

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。     

黑油模型自动历史拟合的一种方法

根据最优化理论和并行计算方法的特点,提出了三维三相黑油模型自动历史拟合的一种方法。在此基础上,对一个常规的数值模拟软件进行了改造,使其具有自动历史拟合功能。对实际数据进行了计算,结果验证了本算法求解的可靠性。     

基于EnKF的致密气藏离散裂缝模型自动历史拟合

近年来，离散裂缝模型是描述裂缝水淹的常用模拟模型，但由于涉及的地质和流体参数较多，手动修改参数工作量大、效率低，而自动化历史拟合是提高离散裂缝模型拟合精度的有效方法。以四川须家河组致密气藏为例，建立了基于集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter, EnKF)的致密气藏离散裂缝模型自动历史拟合方法。将裂缝划分为大、中、小三个级别，大裂缝采用离散裂缝模型，中、小裂缝采用等效介质模型，运用EnKF方法对须家河组X2区块气水生产数据进行了历史拟合，通过自动调整各砂组水体能量和生产井周围孔渗使得生产井的整体拟合符合率达到86%。基于EnKF的离散裂缝自动历史拟合方法为裂缝性致密气藏数值模拟提供了有效借鉴。     

油藏自动历史拟合方法研究现状与展望

油藏自动历史拟合的目标是通过优化算法自动匹配各井的开发指标,使数值化的油藏模型(如饱和度和压力分布)符合各个开发时期实际的油藏状态,从而保证油藏数值模拟再现油田开发全过程的正确性,并在此基础上预测将来的开发方案.相对于常规人工拟合,油藏自动历史拟合避免了研究人员生产拟合时的随意性和盲目性,大大减少了工作量.系统地介绍了目前中外自动历史拟合方法的研究现状和进展,总结归纳了确定性、随机性和混合3类优化方法,详细说明了常用算法各自的特点及应用范围,探讨了目前研究存在的不足,最后提出了拟合方法下一步的工作重点和研究方向.     

油藏数值模拟自动历史拟合方法研究及应用

油藏数值模拟的历史拟合过程中模型参数多、可调整自由度大，目前普遍采用实验校正法进行拟合，主观随意性大且费时多。引入最优化理论建立目标函数，以渗流方程和油藏的边界条件、初始条件为约束条件，将历史拟合转化为非线性规划中求解定义在n维空间的函数极值问题，用改进的共轭梯度法求解，基本解决了收敛问题。拟合过程中调整参数的原则为：不确定优先，敏感优先，先全局后个别，为减少调整参数，用解析函数表达相对渗透率与饱和度的关系，将模拟区域按油藏地质和井网条件划分为若干小区，分区拟合。对某封闭小断块油藏的区块与单井综合含水和地层压力进行自动历史拟合，调整的主要参数是相对渗透率和渗透率，计算了126次，拟合结果与实际动态相符。     

SAGD储层参数敏感性分析及应用

风城油田SAGD技术已进入规模化开发应用,随着生产精细化要求不断深入,油藏模型的精度要求也越来越高。油藏认识的精准性、历史拟合程度的高低直接影响了模型的精度。利用适合SAGD的粗化技术保证了地质模型信息相对完整性,但由于渗透率各向异性仍存在信息缺失等问题,且模型中岩石热物性参数及实验的黏温数据的可靠性没有得到验证,制约了模型精度的进一步提升。利用CMG软件,先后对油藏基础静态参数、岩石及热物性参数、原油黏度3个方面,以历史拟合程度为研究目标进行敏感性分析。研究认为,影响SAGD数值模拟的关键储层参数为净毛比、渗透率、岩石热容量、岩石热传导率、黏温曲线等。在此基础上,建立了一套提高油藏数值模型精度的方法,历史拟合程度达到95%以上。     

ＳＡＧＤ 储层参数敏感性分析及应用

风城油田 ＳＡＧＤ 技术已进入规模化开发应用,随着生产精细化要求不断深入,油藏模型的精度要求也越来越高。 油藏认识的精准性、历史拟合程度的高低直接影响了模型的精度。利用适合 ＳＡＧＤ 的粗化技术保证了地质模型信息相对完整性,但由于渗透率各向异性仍存在信息缺失等问题,且模型中岩石热物性参数及实验的黏温数据的可靠性没有得到验证,制约了模型精度的进一步提升。 利用 ＣＭＧ 软件,先后对油藏基础静态参数、岩石及热物性参数、原油黏度 ３ 个方面,以历史拟合程度为研究目标进行敏感性分析。 研究认为,影响 ＳＡＧＤ 数值模拟的关键储层参数为净毛比、渗透率、岩石热容量、岩石热传导率、黏温曲线等。 在此基础上,建 立了一套提高油藏数值模型精度的方法,历史拟合程度达到 ９５％以上。     

油藏数值模拟历史拟合质量评价方法

文中结合油藏数值模拟的基本理论及实际工作经验,提出了一套油藏数值模拟历史拟合质量评价方法。该方法采用多个量化指标,从不同层面综合评价地质模型拟合质量,形成了用以快速确定拟合调整目标和方向的算法思路,初步实现了拟合质量评价的定量化、标准化和流程化。利用该方法对平方王油田滨8-3块精细地质模型进行了历史拟合质量评价和辅助调整,实际应用效果良好。     

数值模拟分层注水技术研究

利用虚拟井技术实现在数值模拟中表征注水井分层注水工艺，数值模拟注水结果接近实际，该技术的研制成功，提高了数值模拟历史拟合速度与精度，并且实现了利用数值模拟进行注水井调整方案的优化，扩大了多学科油藏研究的应用范围。     

数值模拟分层注水技术研究

本文利用虚拟井技术,实现了在数值模拟中表征注水井分层注水工艺,使数值模拟注水状况更加符合地下实际情况。该技术的研制成功,提高了数值模拟历史拟合速度与精度, 并且实现了利用数值模拟进行注水井调整方案的优化,扩大了多学科油藏研究的应用范围。     

ECLIPSE数值模拟技术在F70区块的应用

为了能更好地为化学驱开发方案优化提供技术服务,利用ECLIPSE数值模拟软件对扶余油田F70区块开展了数值模拟工作。在油藏描述的基础上,进行网格划分,建立F70区块精细地质模型,包扩构造模型、砂体模型、孔隙度模型、渗透率模型及净毛比模型;根据生产历史资料建立动态模型;通过对油藏模型参数的分析,建立油藏数值模拟模型,应用ECLIPSE数值模拟软件对区块地质储量及各小层地质储量进行拟合,并结合油水井生产动态数据进行水驱历史拟合。根据拟合结果可以看出无论是全区累计产油量和日产油量还是单井产油量和含水率与实际生产数据相比都控制在相对误差范围内,做到了很好的一致性,能够真实地再现油藏的开发历程,为后期开展化学驱数值模拟奠定良好基础。     

煤层气储层数值模拟研究的应用

储层数值模拟是确定煤层气开发方案和评价采收率的有效方法,其遵循常规油气藏数值模拟步骤,通常包括选择模型、资料输入、灵敏度试验、历史拟合和动态预测5个环节。煤层气属于非常规天然气,其储层数值模拟基于解吸―扩散―渗流的地质模型,在具体模拟过程中具有自身的特点。结合在新集煤层气试验区开展的储层数值模拟研究工作,重点阐述了模拟研究中的两个重要环节:模拟模型的建立(资料输入)和历史拟合。模拟模型的建立是进行储层数值模拟工作的基础,试验区模拟模型的具体内容包括:确定模拟区域及边界条件,剖分网格、确定流体的PVT性质参数、处理储层描述数据和处理动态数据等。历史拟合是运用已有生产井的动态资料校正模拟模型的逆过程。通过历史拟合,获得了更能够真实反映试验区储层特征的参数,分析了5煤层和6煤层附近的大段砂岩层对煤层气产量的贡献,提出了排采作业建议,并采用历史拟合的储层参数进行了动态预测。     

基于油藏数值模拟研究的地质模型质量评价方法

根据数值模拟的基本理论和实际经验,运用全面质量管理的理论与方法,提出了一套基于油藏数值模拟研究的地质模型评价方法。通过油藏数值模拟的历史拟合精度来评价地质模型的可靠性,由动态模型验证静态模型。首先由拟合误差入手,量化拟合精度,然后根据单井拟合率评价模型的可靠性,形成地质模型质量评价的定量化、标准化、流程化。按照该方法,对胜坨油田一区沙二段1～3砂层组聚合物驱试验区的精细地质模型进行了评价。     

多参数约束聚合物驱历史拟合方法

聚合物驱数值模拟需要对大量物理化学现象进行描述,与水驱相比存在很强的特殊性。参考和借鉴水驱数值模拟历史拟合相关方法和聚合物驱油机理研究成果,筛选出聚合物的吸附量、残余阻力系数、聚合物溶液相对黏度、不可及孔隙体积、传导系数、有效地层系数和表皮系数等7个影响聚驱效果的主要特征参数;在对这些参数开展较为详细的敏感性分析基础上,以多种现场实测资料作为约束条件,建立了一套较为系统、有效的多参数约束聚合物驱历史拟合方法。大庆某典型实际区块油藏数值模拟表明,聚合物驱历史拟合精度明显提高,单井含水拟合符合率达到75%。研究结果证明了该聚合物驱历史拟合方法的可行性和有效性。图4表1参13     

裂缝性低渗透砂岩油藏数值模拟历史拟合方法

针对裂缝性低渗透砂岩油藏的地质特点和渗流特征,论述了油藏数值模拟历史拟合的技术方法及侧重点。应用大芦湖油田樊12井区双孔双渗油藏模型研究了裂缝性低渗透砂岩油藏历史拟合中裂缝渗透率、裂缝密度、裂缝重力泄油等敏感性影响因素,确定了该油藏模型历史拟合参数调整的有效范围。结合史南油田史深100块、大芦湖油田樊107块等裂缝性低渗透砂岩油藏的数值模拟研究,阐述了对该类油藏的地层压力、油田综合含水率以及单井压力和含水率拟合的方法,分析了油藏网格模型方向性、油藏压力敏感性、压裂裂缝等因素对裂缝性低渗透砂岩油藏数值模拟历史拟合的影响。