非穩(wěn)態(tài)相滲數(shù)據(jù)管理分析處理系統(tǒng)的研究

摘 要：水驅(qū)油是國內(nèi)外油田普遍采用的技術(shù)，雖然非常高效廉價(jià)，但采收率與產(chǎn)油量的預(yù)測十分困難，其過程也只能采用半手工加經(jīng)驗(yàn)的方式計(jì)算。在原始模型分析、核心算法分析、各關(guān)鍵算法形成局部的模塊、水驅(qū)油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、插值數(shù)據(jù)處理、含水率數(shù)據(jù)處理、相滲曲線數(shù)據(jù)處理、含水率及相滲曲線綜合處理等問題分析的基礎(chǔ)上，對工作流程、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理、采用全組合編碼算法、插值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等技術(shù)進(jìn)行研究，為水驅(qū)油技術(shù)在采收率及產(chǎn)油量的預(yù)測中使用計(jì)算機(jī)輔助工具的開發(fā)提供相關(guān)技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：滲透率 水驅(qū)油 插值 采收率

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（c）-0011-02

注水開采儲層以其方便快捷、低廉的成本被廣泛應(yīng)用。儲層注入水后，油與水混合并相互滲透，因此，產(chǎn)油量需要通過采收率進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)不同油井的地質(zhì)特點(diǎn)、地下結(jié)構(gòu)不同，其采收率的預(yù)測十分困難。目前國內(nèi)外都是結(jié)合油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過注水過程采樣計(jì)算油水相對滲透率，得到油水的滲透規(guī)律。計(jì)算含水率及相滲曲線時(shí)，需要勘測相應(yīng)油井的樣長、截面積、K、飽和油量、直徑、總體積、φ、水驅(qū)壓力、深度、μo、孔隙體積、油測K、R、Swi、見水速度、相似準(zhǔn)數(shù)、μw、死體積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后按時(shí)間間隔采集累產(chǎn)油、凈產(chǎn)油、產(chǎn)水刻度、放水、瞬時(shí)產(chǎn)水、產(chǎn)液、采收率、注入倍數(shù)、△V、Vo、Ω等采樣數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行微分運(yùn)算、離散數(shù)據(jù)擬合，采樣數(shù)據(jù)的誤差會在微分運(yùn)算中被放大，導(dǎo)致最后結(jié)果的偏差。[1]

非穩(wěn)態(tài)相滲算法需要一個(gè)更好的模型支持，并且需要相應(yīng)的輔助工具的分析軟件。在國際上通行的非穩(wěn)態(tài)相滲算法的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改進(jìn)，提高數(shù)據(jù)精度，減少分析誤差。

1 問題分析

注水驅(qū)油是油田簡單、低廉使用廣泛的一種采油方式，儲層的油最終被水替換，能夠保持地層壓力，減少地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞。通過注水系統(tǒng)將水注入到儲層后，水能進(jìn)入到儲層的各個(gè)空隙，因水的密度比油大，所以也能將最底層的油驅(qū)出。但是注水驅(qū)油技術(shù)還存在很對問題，尤其是采油率及產(chǎn)油量的預(yù)測，也是我們研究的重點(diǎn)。隨著優(yōu)化技術(shù)、信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，為非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下油水相對滲透及產(chǎn)油的含水率數(shù)據(jù)管理分析處理提供了必要的支持，也為模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的手段[2]。

2 模型分析

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

油井地質(zhì)特點(diǎn)及地下結(jié)構(gòu)等因素是水驅(qū)油技術(shù)的數(shù)據(jù)預(yù)測的基礎(chǔ)。油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括樣長、截面積、K、飽和油量、直徑、總體積、φ、水驅(qū)壓力、深度、μo、孔隙體積、油測K、R、Swi、見水速度、相似準(zhǔn)數(shù)、μw、死體積等。隨著油井的開采，這些特性會發(fā)生變化，需要重新測定，用樣號來區(qū)分，如表1所示。

其中：飽和油量調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的飽和油量，直徑調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的直徑，樣長調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的樣長，孔隙度調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的φ。

2.2 采樣數(shù)據(jù)

采樣時(shí)，通過注水系統(tǒng)將水注入到儲層，隨著注水過程的推進(jìn)，不斷地記錄下時(shí)間、累產(chǎn)油、放水和產(chǎn)液等基本數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)計(jì)算出采收率、注入倍數(shù)、△V、Vo、Ω等相關(guān)數(shù)據(jù)為繪制滲透率曲線提供測試數(shù)據(jù)[3]。如表2所示：

采收率：n（.1），凈產(chǎn)油/飽和油量×100

其中：凈產(chǎn)油=（累產(chǎn)油-油死體積）

因此：采收率=（累產(chǎn)油-油死體積）/飽和油量×100

2.3 離散數(shù)據(jù)擬合

根據(jù)分析，使用埃特金插值和實(shí)際情況最接近，但插值次數(shù)根據(jù)采樣誤差的影響都不相同設(shè)計(jì)分析模型如圖1所示。

埃特金插值過程表示如下：[4]

其中，前兩列是m個(gè)插值結(jié)點(diǎn)，即ak，0=yi+k，k=0，1，……，m-1。

剩余各列可由埃特金插值公式計(jì)算得到：

埃特金插值表中右下角的元素正好是函數(shù)的插值，即y（t）=am-1，m-1。

埃特金插值后的數(shù)據(jù)每次減少1個(gè)，應(yīng)用時(shí)的有限的采樣數(shù)據(jù)不能滿足問題分析的需要，因此對埃特金插值做一定的改造，在進(jìn)行構(gòu)造埃特金插值表時(shí)改進(jìn)為如下形式：

實(shí)際上就是保持首尾兩個(gè)點(diǎn)不變化，每次進(jìn)行操作即可。

2.4 埃特金插值計(jì)算機(jī)模型

注入倍數(shù)、Vo、Ω、采收率是需要插值的數(shù)據(jù)，按照埃特金插值的構(gòu)造過程，需要定義和采樣數(shù)據(jù)相同大小的數(shù)組計(jì)算，同時(shí)分析過程需要進(jìn)行n次，那么這個(gè)數(shù)組也要n組，也就是說，離散數(shù)據(jù)擬合的過程需要建立一個(gè)足夠大二維數(shù)組。通過分析改進(jìn)的算法來看，對該數(shù)組增加一個(gè)奇偶標(biāo)志列就可以實(shí)現(xiàn)用一維數(shù)組完成該項(xiàng)工作，提供計(jì)算時(shí)間與空間效率。第一條和最后一條原始數(shù)據(jù)的奇偶標(biāo)志列用“n”表示，n為插值次數(shù)。用0表示奇數(shù)次插值的數(shù)據(jù)來源，用1表示奇數(shù)次插值的結(jié)果，同時(shí)0也表示偶數(shù)次插值的結(jié)果，1也表示偶數(shù)次插值的數(shù)據(jù)來源。n的奇偶性恰好和1、0相對應(yīng)。[5]如表3所示。

該模型同時(shí)符合關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，利用數(shù)據(jù)庫保存最后一次插值的結(jié)果，用序號排序同時(shí)使用奇偶標(biāo)志可以確定數(shù)據(jù)的位置。

3 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

用戶將油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與采樣數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理模塊，計(jì)算機(jī)自動完成導(dǎo)出數(shù)據(jù)的計(jì)算做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理模塊，采用插值法對原有數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差處理做為曲線平滑處理模塊，誤差處理后的數(shù)據(jù)能夠分別計(jì)算出含水率數(shù)據(jù)和相滲數(shù)據(jù)做為含水率數(shù)據(jù)處理模塊、相滲數(shù)據(jù)處理模塊。通過對含水率及相滲曲線綜合數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)自動繪制含水率圖和相滲曲線圖，在坐標(biāo)系測量出95%的含水率、98%的含水率及相滲交點(diǎn)。最后根據(jù)業(yè)務(wù)需要輸出工作報(bào)表，具體流程圖如圖2所示： [6]

4 結(jié)論分析模塊設(shè)計(jì)

結(jié)論分析模塊過程Sqy_Zhsj_Js（）：分別對Krw、Kro利用最小二乘法提供指數(shù)擬合、對數(shù)擬合、直線擬合（直線）、n次多項(xiàng)式擬合（2<=n<=20）等多種分析方式，已達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)的目的。通過讀交點(diǎn)方式得到Sw%終值、Krw終值、Kro終值。[7]

5 結(jié)語

本文主要分析基于注水驅(qū)油技術(shù)的非穩(wěn)態(tài)相滲算法的數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模型的構(gòu)造，離散數(shù)據(jù)的處理方法、擬合曲線交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式等技術(shù)。在原始模型分析、核心算法分析、各關(guān)鍵算法形成局部的模塊、水驅(qū)油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、插值數(shù)據(jù)處理、含水率數(shù)據(jù)處理、相滲曲線數(shù)據(jù)處理、含水率及相滲曲線綜合數(shù)據(jù)處理算法分析的基礎(chǔ)上，對改進(jìn)的工作流程、關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型、采用全組合編碼算法、插值數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等技術(shù)進(jìn)行研究，為水驅(qū)油技術(shù)在采收率及產(chǎn)油量的預(yù)測中使用計(jì)算機(jī)輔助工具的開發(fā)提供相關(guān)技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃代國.油藏巖心分析和采油機(jī)理實(shí)驗(yàn)論文集[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[2] 塔雷克艾哈邁德，著.油藏工程手冊[M].冉新權(quán)，譯.Reservoir Engineering HANDBOOK.3版.北京：石油工業(yè)出版社，2007.

[3] （美），著.Robert T.Futrell，著.高質(zhì)量軟件項(xiàng)目管理[M].袁科萍，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[4] 李建華，李紅革.形式化及其歷史發(fā)展[J].自然辯證法研究，2008（8）.

[5] 邢金亮.基于形式化方法的統(tǒng)一軟件模型及其應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2010.

[6] 劉正岐，郭濤.基于邏輯運(yùn)算的多維數(shù)據(jù)全組合編碼算法研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（9）.

[7] 楊紫苓，顧建煒，張鐵峰.基于本體的IEC 61850語義信息模型一致性校驗(yàn)[J].信息技術(shù)，2014（5）.

摘 要：水驅(qū)油是國內(nèi)外油田普遍采用的技術(shù)，雖然非常高效廉價(jià)，但采收率與產(chǎn)油量的預(yù)測十分困難，其過程也只能采用半手工加經(jīng)驗(yàn)的方式計(jì)算。在原始模型分析、核心算法分析、各關(guān)鍵算法形成局部的模塊、水驅(qū)油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、插值數(shù)據(jù)處理、含水率數(shù)據(jù)處理、相滲曲線數(shù)據(jù)處理、含水率及相滲曲線綜合處理等問題分析的基礎(chǔ)上，對工作流程、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理、采用全組合編碼算法、插值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等技術(shù)進(jìn)行研究，為水驅(qū)油技術(shù)在采收率及產(chǎn)油量的預(yù)測中使用計(jì)算機(jī)輔助工具的開發(fā)提供相關(guān)技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：滲透率 水驅(qū)油 插值 采收率

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（c）-0011-02

注水開采儲層以其方便快捷、低廉的成本被廣泛應(yīng)用。儲層注入水后，油與水混合并相互滲透，因此，產(chǎn)油量需要通過采收率進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)不同油井的地質(zhì)特點(diǎn)、地下結(jié)構(gòu)不同，其采收率的預(yù)測十分困難。目前國內(nèi)外都是結(jié)合油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過注水過程采樣計(jì)算油水相對滲透率，得到油水的滲透規(guī)律。計(jì)算含水率及相滲曲線時(shí)，需要勘測相應(yīng)油井的樣長、截面積、K、飽和油量、直徑、總體積、φ、水驅(qū)壓力、深度、μo、孔隙體積、油測K、R、Swi、見水速度、相似準(zhǔn)數(shù)、μw、死體積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后按時(shí)間間隔采集累產(chǎn)油、凈產(chǎn)油、產(chǎn)水刻度、放水、瞬時(shí)產(chǎn)水、產(chǎn)液、采收率、注入倍數(shù)、△V、Vo、Ω等采樣數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行微分運(yùn)算、離散數(shù)據(jù)擬合，采樣數(shù)據(jù)的誤差會在微分運(yùn)算中被放大，導(dǎo)致最后結(jié)果的偏差。[1]

非穩(wěn)態(tài)相滲算法需要一個(gè)更好的模型支持，并且需要相應(yīng)的輔助工具的分析軟件。在國際上通行的非穩(wěn)態(tài)相滲算法的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改進(jìn)，提高數(shù)據(jù)精度，減少分析誤差。

1 問題分析

注水驅(qū)油是油田簡單、低廉使用廣泛的一種采油方式，儲層的油最終被水替換，能夠保持地層壓力，減少地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞。通過注水系統(tǒng)將水注入到儲層后，水能進(jìn)入到儲層的各個(gè)空隙，因水的密度比油大，所以也能將最底層的油驅(qū)出。但是注水驅(qū)油技術(shù)還存在很對問題，尤其是采油率及產(chǎn)油量的預(yù)測，也是我們研究的重點(diǎn)。隨著優(yōu)化技術(shù)、信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，為非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下油水相對滲透及產(chǎn)油的含水率數(shù)據(jù)管理分析處理提供了必要的支持，也為模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的手段[2]。

2 模型分析

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

油井地質(zhì)特點(diǎn)及地下結(jié)構(gòu)等因素是水驅(qū)油技術(shù)的數(shù)據(jù)預(yù)測的基礎(chǔ)。油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括樣長、截面積、K、飽和油量、直徑、總體積、φ、水驅(qū)壓力、深度、μo、孔隙體積、油測K、R、Swi、見水速度、相似準(zhǔn)數(shù)、μw、死體積等。隨著油井的開采，這些特性會發(fā)生變化，需要重新測定，用樣號來區(qū)分，如表1所示。

其中：飽和油量調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的飽和油量，直徑調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的直徑，樣長調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的樣長，孔隙度調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的φ。

2.2 采樣數(shù)據(jù)

采樣時(shí)，通過注水系統(tǒng)將水注入到儲層，隨著注水過程的推進(jìn)，不斷地記錄下時(shí)間、累產(chǎn)油、放水和產(chǎn)液等基本數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)計(jì)算出采收率、注入倍數(shù)、△V、Vo、Ω等相關(guān)數(shù)據(jù)為繪制滲透率曲線提供測試數(shù)據(jù)[3]。如表2所示：

采收率：n（.1），凈產(chǎn)油/飽和油量×100

其中：凈產(chǎn)油=（累產(chǎn)油-油死體積）

因此：采收率=（累產(chǎn)油-油死體積）/飽和油量×100

2.3 離散數(shù)據(jù)擬合

根據(jù)分析，使用埃特金插值和實(shí)際情況最接近，但插值次數(shù)根據(jù)采樣誤差的影響都不相同設(shè)計(jì)分析模型如圖1所示。

埃特金插值過程表示如下：[4]

其中，前兩列是m個(gè)插值結(jié)點(diǎn)，即ak，0=yi+k，k=0，1，……，m-1。

剩余各列可由埃特金插值公式計(jì)算得到：

埃特金插值表中右下角的元素正好是函數(shù)的插值，即y（t）=am-1，m-1。

埃特金插值后的數(shù)據(jù)每次減少1個(gè)，應(yīng)用時(shí)的有限的采樣數(shù)據(jù)不能滿足問題分析的需要，因此對埃特金插值做一定的改造，在進(jìn)行構(gòu)造埃特金插值表時(shí)改進(jìn)為如下形式：

實(shí)際上就是保持首尾兩個(gè)點(diǎn)不變化，每次進(jìn)行操作即可。

2.4 埃特金插值計(jì)算機(jī)模型

注入倍數(shù)、Vo、Ω、采收率是需要插值的數(shù)據(jù)，按照埃特金插值的構(gòu)造過程，需要定義和采樣數(shù)據(jù)相同大小的數(shù)組計(jì)算，同時(shí)分析過程需要進(jìn)行n次，那么這個(gè)數(shù)組也要n組，也就是說，離散數(shù)據(jù)擬合的過程需要建立一個(gè)足夠大二維數(shù)組。通過分析改進(jìn)的算法來看，對該數(shù)組增加一個(gè)奇偶標(biāo)志列就可以實(shí)現(xiàn)用一維數(shù)組完成該項(xiàng)工作，提供計(jì)算時(shí)間與空間效率。第一條和最后一條原始數(shù)據(jù)的奇偶標(biāo)志列用“n”表示，n為插值次數(shù)。用0表示奇數(shù)次插值的數(shù)據(jù)來源，用1表示奇數(shù)次插值的結(jié)果，同時(shí)0也表示偶數(shù)次插值的結(jié)果，1也表示偶數(shù)次插值的數(shù)據(jù)來源。n的奇偶性恰好和1、0相對應(yīng)。[5]如表3所示。

該模型同時(shí)符合關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，利用數(shù)據(jù)庫保存最后一次插值的結(jié)果，用序號排序同時(shí)使用奇偶標(biāo)志可以確定數(shù)據(jù)的位置。

3 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

用戶將油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與采樣數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理模塊，計(jì)算機(jī)自動完成導(dǎo)出數(shù)據(jù)的計(jì)算做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理模塊，采用插值法對原有數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差處理做為曲線平滑處理模塊，誤差處理后的數(shù)據(jù)能夠分別計(jì)算出含水率數(shù)據(jù)和相滲數(shù)據(jù)做為含水率數(shù)據(jù)處理模塊、相滲數(shù)據(jù)處理模塊。通過對含水率及相滲曲線綜合數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)自動繪制含水率圖和相滲曲線圖，在坐標(biāo)系測量出95%的含水率、98%的含水率及相滲交點(diǎn)。最后根據(jù)業(yè)務(wù)需要輸出工作報(bào)表，具體流程圖如圖2所示： [6]

4 結(jié)論分析模塊設(shè)計(jì)

結(jié)論分析模塊過程Sqy_Zhsj_Js（）：分別對Krw、Kro利用最小二乘法提供指數(shù)擬合、對數(shù)擬合、直線擬合（直線）、n次多項(xiàng)式擬合（2<=n<=20）等多種分析方式，已達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)的目的。通過讀交點(diǎn)方式得到Sw%終值、Krw終值、Kro終值。[7]

5 結(jié)語

本文主要分析基于注水驅(qū)油技術(shù)的非穩(wěn)態(tài)相滲算法的數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模型的構(gòu)造，離散數(shù)據(jù)的處理方法、擬合曲線交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式等技術(shù)。在原始模型分析、核心算法分析、各關(guān)鍵算法形成局部的模塊、水驅(qū)油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、插值數(shù)據(jù)處理、含水率數(shù)據(jù)處理、相滲曲線數(shù)據(jù)處理、含水率及相滲曲線綜合數(shù)據(jù)處理算法分析的基礎(chǔ)上，對改進(jìn)的工作流程、關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型、采用全組合編碼算法、插值數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等技術(shù)進(jìn)行研究，為水驅(qū)油技術(shù)在采收率及產(chǎn)油量的預(yù)測中使用計(jì)算機(jī)輔助工具的開發(fā)提供相關(guān)技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃代國.油藏巖心分析和采油機(jī)理實(shí)驗(yàn)論文集[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[2] 塔雷克艾哈邁德，著.油藏工程手冊[M].冉新權(quán)，譯.Reservoir Engineering HANDBOOK.3版.北京：石油工業(yè)出版社，2007.

[3] （美），著.Robert T.Futrell，著.高質(zhì)量軟件項(xiàng)目管理[M].袁科萍，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[4] 李建華，李紅革.形式化及其歷史發(fā)展[J].自然辯證法研究，2008（8）.

[5] 邢金亮.基于形式化方法的統(tǒng)一軟件模型及其應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2010.

[6] 劉正岐，郭濤.基于邏輯運(yùn)算的多維數(shù)據(jù)全組合編碼算法研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（9）.

[7] 楊紫苓，顧建煒，張鐵峰.基于本體的IEC 61850語義信息模型一致性校驗(yàn)[J].信息技術(shù)，2014（5）.

摘 要：水驅(qū)油是國內(nèi)外油田普遍采用的技術(shù)，雖然非常高效廉價(jià)，但采收率與產(chǎn)油量的預(yù)測十分困難，其過程也只能采用半手工加經(jīng)驗(yàn)的方式計(jì)算。在原始模型分析、核心算法分析、各關(guān)鍵算法形成局部的模塊、水驅(qū)油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、插值數(shù)據(jù)處理、含水率數(shù)據(jù)處理、相滲曲線數(shù)據(jù)處理、含水率及相滲曲線綜合處理等問題分析的基礎(chǔ)上，對工作流程、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理、采用全組合編碼算法、插值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等技術(shù)進(jìn)行研究，為水驅(qū)油技術(shù)在采收率及產(chǎn)油量的預(yù)測中使用計(jì)算機(jī)輔助工具的開發(fā)提供相關(guān)技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：滲透率 水驅(qū)油 插值 采收率

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（c）-0011-02

注水開采儲層以其方便快捷、低廉的成本被廣泛應(yīng)用。儲層注入水后，油與水混合并相互滲透，因此，產(chǎn)油量需要通過采收率進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)不同油井的地質(zhì)特點(diǎn)、地下結(jié)構(gòu)不同，其采收率的預(yù)測十分困難。目前國內(nèi)外都是結(jié)合油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過注水過程采樣計(jì)算油水相對滲透率，得到油水的滲透規(guī)律。計(jì)算含水率及相滲曲線時(shí)，需要勘測相應(yīng)油井的樣長、截面積、K、飽和油量、直徑、總體積、φ、水驅(qū)壓力、深度、μo、孔隙體積、油測K、R、Swi、見水速度、相似準(zhǔn)數(shù)、μw、死體積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后按時(shí)間間隔采集累產(chǎn)油、凈產(chǎn)油、產(chǎn)水刻度、放水、瞬時(shí)產(chǎn)水、產(chǎn)液、采收率、注入倍數(shù)、△V、Vo、Ω等采樣數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行微分運(yùn)算、離散數(shù)據(jù)擬合，采樣數(shù)據(jù)的誤差會在微分運(yùn)算中被放大，導(dǎo)致最后結(jié)果的偏差。[1]

非穩(wěn)態(tài)相滲算法需要一個(gè)更好的模型支持，并且需要相應(yīng)的輔助工具的分析軟件。在國際上通行的非穩(wěn)態(tài)相滲算法的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改進(jìn)，提高數(shù)據(jù)精度，減少分析誤差。

1 問題分析

注水驅(qū)油是油田簡單、低廉使用廣泛的一種采油方式，儲層的油最終被水替換，能夠保持地層壓力，減少地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞。通過注水系統(tǒng)將水注入到儲層后，水能進(jìn)入到儲層的各個(gè)空隙，因水的密度比油大，所以也能將最底層的油驅(qū)出。但是注水驅(qū)油技術(shù)還存在很對問題，尤其是采油率及產(chǎn)油量的預(yù)測，也是我們研究的重點(diǎn)。隨著優(yōu)化技術(shù)、信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，為非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下油水相對滲透及產(chǎn)油的含水率數(shù)據(jù)管理分析處理提供了必要的支持，也為模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的手段[2]。

2 模型分析

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

油井地質(zhì)特點(diǎn)及地下結(jié)構(gòu)等因素是水驅(qū)油技術(shù)的數(shù)據(jù)預(yù)測的基礎(chǔ)。油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括樣長、截面積、K、飽和油量、直徑、總體積、φ、水驅(qū)壓力、深度、μo、孔隙體積、油測K、R、Swi、見水速度、相似準(zhǔn)數(shù)、μw、死體積等。隨著油井的開采，這些特性會發(fā)生變化，需要重新測定，用樣號來區(qū)分，如表1所示。

其中：飽和油量調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的飽和油量，直徑調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的直徑，樣長調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的樣長，孔隙度調(diào)用油井?dāng)?shù)據(jù)的φ。

2.2 采樣數(shù)據(jù)

采樣時(shí)，通過注水系統(tǒng)將水注入到儲層，隨著注水過程的推進(jìn)，不斷地記錄下時(shí)間、累產(chǎn)油、放水和產(chǎn)液等基本數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)計(jì)算出采收率、注入倍數(shù)、△V、Vo、Ω等相關(guān)數(shù)據(jù)為繪制滲透率曲線提供測試數(shù)據(jù)[3]。如表2所示：

采收率：n（.1），凈產(chǎn)油/飽和油量×100

其中：凈產(chǎn)油=（累產(chǎn)油-油死體積）

因此：采收率=（累產(chǎn)油-油死體積）/飽和油量×100

2.3 離散數(shù)據(jù)擬合

根據(jù)分析，使用埃特金插值和實(shí)際情況最接近，但插值次數(shù)根據(jù)采樣誤差的影響都不相同設(shè)計(jì)分析模型如圖1所示。

埃特金插值過程表示如下：[4]

其中，前兩列是m個(gè)插值結(jié)點(diǎn)，即ak，0=yi+k，k=0，1，……，m-1。

剩余各列可由埃特金插值公式計(jì)算得到：

埃特金插值表中右下角的元素正好是函數(shù)的插值，即y（t）=am-1，m-1。

埃特金插值后的數(shù)據(jù)每次減少1個(gè)，應(yīng)用時(shí)的有限的采樣數(shù)據(jù)不能滿足問題分析的需要，因此對埃特金插值做一定的改造，在進(jìn)行構(gòu)造埃特金插值表時(shí)改進(jìn)為如下形式：

實(shí)際上就是保持首尾兩個(gè)點(diǎn)不變化，每次進(jìn)行操作即可。

2.4 埃特金插值計(jì)算機(jī)模型

注入倍數(shù)、Vo、Ω、采收率是需要插值的數(shù)據(jù)，按照埃特金插值的構(gòu)造過程，需要定義和采樣數(shù)據(jù)相同大小的數(shù)組計(jì)算，同時(shí)分析過程需要進(jìn)行n次，那么這個(gè)數(shù)組也要n組，也就是說，離散數(shù)據(jù)擬合的過程需要建立一個(gè)足夠大二維數(shù)組。通過分析改進(jìn)的算法來看，對該數(shù)組增加一個(gè)奇偶標(biāo)志列就可以實(shí)現(xiàn)用一維數(shù)組完成該項(xiàng)工作，提供計(jì)算時(shí)間與空間效率。第一條和最后一條原始數(shù)據(jù)的奇偶標(biāo)志列用“n”表示，n為插值次數(shù)。用0表示奇數(shù)次插值的數(shù)據(jù)來源，用1表示奇數(shù)次插值的結(jié)果，同時(shí)0也表示偶數(shù)次插值的結(jié)果，1也表示偶數(shù)次插值的數(shù)據(jù)來源。n的奇偶性恰好和1、0相對應(yīng)。[5]如表3所示。

該模型同時(shí)符合關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，利用數(shù)據(jù)庫保存最后一次插值的結(jié)果，用序號排序同時(shí)使用奇偶標(biāo)志可以確定數(shù)據(jù)的位置。

3 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

用戶將油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與采樣數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理模塊，計(jì)算機(jī)自動完成導(dǎo)出數(shù)據(jù)的計(jì)算做為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理模塊，采用插值法對原有數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差處理做為曲線平滑處理模塊，誤差處理后的數(shù)據(jù)能夠分別計(jì)算出含水率數(shù)據(jù)和相滲數(shù)據(jù)做為含水率數(shù)據(jù)處理模塊、相滲數(shù)據(jù)處理模塊。通過對含水率及相滲曲線綜合數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)自動繪制含水率圖和相滲曲線圖，在坐標(biāo)系測量出95%的含水率、98%的含水率及相滲交點(diǎn)。最后根據(jù)業(yè)務(wù)需要輸出工作報(bào)表，具體流程圖如圖2所示： [6]

4 結(jié)論分析模塊設(shè)計(jì)

結(jié)論分析模塊過程Sqy_Zhsj_Js（）：分別對Krw、Kro利用最小二乘法提供指數(shù)擬合、對數(shù)擬合、直線擬合（直線）、n次多項(xiàng)式擬合（2<=n<=20）等多種分析方式，已達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)的目的。通過讀交點(diǎn)方式得到Sw%終值、Krw終值、Kro終值。[7]

5 結(jié)語

本文主要分析基于注水驅(qū)油技術(shù)的非穩(wěn)態(tài)相滲算法的數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模型的構(gòu)造，離散數(shù)據(jù)的處理方法、擬合曲線交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式等技術(shù)。在原始模型分析、核心算法分析、各關(guān)鍵算法形成局部的模塊、水驅(qū)油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、插值數(shù)據(jù)處理、含水率數(shù)據(jù)處理、相滲曲線數(shù)據(jù)處理、含水率及相滲曲線綜合數(shù)據(jù)處理算法分析的基礎(chǔ)上，對改進(jìn)的工作流程、關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型、采用全組合編碼算法、插值數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等技術(shù)進(jìn)行研究，為水驅(qū)油技術(shù)在采收率及產(chǎn)油量的預(yù)測中使用計(jì)算機(jī)輔助工具的開發(fā)提供相關(guān)技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃代國.油藏巖心分析和采油機(jī)理實(shí)驗(yàn)論文集[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[2] 塔雷克艾哈邁德，著.油藏工程手冊[M].冉新權(quán)，譯.Reservoir Engineering HANDBOOK.3版.北京：石油工業(yè)出版社，2007.

[3] （美），著.Robert T.Futrell，著.高質(zhì)量軟件項(xiàng)目管理[M].袁科萍，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[4] 李建華，李紅革.形式化及其歷史發(fā)展[J].自然辯證法研究，2008（8）.

[5] 邢金亮.基于形式化方法的統(tǒng)一軟件模型及其應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2010.

[6] 劉正岐，郭濤.基于邏輯運(yùn)算的多維數(shù)據(jù)全組合編碼算法研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（9）.

[7] 楊紫苓，顧建煒，張鐵峰.基于本體的IEC 61850語義信息模型一致性校驗(yàn)[J].信息技術(shù)，2014（5）.