油藏模型的動(dòng)態(tài)粗化更新

倪維一

（遼河油田勘探開發(fā)研究院,遼寧 盤錦 124010）

1 簡介

傳統(tǒng)儲(chǔ)層建模方法，主要是建立一套精細(xì)的地質(zhì)網(wǎng)格模型。由于精細(xì)模型涉及的計(jì)算量大，模擬操作難度較高，因此在數(shù)值模擬開始之前，需要將這種網(wǎng)格模型進(jìn)行粗化處理。但傳統(tǒng)的粗化方法會(huì)出現(xiàn)一系列問題：

（1）如果該模型顯著粗化，其中許多本來不連續(xù)的砂體，將出現(xiàn)連通。這將導(dǎo)致：1）增加井筒與未連通砂體之間的孔隙量； 2）改變井間傳遞性的分布。這樣一來，精細(xì)模型與粗化模型的采收率就會(huì)出現(xiàn)差異。

（2）在粗化模型中，由于砂體的連通性被改變，因此加密井將顯示不出采收率提升的額外潛力，這是因?yàn)榇只Ｐ蛯⑽撮_發(fā)的砂體也添加到已開發(fā)的砂體中。這將出現(xiàn)兩個(gè)結(jié)果： 1）現(xiàn)有井的產(chǎn)能被高估； 2）加密井的產(chǎn)能被低估。

（3）如果模型被保持在相對精細(xì)的規(guī)模，模擬時(shí)就需要很高的計(jì)算量。動(dòng)態(tài)模擬（如，歷史擬合）將消耗更多的時(shí)間。同時(shí)，由于模擬需要大量計(jì)算，模型中的很多不確定性可能無法被正確觀察。

2 方法

為了解決粗化模型會(huì)導(dǎo)致額外的砂體連續(xù)性，從而增加砂體與井筒虛假連通的問題，本文提出了一種新的方法：首先，確定現(xiàn)有井與砂體的連通性，并將不連通的砂體從地質(zhì)單元模型中移除。第二階段，對已移除不連通砂體的模型進(jìn)行粗化，并進(jìn)行數(shù)值模擬，直到該井完成開采。此時(shí)輸出層內(nèi)壓力和飽和度數(shù)據(jù)，隨后使用新井的連通砂體數(shù)據(jù)，計(jì)算新的壓力和飽和度。將新數(shù)值輸出模型，并繼續(xù)進(jìn)行模擬。傳統(tǒng)粗化方法和本方法的主要區(qū)別在于，把油氣含量的變化作為一個(gè)時(shí)間變量。

該方法的基礎(chǔ)是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間引入新的砂體。這里，“適當(dāng)?shù)臅r(shí)間”是指每個(gè)新加入的砂體與現(xiàn)有井的連通時(shí)間。所以，當(dāng)一個(gè)砂體未連通到一個(gè)特定的井時(shí)，我們將其視為非儲(chǔ)集巖。但是，如果在隨后的時(shí)間里，這一砂體與該井發(fā)生了連通，那么在粗化過程中，它將被模擬模型考慮在內(nèi)。

為了建立起上述系統(tǒng)，需要以下信息：

（1）完井歷史（時(shí)間和位置），以便在不同的時(shí)間對連通的砂體（儲(chǔ)層）進(jìn)行評(píng)估。

（2）所有砂體（儲(chǔ)層）的初始?jí)毫惋柡投葦?shù)據(jù)。

（3）先前與井筒連通的砂體系統(tǒng)，在流體模擬過程的所有時(shí)間階段內(nèi)，其壓力和飽和度數(shù)據(jù)。

（4）當(dāng)新連通的砂體被收入粗化模型時(shí)，粗化模型的壓力和飽和度數(shù)據(jù)。

新方法的應(yīng)用步驟如下：

（1）建立一個(gè)精細(xì)規(guī)模的地質(zhì)模型，并假設(shè)該地質(zhì)單元模型具有所需的分辨率，且其數(shù)據(jù)與測井?dāng)?shù)據(jù)相一致。

（2）基于現(xiàn)有井位，確定所有與井筒連通的砂體（儲(chǔ)層），并識(shí)別出不與任何生產(chǎn)井相連通的砂體。將不連通的砂體從地質(zhì)單元模型中移除，標(biāo)注為非儲(chǔ)集巖。

（3）移除不連通的砂體后，將模型粗化至所需水平（所需水平，是指粗化模型能夠合理地再現(xiàn)精細(xì)模型產(chǎn)能的水平）。

（4）如果計(jì)劃在若干年后加密井網(wǎng)，則在該時(shí)間點(diǎn)停止流體模擬，并輸出此時(shí)的儲(chǔ)層壓力、飽和和油氣比等數(shù)據(jù)。

1）根據(jù)新井的建議位置，重新檢查原始的精細(xì)模型，重新計(jì)算連通和未連通的砂體（儲(chǔ)層）。移除不連通的砂體時(shí)應(yīng)基于新井布局。對包括了新連通砂體的精細(xì)模型重新進(jìn)行粗化處理，生成新的粗化模型（新的孔隙度和傳遞率）。

2）檢查模擬器輸出的儲(chǔ)層壓力和飽和度信息。如果新的砂體此時(shí)與原有砂體（已完成開發(fā)）連通，則根據(jù)總儲(chǔ)量，對新的粗化模型使用物質(zhì)平衡法計(jì)算剩余儲(chǔ)量，并重新計(jì)算飽和度和壓力，這是校正壓力和飽和度變化的關(guān)鍵的步驟，這種變化是由于模型中新添加了尚未開發(fā)的原生烴導(dǎo)致的。

（5）使用新的變量（壓力，飽和度，孔隙度，滲透率）進(jìn)行模擬，模擬模型包括了現(xiàn)有井和新井。

3 結(jié)論

在油藏描述過程中，油藏模型的粗化是一個(gè)重要的問題。許多研究都對這一問題進(jìn)行了研究，并取得了顯著成果。然而，已有研究對注粗化過程中不連通砂體（儲(chǔ)層）問題關(guān)注不多。本文提出的新的方法，提供了一種新的思路，把粗化過程看作是動(dòng)態(tài)的。它包括三個(gè)主要階段：首先，確定現(xiàn)有井與砂體的連通性，并將不連通的砂體從地質(zhì)單元模型中移除。第二階段，對已移除不連通砂體的模型進(jìn)行粗化，并進(jìn)行數(shù)值模擬，直到該井完成開采。此時(shí)輸出層內(nèi)壓力和飽和度數(shù)據(jù)，隨后使用新井的連通砂體數(shù)據(jù)，計(jì)算新的壓力和飽和度。將新數(shù)值輸出模型，并繼續(xù)進(jìn)行模擬。

本方法具有如下優(yōu)勢：

（1）本方法可以在未增加儲(chǔ)層虛假連通性的同時(shí)，對精細(xì)模型進(jìn)行粗化，從而使數(shù)值模擬更具效率。

（2）本方法可以更好地評(píng)估新井的連通性，為油藏挖潛提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

（3）本方法可以正確估算生產(chǎn)井和注入井的連通情況，因此可以更好的預(yù)測水驅(qū)效果。

盡管本方法的研究主要針對砂巖，但該方法不僅限于砂巖儲(chǔ)層。在碳酸鹽巖油藏，同樣存在儲(chǔ)集巖和非儲(chǔ)集巖，同樣存在儲(chǔ)層與井筒連通的問題。因此本方法也可以應(yīng)用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層。

[1]祁大晟.油藏模型網(wǎng)格粗化的理論與方法[J].新疆石油地質(zhì),2008(02).

[2]景鳳江,宋春華,張金慶.儲(chǔ)層地質(zhì)模型與油藏模擬模型之間的橋梁——種有效的模型粗化方法[J].中國海上油氣地質(zhì),2002(06).

[3]祁大晟,平銳 .對油藏模型網(wǎng)格粗化中REV理論的探討[J].新疆石油地質(zhì),2007(06).