水驅(qū)油藏精細數(shù)值模擬歷史擬合技術(shù)

孫紅霞

（中國石化股份勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營257015)

精細歷史擬合技術(shù)對剩余油的準確表征至關(guān)重要，是數(shù)值模擬研究的靈魂，是提升油藏管理水平，實現(xiàn)油藏高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，顧名思義，與傳統(tǒng)歷史擬合的區(qū)別在于精和細，精——以模型構(gòu)建和擬合技術(shù)刻畫油藏靜態(tài)地質(zhì)特征、動態(tài)滲流特征，實現(xiàn)油藏模型的精確表征；細——從不同油藏類型和開發(fā)階段細化模型構(gòu)建和擬合層面。

1 精細歷史擬合的特點

精細歷史擬合首先要拓展歷史擬合研究范疇及過程，以歷史擬合為核心，前拓展到模型構(gòu)建，夯實擬合基礎(chǔ)；中間突出動靜結(jié)合一體化分析，實現(xiàn)對油藏特征的深化認識；后推進到后續(xù)跟蹤，保證模型的更新和完善，三個環(huán)節(jié)缺一不可，牽一“發(fā)”而動全身，是實現(xiàn)精細歷史擬合的真諦。

精細歷史擬合其次要集成技術(shù)系列，貫穿數(shù)模研究全過程，以飽和度函數(shù)標定技術(shù)、物性時變模擬技術(shù)、擬函數(shù)構(gòu)造技術(shù)刻畫油藏動態(tài)滲流特征，夯實擬合的基礎(chǔ)；以敏感性分析和一體化分析技術(shù)深化認識油藏本質(zhì)特征；通過動態(tài)跟蹤分析不斷更新完善模型[1]。各項技術(shù)貫穿到數(shù)模流程的各個環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)精細歷史擬合的技術(shù)保證。

精細歷史擬合要定位不同油藏類型、不同開發(fā)階段確定技術(shù)對策，具體對策表如下：

表1 不同油藏類型模型構(gòu)建及擬合技術(shù)應(yīng)用對策

表2 不同開發(fā)階段模型擬合技術(shù)應(yīng)用對策

2 精細歷史擬合關(guān)鍵技術(shù)和方法

2.1 飽和度函數(shù)標定技術(shù)

通過相對滲透率曲線、毛管壓力曲線端點值的空間非均質(zhì)分布表征，來描述滲流規(guī)律空間非均質(zhì)變化的技術(shù)[2]。首先按照油藏的開發(fā)單元、砂層組、小層逐級細分分析曲線的聚類特征，尋找曲線聚類的標準。如果以上聚類性較差，則進一步按照物性對相滲進行分區(qū)。其次，分析曲線形態(tài)和端點，確定滲流特征分區(qū)原則。相似的儲層物性具有相近形態(tài)的相滲曲線，對于存在顯著差異的曲線，分析產(chǎn)生差異的原因決定曲線的取舍。 分析曲線端點，即分析束縛水飽和度、殘余油飽和度、束縛水油相相對滲透率、殘余油水相相對滲透率與油藏物性的關(guān)系，根據(jù)端點與物性的變化規(guī)律，確定滲流特征分區(qū)原則。最后對同一分區(qū)內(nèi)的的相滲曲線進行平均處理，不同分區(qū)的相滲曲線分別代表了油藏不同開發(fā)單元、不同砂層組、不同小層、不同物性級別的滲流能力，以此實現(xiàn)油藏滲流特征的非均質(zhì)性刻畫。

2.2 物性時變模擬技術(shù)

通過將實驗室的過水倍數(shù)引入進來，建立有效過水倍數(shù)與含油飽和度的關(guān)系；模擬計算油藏不同時步的飽和度，得到油藏不同時步的有效過水倍數(shù)分布；然后基于實驗分析的滲透率變化與過水倍數(shù)的關(guān)系，根據(jù)曲線的變化規(guī)律，劃分為多個模擬時間步，確定油藏不同時步的滲透率變化；統(tǒng)計相滲曲線端點的變化與滲透率變化的關(guān)系，將注水倍數(shù)與巖石曲線端點的變化反映進來，在不同的模擬時間步內(nèi)實現(xiàn)，即建立了準確的巖石滲流模型[3]，該模型突破了傳統(tǒng)物性時變模擬的局限性，完成了油藏滲流能力非均質(zhì)性的動態(tài)變化地刻畫，是認識特高含水期剩余油分布的必要手段。

2.3 擬函數(shù)構(gòu)造技術(shù)

較粗的網(wǎng)格模型往往不能準確地反映油藏的滲流特征，如見水時間及整個油藏的產(chǎn)量，粗網(wǎng)格在將飽和度前緣的非均質(zhì)性抹掉后，沒有對滲流曲線進行校正，從而歪曲了油藏的滲流規(guī)律。

以相流量加權(quán)擬函數(shù)為例，在構(gòu)造擬函數(shù)過程中，通過求取粗化網(wǎng)格下游邊界流量來對相對滲透率曲線進行校正，實現(xiàn)已知動態(tài)特征來刻畫滲流規(guī)律的目的，可以很好地解決粗網(wǎng)格水驅(qū)過快的問題。

2.4 參數(shù)敏感性分析方法

敏感性分析技術(shù)是一種定量的參數(shù)分析技術(shù)，以油藏各種不確定參數(shù)為基礎(chǔ)，以對開發(fā)指標的影響程度為標準確定其敏感程度，是指導(dǎo)歷史擬合參數(shù)調(diào)整的依據(jù)。如要實現(xiàn)油藏壓力的擬合[4]，就要確定與壓力相關(guān)的敏感性參數(shù)，進一步分析不確定參數(shù)的作用，如地層壓縮系數(shù)影響整個壓力規(guī)律，原油體積系數(shù)會作為壓力梯度參數(shù)影響壓力的變化等；改變參數(shù)大小開展敏感性模擬，實現(xiàn)參數(shù)敏感性程度的量化表征。

2.5 一體化擬合分析方法

一體化擬合分析技術(shù)是精細歷史擬合的核心技術(shù)，動靜結(jié)合、以動制靜是基本原則，多專業(yè)知識合理充分融合是基本目標。從實現(xiàn)流程來看，首先根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與計算結(jié)果的差異，發(fā)現(xiàn)油藏壓力、產(chǎn)量、含水的問題；分析問題的根源，也就是油藏孔隙體積及能量、油藏連通性、油水滲流規(guī)律，了解其在數(shù)模模型中的表征原理物質(zhì)平衡方程、達西定律和分流量方程；進一步利用地質(zhì)、測井、試油、室內(nèi)試驗等資料尋找解決問題的依據(jù)，制定合理的解決問題的方案。這是地質(zhì)認識、工程判斷、油藏經(jīng)驗、模擬經(jīng)驗的結(jié)合與統(tǒng)一，是各專業(yè)相互協(xié)作，從動中找依據(jù)，在靜中找問題，修正油藏模型的重要手段。

2.6 開發(fā)動態(tài)跟蹤分析技術(shù)

動態(tài)跟蹤分析技術(shù)是一項實時的歷史擬合技術(shù)，是對油藏不斷深化認識、及時完善調(diào)整措施，改善開發(fā)效果的關(guān)鍵技術(shù)。動態(tài)跟蹤分析以歷史擬合分析為基礎(chǔ)，在10-15天短周期內(nèi)進行措施優(yōu)選、新井設(shè)計、注采調(diào)配、動態(tài)檢測，實時進行模型更新，滿足根據(jù)油藏生產(chǎn)管理的需求；在3-5年的長周期內(nèi)實現(xiàn)新老區(qū)方案的優(yōu)化設(shè)計，滿足油藏綜合研究的需求。在動態(tài)跟蹤模擬下的油藏模型認識更加深化，表征更加完善，因而做出的方案預(yù)測更加可靠。

3 結(jié)論

精細歷史擬合技術(shù)以滲流特征精細刻畫夯實擬合基礎(chǔ)，以敏感性分析和一體化動態(tài)分析深化認識油藏特征，以動態(tài)跟蹤分析不斷完善油藏模型，實現(xiàn)歷史擬合由參數(shù)調(diào)整到模型完善的轉(zhuǎn)變，做好精細歷史擬合，是實現(xiàn)剩余油的準確表征，開展后續(xù)開發(fā)決策制定的關(guān)鍵。

［1］馬春華.特高含水期水驅(qū)開采特征及調(diào)整對策研究[D].大慶：大慶石油學(xué)院，2008：19-20.

［2］于春磊.一種反映水驅(qū)極限的相滲曲線預(yù)測方法[J].特種油氣藏，2014，21（2）：123.

［3］張健,方杰,范波芹.VOF方法理論與應(yīng)用綜述[J].水利水電科技進展，2005，25（2）：67.

［4］何建華,張樹林.高含水期微觀剩余油分布研究[J].石油天然氣學(xué)報，2006，28（4）：340-341.