考虑生产数据的大型油藏模型建立方法研究

论文摘要

优化油藏管理需要可靠的油藏动态预测。可靠的油藏模型是得到可靠油藏动态预测结果的基础。因此,在油藏模型建立过程中,为了减少油藏模型的不确定性,需要考虑大量的静态和动态信息。因为生产动态资料中包含了大量关于油藏特征和流体性质的重要信息,任何可靠的油藏模型建立过程在条件许可时都应该考虑生产动态资料。然而,对于开发时间长的大型油藏,在油藏模型建立过程中考虑生产资料面临挑战:(1)一次油藏数值模拟运行时间长,使许多需要大量运行油藏数值模拟的方法难以应用;(2)许多方法不能处理非均质严重、多相和井网变化复杂的情况;(3)基于流线法的技术不能同时考虑压力和产量动态。该论文提出了针对大型油藏,在油藏模型建立过程中考虑生产资料的两种方法。一种是关于在油藏模型建立过程中考虑试井资料解释结果的方法;另一种是关于在油藏模型建立过程中考虑油井产量和压力测试数据的方法。考虑试井资料解释结果的建模方法,也称调整系数法。论文中以建立符合试井解释得到的测试区域内连通孔隙体积的孔隙度模型方法对该方法进行说明。它的核心是将试井解释得到的测试区域内连通孔隙体积、岩心孔隙度和地震数据通过地质统计学中的共同模拟技术结合起来。通过比较试井数据和模型计算结果,引入调整系数更新地震数据,然后用更新后的地震数据通过共同模拟建立新的孔隙度模型。地震数据通过迭代过程不断更新直到通过共同模拟得到的孔隙度模型计算结果与试井解释得到的测试区域内连通孔隙体积相匹配。应用实例表明,该方法可以减少模型的不确定性,建立符合试井解释结果的孔隙度模型。该方法不需要运行油藏流动数值模拟,并且可以用于油藏渗透率模型的建立。考虑油井产量和压力测试数据的油藏建模方法,也称数值敏感系数法或NSE法(Numerical Sensitivity Efficient Method),将地质统计学技术、现代油藏工程中的油藏数值模拟技术与最优化方法相结合,通过迭代不断对油藏孔隙度/渗透率模型进行局部更新,仅需要少量的流动模拟就可以建立数值模拟输出结果最大程度匹配油井产量和压力测试数据的油藏模型。该方法核心是提出了反映油藏性质变化引起油井动态变化的叠加理论,并在其基础上提出了仅用两次流动模拟输出结果同时计算反映油藏性质变化引起油井动态变化的敏感系数的方法。这些敏感系数被用于最优化过程确定油藏性质的最佳变化值。最后,应用油藏性质的最佳变化值更新油藏模型。应用迭代过程消除敏感系数和最优化方法中的线性关系假设引起的误差,迭代过程直到模拟结果匹配生产数据或模拟结果与生产数据的差异不能改变为止。该方法的主要特点是:(1)仅用两次流动模拟输出结果同时计算反映油藏性质变化引起油井动态变化的敏感系数;(2)同时考虑油井产量和井底压力测试数据、适合复杂的油藏地质状况,并且在少量运行油藏数值模拟的条件下建立最大可能匹配生产数据的油藏模型。应用结果表明了NSE方法可以降低模型的模拟结果与生产数据的差异。合理的参数选择可以使NSE方法更加有效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 考虑生产数据建立油藏模型的方法研究进展
• 1.2.1 规则化方法
• 1.2.2 模拟退火技术与遗传方法
• 1.2.3 区域化方法
• 1.2.4 逐步变形法
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 论文的主要创新点
• 1.5 论文概要
• 第2章 考虑试井解释结果的油藏模型建立方法
• 2.1 方法的基本思想和实现方式
• 2.2 方法的应用
• 2.2.1 利用原始地震数据进行共同模拟的结果
• 2.2.2 模拟连通孔隙体积随更新地震数据的变化
• 2.2.3 因子和相对误差随迭代次数的变化
• 2.2.4 孔隙体积和地震数据之间的相关系数对结果收敛的影响
• 2.2.5 考虑和不考虑试井数据条件下的连通孔隙体积直方图的比较
• 2.2.6 测试区范围对结果收敛的影响
• 2.3 方法应用中一些问题的讨论
• 第3章 考虑油井产量和压力数据的油藏模型建立方法
• 3.1 油藏性质变化引起油井压力和产量变化的叠加理论
• 3.1.1 油藏性质变化引起油井压力和产量变化的叠加公式
• 3.1.2 用泰勒公式证明叠加公式
• 3.1.3 简化水驱油藏模型叠加公式的理论推导
• 3.2 NSE 方法的基本思想和实现步骤
• 3.3 NSE 方法的详细技术细节
• 3.3.1 生产数据的获取
• 3.3.2 初始油藏孔隙度和渗透率模型的建立
• 3.3.3 初始模型的流动模拟
• 3.3.4 初始模型模拟结果与生产数据的差异分析
• 3.3.5 扰动位置的选择
• 3.3.6 添加扰动后的油藏模型的建立
• 3.3.7 添加扰动后的油藏模型的流动模拟
• 3.3.8 敏感系数的计算
• 3.3.9 最佳变化因子的确定
• 3.3.10 油藏模型的更新
• 3.3.11 利用更新模型重新进行流动模拟
• 3.3.12 新模型模拟结果与历史数据的差异分析
• 3.4 方法实现过程中有关参数的选择
• 第4章 NSE 方法在假想油藏的应用
• 4.1 假想油藏的参考模型和生产数据的建立
• 4.2 5个初始油藏渗透率模型的建立和流动模拟结果
• 4.3 方法的应用结果
• 4.3.1 方法应用中参数的选
• 4.3.2 生产数据与模拟结果差异的变化
• 4.3.3 产油量、含水率和井底压力的变化
• 4.3.4 渗透率模型的变化
• 4.4 敏感性分析
• 4.4.1 不同类型扰动传播变差模型对更新后的模拟数据与生产数据差异的影响
• 4.4.2 扰动位置顺序对更新后的模拟数据与生产数据的差异的影响
• 4.4.3 扰动传播范围对更新后的模拟数据与生产数据的差异的影响
• 4.4.4 方法应用中孔隙度模型的影响
• 4.5 比较流动模拟结果和最优化中线性公式计算的油井动态
• 第5章 NSE 方法在实际油藏中的应用
• 5.1 油藏基本信息和参数设置
• 5.2 方法应用和敏感性分析
• 5.2.1 油藏整体差异随迭代次数的变化
• 5.2.2 每口井的差异随迭代次数的变化
• 5.2.3 初始模型和生产计划对模拟结果和生产数据差异的影响
• 5.2.4 油井生产指数对压力差异的影响
• 5.2.5 油藏模拟中使用的孔隙体积和渗透率系数对模型更新后差异的影响
• 5.2.6 扰动位置对模拟结果和生产数据差异的影响
• 5.2.7 扰动点数量对模拟结果和生产数据差异的影响
• 5.2.8 扰动传播变差模型类型对模拟结果和生产数据差异的影响
• 5.2.9 扰动传播变差模型范围对模拟结果和生产数据差异的影响
• 5.2.10 敏感系数研究
• 5.2.11 叠加公式检验
• 结论及建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间完成的科研工作和发表的论文
• 详细摘要