整裝油藏歷史擬合典型方法研究

摘 要：勝利油區整裝油田主體已進入特高含水后期，產量穩定對于勝利油區穩產具有重要意義。油藏數值模擬作為研究剩余油分布狀況手段之一，關鍵是生產動態歷史擬合。整裝油田地質和開發特征導致剩余油分布復雜，歷史擬合難度進一步加大。本文根據整裝油藏特點和研究實踐，建立了整裝油藏計算速度優化技術、邊界井產量動態劈分方法、井間連通性分析輔助歷史擬合等典型方法，并進行了驗證。

關鍵詞：整裝油藏；數值模擬；歷史擬合；收斂性；井組模型

0 前言

勝利油區整裝油田（包括勝坨、孤島、孤東、埕東油田）動用地質儲量12.78億噸，于1990年后陸續進入特高含水期，2014年綜合含水達95.1%，采出程度36.0%，整裝油田的穩產對于勝利油區穩產具有重要意義。

整裝油田為中高滲多層砂巖普通稠油油藏，主要發育河流相和三角洲相兩類儲層，儲層非均質性強，縱向含油小層多，主力層和非主力層差異大，開采歷史長，油水井數多，井史井況復雜，開發方式多樣，開發矛盾復雜。

油藏數值模擬是研究剩余油分布狀況的重要手段之一，準確預測剩余油關鍵是模型生產動態歷史擬合。特高含水期整裝油藏剩余油分布復雜，必須建立精細地質模型刻畫油藏，但精細的模型也會造成模型收斂差；從全區大模型選取試驗區會導致井組模型邊界不封閉，單井產量劈分難度大，導致了整裝油藏數值模擬尤其是歷史擬合難度進一步加大。本文根據整裝油藏特點和研究實踐，建立了整裝油藏歷史擬合典型方法。

1 數值模型建立

選取孤東油田七區中館4-6單元為代表，開展層系調整、轉變流線可行性研究。該單元1986年9月投入開發，1987年10月實施反九點法形成212×212m井網注水，2001年6月聚合物驅油，2005年4進入后續水驅，目前綜合含水97.6%，采出程度35.2%，開發矛盾突出，表現在：（1）儲層物性差別大；（2）層間干擾嚴重；（3）主力層注采流線長期固定，非主力層井網不完善。

為了降低實施風險，選取典型井組為代表研究層系井網調整可行性。選區原則包括：（1）位于構造高部位，包含小層多；（2）地質和開發具有代表性；（3）邊界劃定考慮注水面積切割。本次選取南部4排水井夾持3排油井為試驗區進行研究。試驗區含油面積0.9km2，有效厚度19.2m，地質儲量429×104t。

2 歷史擬合典型方法

針對整裝油藏模型特點，結合研究實踐，本文建立了整裝油藏計算速度優化技術、邊界井產量動態劈分方法、井間連通性分析輔助歷史擬合等典型方法。

2.1 整裝油藏計算速度優化技術

2.1.1 選擇合理精細平面縱向網格，精細表征儲層非均質性

平面考慮井網井距，模型平面步長25m×25m，縱向考慮層內剩余油挖潛要求，縱向步長0.5～1.0m/網格。

2.1.2 精細網格計算速度慢，收斂性差

精細三維地質模型能較好的刻畫高含水油藏，描述剩余油分布，但研究表明：網格越小，運算的時間越長。主要原因是由于計算時間步縮小造成了收斂性差問題。產生收斂性的根本原因是由于流體通過某個模型網格的時候，一個時間步的總流量無法通過該網格導致的[1]。

2.1.3 改善收斂性，加快計算速度

分析可知，模型計算收斂性影響因素包括：

（1）網格孔隙體積：影響參數包括網格尺寸（DX、DY、DZ）、PORO、NTG，解決方法是使用MINPV關鍵字限定網格孔隙體積最小值。

（2）需要通過網格的流體體積。影響參數包括μ、K、時間步長，具體是：a）PVT屬性外插；b）相滲曲線不光滑；c）時間步長不合適。解決方法：a）PVT參數給定合理范圍；b）利用SCAL模塊使相滲曲線導數連續光滑；c）在TUNING均衡時間步長，減少模型運算過程中的試算。改進收斂性后，運行速度提高4倍。

2.2 邊界井產量動態劈分方法

2.2.1 井組模型邊角井劈產劈注方法

井組模型不同區域處理方法不同，常規劈分是邊井系數1/2，角井系數1/4，但根據地質認識、油藏工程概算等分析，通過含水率等擬合，重新確定劈分系數范圍，一般邊井系數為0.2～0.5，角井系數為0.1～0.25。隨著開發進行，井所處相對位置可能有變化，應區別對待劈分系數。如果劈分不準確，開發初期模型壓力會下降較快，擬合劈分系數后，模型壓力基本能反映油藏壓力變化特征。

2.2.2 井組模型單井分層次擬合目標

由于井多、劈分工作量大，針對不同層次井制定了分層次擬合目標：第一層次是中心井和邊角部單采井，必須擬合；第二層次是單采井，建議擬合；第三層次是邊角部合采井，一般不要求擬合。

2.3 井間連通性分析輔助歷史擬合方法

整裝油田歷史長、油水井多、井史復雜，造成油水井間關系復雜，單井歷史擬合難度大。針對這一問題，從系統分析出發，將注入井、油藏、生產井看作一個連通水動力學系統，利用注水量和產液量定量表征油水井間動態關系，指導滲透率等調整[2]。其中，反演連通系數反映了井間連通大小，與井間滲透率正相關，以此為依據針對性調整井間滲透率，提高單井擬合率和擬合效率。

3 模型驗證

經過多次調整，試驗區含水、日油及單井等指標擬合精度都能滿足預測要求。該試驗區2012年一口新井46NB175，Ng54+5層數模預測剩余油飽和度為38.2%，測井解釋剩余油飽和度為41.3%，二者比較接近，進一步通過礦場測井飽和度解釋結果驗證了數值模擬模型。

4 結論

本文提出的典型歷史擬合方法，有效解決了整裝油藏井組模型不封閉邊界和多井干擾歷史擬合難題。油藏數值模擬是多專業綜合性應用學科，要提高數值模擬水平務必進一步加強與地質、油藏、實驗、測井等專業結合。

參考文獻：

[1]李淑霞，谷建偉.油藏數值模擬基礎[M].山東東營：中國石油大學出版社，2012.

[2]陶德碩.水驅和聚合物驅油藏井間動態連通性定量識別研究[D].山東東營：中國石油大學（華東），2011.

作者簡介：陶德碩（1986-），男，徽馬鞍山人，碩士學位，助理工程師，主要從事水驅油藏工程及數值模擬。