油藏模型的動態粗化更新

倪維一

（遼河油田勘探開發研究院,遼寧 盤錦 124010）

1 簡介

傳統儲層建模方法，主要是建立一套精細的地質網格模型。由于精細模型涉及的計算量大，模擬操作難度較高，因此在數值模擬開始之前，需要將這種網格模型進行粗化處理。但傳統的粗化方法會出現一系列問題：

（1）如果該模型顯著粗化，其中許多本來不連續的砂體，將出現連通。這將導致：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，精細模型與粗化模型的采收率就會出現差異。

（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，這是因為粗化模型將未開發的砂體也添加到已開發的砂體中。這將出現兩個結果： 1）現有井的產能被高估； 2）加密井的產能被低估。

（3）如果模型被保持在相對精細的規模，模擬時就需要很高的計算量。動態模擬（如，歷史擬合）將消耗更多的時間。同時，由于模擬需要大量計算，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導致額外的砂體連續性，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，確定現有井與砂體的連通性，并將不連通的砂體從地質單元模型中移除。第二階段，對已移除不連通砂體的模型進行粗化，并進行數值模擬，直到該井完成開采。此時輸出層內壓力和飽和度數據，隨后使用新井的連通砂體數據，計算新的壓力和飽和度。將新數值輸出模型，并繼續進行模擬。傳統粗化方法和本方法的主要區別在于，把油氣含量的變化作為一個時間變量。

該方法的基礎是在適當的時間引入新的砂體。這里，“適當的時間”是指每個新加入的砂體與現有井的連通時間。所以，當一個砂體未連通到一個特定的井時，我們將其視為非儲集巖。但是，如果在隨后的時間里，這一砂體與該井發生了連通，那么在粗化過程中，它將被模擬模型考慮在內。

為了建立起上述系統，需要以下信息：

（1）完井歷史（時間和位置），以便在不同的時間對連通的砂體（儲層）進行評估。

（2）所有砂體（儲層）的初始壓力和飽和度數據。

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

（4）當新連通的砂體被收入粗化模型時，粗化模型的壓力和飽和度數據。

新方法的應用步驟如下：

（1）建立一個精細規模的地質模型，并假設該地質單元模型具有所需的分辨率，且其數據與測井數據相一致。

（2）基于現有井位，確定所有與井筒連通的砂體（儲層），并識別出不與任何生產井相連通的砂體。將不連通的砂體從地質單元模型中移除，標注為非儲集巖。

（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精細模型產能的水平）。

（4）如果計劃在若干年后加密井網，則在該時間點停止流體模擬，并輸出此時的儲層壓力、飽和和油氣比等數據。

1）根據新井的建議位置，重新檢查原始的精細模型，重新計算連通和未連通的砂體（儲層）。移除不連通的砂體時應基于新井布局。對包括了新連通砂體的精細模型重新進行粗化處理，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層壓力和飽和度信息。如果新的砂體此時與原有砂體（已完成開發）連通，則根據總儲量，對新的粗化模型使用物質平衡法計算剩余儲量，并重新計算飽和度和壓力，這是校正壓力和飽和度變化的關鍵的步驟，這種變化是由于模型中新添加了尚未開發的原生烴導致的。

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

3 結論

在油藏描述過程中，油藏模型的粗化是一個重要的問題。許多研究都對這一問題進行了研究，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（儲層）問題關注不多。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態的。它包括三個主要階段：首先，確定現有井與砂體的連通性，并將不連通的砂體從地質單元模型中移除。第二階段，對已移除不連通砂體的模型進行粗化，并進行數值模擬，直到該井完成開采。此時輸出層內壓力和飽和度數據，隨后使用新井的連通砂體數據，計算新的壓力和飽和度。將新數值輸出模型，并繼續進行模擬。

本方法具有如下優勢：

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

（2）本方法可以更好地評估新井的連通性，為油藏挖潛提供更準確的數據。

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

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層。在碳酸鹽巖油藏，同樣存在儲集巖和非儲集巖，同樣存在儲層與井筒連通的問題。因此本方法也可以應用于碳酸鹽巖儲層。

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

[2]景鳳江,宋春華,張金慶.儲層地質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,2002(06).

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