水驱油藏精细数值模拟历史拟合技术

【摘 要】为进一步认识剩余油分布特征，更好的实现油田高效开发，需要利用数值模拟技术对油藏进行精细历史拟合研究，本文从精细历史拟合的特点出发，全新诠释了精细历史拟合的技术内涵，并详细介绍了精细数值模拟的关键技术及拟合分析方法，该成果对于开展水驱油藏数值模拟研究具有一定的参考价值和指导意义。

【关键词】水驱油藏；历史拟合；关键技术；模拟方法；拟合分析

精细历史拟合技术对剩余油的准确表征至关重要，是数值模拟研究的灵魂，是提升油藏管理水平，实现油藏高效开发的关键技术，顾名思义，与传统历史拟合的区别在于精和细，精――以模型构建和拟合技术刻画油藏静态地质特征、动态渗流特征，实现油藏模型的精确表征；细――从不同油藏类型和开发阶段细化模型构建和拟合层面。 1 精细历史拟合的特点

精细历史拟合首先要拓展历史拟合研究范畴及过程，以历史拟合为核心，前拓展到模型构建，夯实拟合基础；中间突出动静结合一体化分析，实现对油藏特征的深化认识；后推进到后续跟踪，保证模型的更新和完善，三个环节缺一不可，牵一“发”而动全身，是实现精细历史拟合的真谛。

精细历史拟合其次要集成技术系列，贯穿数模研究全过程，以饱和度函数标定技术、物性时变模拟技术、拟函数构造技术刻画油藏动态渗流特征，夯实拟合的基础；以敏感性分析和一体化分析技术深化认识油藏本质特征；通过动态跟踪分析不断更新完善模型[1]。各项技术贯穿到数模流程的各个环节，是实现精细历史拟合的技术保证。

精细历史拟合要定位不同油藏类型、不同开发阶段确定技术对策，具体对策表如下：

2 精细历史拟合关键技术和方法

2.1 饱和度函数标定技术

通过相对渗透率曲线、毛管压力曲线端点值的空间非均质分布表征，来描述渗流规律空间非均质变化的技术[2]。首先按照油藏的开发单元、砂层组、小层逐级细分分析曲线的聚类特征，寻找曲线聚类的标准。如果以上聚类性较差，则进一步按照物性对相渗进行分区。其次，分析曲线形态和端点，确定渗流特征分区原则。相似的储层物性具有相近形态的相渗曲线，对于存在显著差异的曲线，分析产生差异的原因决定曲线的取舍。 分析曲线端点，即分析束缚水饱和度、残余油饱和度、束缚水油相相对渗透率、残余油水相相对渗透率与油藏物性的关系，根据端点与物性的变化规律，确定渗流特征分区原则。最后对同一分区内的的相渗曲线进行平均处理，不同分区的相渗曲线分别代表了油藏不同开发单元、不同砂层组、不同小层、不同物性级别的渗流能力，以此实现油藏渗流特征的非均质性刻画。

2.2 物性时变模拟技术

通过将实验室的过水倍数引入进来，建立有效过水倍数与含油饱和度的关系；模拟计算油藏不同时步的饱和度，得到油藏不同时步的有效过水倍数分布；然后基于实验分析的渗透率变化与过水倍数的关系，根据曲线的变化规律，划分为多个模拟时间步，确定油藏不同时步的渗透率变化；统计相渗曲线端点的变化与渗透率变化的关系，将注水倍数与岩石曲线端点的变化反映进来，在不同的模拟时间步内实现，即建立了准确的岩石渗流模型[3]，该模型突破了传统物性时变模拟的局限性，完成了油藏渗流能力非均质性的动态变化地刻画，是认识特高含水期剩余油分布的必要手段。

2.3 拟函数构造技术

较粗的网格模型往往不能准确地反映油藏的渗流特征，如见水时间及整个油藏的产量，粗网格在将饱和度前缘的非均质性抹掉后，没有对渗流曲线进行校正，从而歪曲了油藏的渗流规律。

以相流量加权拟函数为例，在构造拟函数过程中，通过求取粗化网格下游边界流量来对相对渗透率曲线进行校正，实现已知动态特征来刻画渗流规律的目的，可以很好地解决粗网格水驱过快的问题。

2.4 参数敏感性分析方法

敏感性分析技术是一种定量的参数分析技术，以油藏各种不确定参数为基础，以对开发指标的影响程度为标准确定其敏感程度，是指导历史拟合参数调整的依据。如要实现油藏压力的拟合[4]，就要确定与压力相关的敏感性参数，进一步分析不确定参数的作用，如地层压缩系数影响整个压力规律，原油体积系数会作为压力梯度参数影响压力的变化等；改变参数大小开展敏感性模拟，实现参数敏感性程度的量化表征。

2.5 一体化拟合分析方法

一体化拟合分析技术是精细历史拟合的核心技术，动静结合、以动制静是基本原则，多专业知识合理充分融合是基本目标。从实现流程来看，首先根据生产数据与计算结果的差异，发现油藏压力、产量、含水的问题；分析问题的根源，也就是油藏孔隙体积及能量、油藏连通性、油水渗流规律，了解其在数模模型中的表征原理物质平衡方程、达西定律和分流量方程；进一步利用地质、测井、试油、室内试验等资料寻找解决问题的依据，制定合理的解决问题的方案。这是地质认识、工程判断、油藏经验、模拟经验的结合与统一，是各专业相互协作，从动中找依据，在静中找问题，修正油藏模型的重要手段。

2.6 开发动态跟踪分析技术

动态跟踪分析技术是一项实时的历史拟合技术，是对油藏不断深化认识、及时完善调整措施，改善开发效果的关键技术。动态跟踪分析以历史拟合分析为基础，在10-15天短周期内进行措施优选、新井设计、注采调配、动态检测，实时进行模型更新，满足根据油藏生产管理的需求；在3-5年的长周期内实现新老区方案的优化设计，满足油藏综合研究的需求。在动态跟踪模拟下的油藏模型认识更加深化，表征更加完善，因而做出的方案预测更加可靠。

3 结论

精细历史拟合技术以渗流特征精细刻画夯实拟合基础，以敏感性分析和一体化动态分析深化认识油藏特征，以动态跟踪分析不断完善油藏模型，实现历史拟合由参数调整到模型完善的转变，做好精细历史拟合，是实现剩余油的准确表征，开展后续开发决策制定的关键。

【参考文献】

[1]马春华.特高含水期水驱开采特征及调整对策研究[D].大庆：大庆石油学院，2008：19-20.

[2]于春磊.一种反映水驱极限的相渗曲线预测方法[J].特种油气藏，2014，21（2）：123.

[3]张健，方杰，范波芹.VOF方法理论与应用综述[J].水利水电科技进展，2005，25（2）：67.

[4]何建华，张树林.高含水期微观剩余油分布研究[J].石油天然气学报，2006，28（4）：340-341.