关于油藏数值模拟历史拟合的研究

[摘 要]油藏历史拟合是油藏数值模拟中的一个的环节，历史拟合就是用已有的油藏参数计算油田的开发历史，并将其计算出的开发指标与油田开发实际动态相对比，利用该模型来预测油气藏未来的生产动态。本文针对历史拟合对象，研究油藏参数与拟合对象之间的相互关系，以及一些拟合经验和处理技巧，减少反复修改参数、反复试算的过程，提高拟合工作效率。

[关键词]油藏数值模拟 历史拟合

中图分类号：TE319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0341-01

油藏历史拟合是油藏数值模拟中的一个的环节，历史拟合就是用已有的油藏参数计算油田的开发历史，并将其计算出的开发指标与油田开发实际动态相对比。利用该模型来预测油气藏未来的生产动态，因而历史拟合是油藏模拟中的一项极其重要的工作。

油藏历史拟合主要是对压力、含水和气油比等参数随时间变化的拟合。目前，在油藏数值模拟中国内外普遍采用的是实验校正方法来进行历史拟合，即需要人工反复进行试算，再凭借工程师积累的实践经验来修改油层参数。

1 历史拟合的目的

通过模拟产生的生产数据和实际的生产历史数据进行比较，得到能够真实反映油藏生产规律的模型，减少对地下油藏认识的不确定性，并为油藏勘探和开发提供较为有利的依据。

2 油藏历史拟合的内容

历史拟合的过程就是一个反复修改参数、反复试算的过程，会耗费大量的时间和人力，历史拟合不但取决于人们对油藏认识情况，还与油藏工程师的拟合经验和处理技巧有关。由于油藏地质情况的复杂性和反复求解参数问题，不同的工程师拟合同一个油田，其试算的次数和拟合的结果可能均不相同。所以，为了减少拟合工作的盲目性，我们有必要了解各个油藏参数与拟合对象之间的相互关系，同时还应掌握一些拟合经验和处理技巧。

拟合的对象有：压力、产量和含水率。其中可修改的参数有：

（l）储层参数：包括渗透率、孔隙度、厚度、流体原始饱和度、岩石压缩系数；

（2）流体物性参数（高压PVT参数）；

（3）相对渗透率和毛细管压力曲线；

（4）单井参数：表皮系统和井底流动压力。

由于所要拟合的对象是多种油藏参数的函数，同一拟合的结果可能会有多种参数组合。这就需要拟合者具有丰富的油藏工程知识，对油藏参数的来源、取值及其代表性进行综合审查，确定修改参数的范围及步骤。

3 拟合过程

在油藏历史拟合的过程中，一般把产量当作己知条件来拟合其他动态参数。

1）油藏原始平衡状态检查

当油藏未投产时，油藏压力系统处于静止平衡状态，相邻点不会有压力势差。否则出现流动，打破静态的平衡。为了检查输入值是否满足原始平衡的条件，需将井产量（注入、生产井）置零后对模型进行试算。试算后，检查节点压力值是否改变。若未改变，则说明油藏原始状态绝对平衡。否则，必须重新检查输入参数，或者模拟程序有误。

2）全油田及单井压力的历史拟合

油层压力是在历史拟合过程中需要进行拟合的主要动态参数之一。在油藏数值模拟过程中经常会遇到的情况是计算出的油层压力值比实际值偏低或偏高；或局部地区偏低或偏高；有时也会发生压力不光滑呈现锯齿形状的情况。对油层压力进行历史拟合时，首先要分析有哪些对油层压力变化比较敏感的油层物性参数。实践证明，对油层压力变化有影响的油层物性参数有很多。在地下的流体体积有关的孔隙度、厚度、饱和度等参数对油层压力计算值有影响。油层综合压缩系数的改变也对油层压力计算值也有较大的影响。与流体渗流速度有关的物性参数如粘度及渗透率等对油层压力的分布状况有影响。除了对含水率和油气比影响较大外，相对渗透率还对压力有一定的影响。此外，油藏周围水体的大小和连通状况以及注入水量的分配也对压力有较大的影响。

因此，对油层压力进行拟合时，可根据对这些物性参数的可靠性及其对压力的敏感性分析选择某些参数进行调整。例如，为了使计算压力值增大，可以再给定产量的条件下增大孔隙度值或厚度值；反之，为使计算压力值减小，可降低孔隙度值或厚度值。但是当调整孔隙度和厚度这两个参数时会对地质储量产生一定的影响，所以要慎重考虑调整这些参数的合理性。我们也可以通过增大或减小油层综合压力系数来相应地使油层压力值增大或减小，而且由于油层综合压力系数尤其是岩石压缩系数测定的样品较少，有时不作测定而是人为地确定参数考，导致数据的可靠性较差，因此可以对这类参数进行大幅度的调整，从而可有效的对地层压力进行拟合。

a当油藏局部区域出现高压异常或低压异常区时，沿高压异常区向低压异常区方向增大渗透率值，可以使两类异赏区同时得到改善。

b当油藏采出大量的液体后压力却没有明显的下降，可考虑是否因岩石弹性能量过大所致。可以试图减少岩石压缩系数；当油层压力下降过快时，也可以通过增加岩石的压缩系数加以改善。但此时还应该考虑到是否油藏储量偏小所致。如果是因为油藏储量偏小所致，就应该增加油藏的储量。

c在拟合上油层压力之后就可以拟合单井压力。单井压力主要是与油藏局部和单西安石油大学硕士学位论文井的参数（如渗透率、表皮系数以及厚度等）有关。

3）.含水率拟合

含水率主要是受相对渗透率曲线的影响，但它也与压力变化密切相关。油井见水区间和水驱前缘的拟合比较难以实现。它受到模型的时间步长和网格密度的限制。当见水区域或油井含水上升过快时，可以通过调整油相、水相相对渗透率曲线来控制。

在拟合了油藏综合含水率之后，还有必要对某些单井的含水率进行拟合。在实际油藏模拟中，由于地下情况较为复杂，我们不可能对每口井都能够进行详细的拟合。如果要拟合好每口井，则需要花费大量的人力和时间。所以我们只需要找出具有代表性的若干口井来进行拟合，对其它井只要计算它们的动态趋势与观测资料是否基本符合即可。

这里需要指出的是，相对渗透率、毛管压力对油藏压力也是有影响的。在拟合好含水率之后，必须要再检查压力符合情况。如果预测值与实际值偏差较大时，就必须重新进行压力的拟合，再进行含水率的拟合。

4）.拟合井底流压

井底流压的拟合比较简单，只需要相对生产井的采油指数（包括表皮系数）进行修改，就可以完成拟合过程。如果流动的压力偏小，可以增大采油指数，如果流动的压力偏大，则可以相对的减小采油指数。

4、认识

历史拟合是在计算机上重现油藏开发历史的过程，是对油藏地质、开发历程所作出的正确分析，使油藏描述与地下实际情况更接近。通过反复地调整参数，修正静态模型，从全油藏到油层再到单井，对压力、含水等参数进行拟合，拟合的过程也是对油藏不断认识的过程，历史拟合原则有：

①研究所取得的各种油层物性参数的不确定性，尽可能挑选不确定的物性参数进行调整，对于比较可靠的参数尽可能不调或少调；

②根据测井解释结果确定油层物性参数的变化范围，建立油层物性参数调整的约束机制，避免参数修改的盲目随意性；

③分析动态参数的信度和完备程度，确定可靠的拟合目标，建立多目标拟合结果验证机制；

④掌握油层物性参数对所要拟合的动态参数之间的敏感性，避免不同参数调整之间的相互干扰。