常規條件下油藏數值模擬數據三維可視化展示研究

陳健 王榮亮＊ 淮志強

1.中國石油大學（北京） 北京 102249

2.中國石油青海油田分公司 甘肅 酒泉 736202

1 常規條件下油藏數值模擬數據三維可視化技術

1.1 油藏描述方式與成果分析

油藏數值模擬分析處理，要綜合地質模型的精度等相關信息，此參數會直接的影響最終的模擬效果。對此，在實踐中要綜合油藏模擬需求，合理的選擇精確度高的模型，這樣獲得的數值精度越高。目前我國在常規條件下油藏數值模擬數據三維可視化領域上取得了不錯成績，主要有以下幾種方法。

1.1.1 流動單元約束方法

在油藏數值模擬中，通過流動單元約束的方式進行處理，可以合理應用不同流動單元的性能及流動特性等相關要素。在處理中油藏數值模擬精度是直接應用滲透率曲線的重要因素，提高滲透曲線精度則會獲得更為精確的數值信息。

在對常規條件下油藏數值模擬中，通過流動單元約束的方式進行處理要綜合垂直方向是否存在細分化的流動單元。一般狀態下，層內夾層少且單層厚度不足5m的狀態中可不進行細分處理，這樣會有效的降低油藏無法有效精細研究等問題出現的幾率。隨著大量研究的開展，發現了流動單元約束作業之下，有效的提高常規條件下油藏數值模擬的出書模擬度，保障剩余油分布的有效性、精準性，符合行業發展的實際需求。

1.1.2 高分辨層序地層學方法

通過此種方式可實現對油藏儲層分層處理的目的，也可根據要求對非均質分區處理，合理應用可以保障油藏儲層的物理模型更加符合實際狀況，充分提高了油藏數值模擬的效果。

1.1.3 儲層隨機模擬方法

儲層隨機模擬方法，主要基于非均質研究數據開展，為油藏數值模擬操作提供完善的技術支持。在模擬中通過對沉積相空間展布進行合理控制注水井出水時長的目的。

1.2 反映儲層、流體動態變化模型的應用

1.2.1 巖石力學方法的應用

巖石力學是典型的儲層性能變化的研究技術，可以模擬油藏壓裂、出砂以及物性的變化，通過油藏數值模擬軟件（CMG）等相關軟件系統的處理，有效的提高模擬的精確性。

1.2.2 動態跟蹤模擬

在整個油田開發中隨著周期的增加會改變原油物性以及儲層的無形，通過動態跟蹤模擬的方式進行處理，主要就是通過動態跟蹤模擬分析生產狀況，對其進行系統的追蹤，可以分析油田開發期間以及油水井的具體波動狀況，對其進行全面系統的分析處理，有效的保障數值模擬操作符合要求。

1.2.3 流固耦合數值模擬

流固耦合數值模擬法在應用中可以充分的反應流體動態變化以及儲層變化的具體信息。在常規條件下油藏數值模擬數據模擬分析中，如果忽視流固耦合效應產生的影響，則會導致動態預測結果出現顯著偏差。對此，可以通過建立理論模型等方式合理應用，有效的提高常規條件下油藏數值模擬的精準度。

2 常規條件下油藏數值模擬數據三維可視化展示研究

某油田主要開采模式為逐層上返式開發，其中下部油層動用程度相對較高，而上部的主力層主要是通過水平井進行開采，整體上來說沒有充分利用油藏條件，采出程度低。其中在整體上來說d1Ⅲ、d2采出較高。而位于上部位置儲量占比相對較大的 NgⅡ以及 d1Ⅱ1采出程度不高。對此，通過為油藏數值模擬數據三維可視化技術進行模擬分析，達到解決實際問題的目的。

2.1 油藏數值模擬數據預處理

基于石油地質結構以及油藏工程研究的相關數據信息，構建油藏數值模型，對整個生產過程進行在線模擬，通過擬合生產動態指標則可以了解動態、靜態的矛盾與問題，在反復模擬之下則可以建立一個反應油藏開發的三維地質模型數據體。在系統中存在大量的數據信息，通過預處理的方式進行優化則可以進行展示。數據預處理主要就是通過大數據采集管理模式進行綜合管理。

2.2 地質建模

通過三維可視化油藏地質建模軟件（Petrel）建模軟件，根據油田的構造數據以及油層物質的相關數據信息，綜合單井資料建立三維地質模型。在建設中主要應用橫向的10m×10m的網格結構，縱向則要綜合二次開發具體狀況和油藏信息，基于地質分層，對各個砂巖組進行網格細化處理，充分的提高整體的精細度。在處理中將其劃分為30個小層，根據地層厚度對每個小層在進行細化處理，則可以劃分分258個層，建立一個模型節點共有2528萬個的地質模型系統。

2.3 數值模型的建立

基于地質建模的結果對其進行粗化分析，建立一個數值模型。在處理中主要基于油藏模型數據體的數據體（SRARS）模型進行數值信息的模擬，數據模型的網格主要應用正交網格，平均劃分110×97個網格系統。根據井的具體分布狀況應用均勻的網格進行處理，其中X、Y方向位置的網格步長為30m。在Z方向的網格步長為其對應層段中，通過計算而確定的油層厚度；縱向上劃分則為58層，其中每一個口井則位于網格的中心位置。在設計中模型總結點數共有618860個。

2.4 數據可視化展示

油藏數值模擬數據展示的實現中，可以應用靜態以及動態兩種方式進行展示分析。

2.4.1 靜態展示

基于油藏數值模擬數據特征，可以根據數據結構繪制不規則的六面體展示油藏數據信息，在系統中進行處理，對各個數據進行分析構建場景結構，基于外層可視網格明確具體的位置，確定外層的網格面，基于三點坐標數據組以及交點坐標數據組，進行繪制處理。

2.4.2 動態展示

油藏內部在開采中會隨著時間的變化而出現動態的變化，通過動態演變的方式可以有效的了解油藏的具體變化。在設計中要展示數值模擬的時刻屬性，通過回調函數進行時間點的渲染，直至模擬最后一個時間點，則可以停止動態展示，完成了整個動態的油藏數據變化過程。

2.5 油藏參數描述與分析

2.5.1 物性參數選擇

物性參數主要就是對油藏儲層的原始狀態之下，地層的壓力、巖石壓縮系數以及油的密度等相關參數。通過對歷史數據的擬合處理，其各項主要參數選取如下：

地面原油密度參數為0.9895g/cm3；其中原始地層壓力參數為14.2MPa，參考深度數值為1440m；油藏溫度為58℃；在50℃狀態中NgII 油層地面脫氣原油黏度數值為3291mPa.s；Ed1油層地面脫氣原油粘度數值為2200mPa.s；Ed2油地面脫氣原油粘度數值為305mPa.s；NgII 油層原始溶解汽油比的參數為16m3/t；Ed1油層原始溶解汽油比的參數為 20m3/t；Ed2油層原始溶解汽油比的參數為 23m3/t；巖石壓縮系數為0.81×10-2MPa其參考壓力為12.9MPa；Ed1II2 1-1 小層油水界面數值為1430m；Ed1II2 1-2 小層油水界面數值為1448m；Ed1II2 2-2小層油水界面數值為1482m、Ed1II2 3小層油水界面數值為1460m；Ed1III1 2小層油水界面數值為505m；Ed1III2 1小層油水界面數值為1515m、Ed2Ⅰ2 1-1小層油水界面數值為1550m。

2.5.2 相對滲透率曲線

在設計中油水的相對滲透率的曲線，主要根據各項信息數據在歷史擬合中對其進行了一定的修正處理。

2.5.3 原油黏溫分析數據

黏溫關系數據處理主要就是對油樣進行脫氣油粘溫關系數據進行分析，通過與推算的原始溶解汽油對照分析，參照高壓無形試驗對其進行結果分析。

2.5.4 生產歷史數據以及完井數據

生產歷史數據主要包括了單井開發中的歷史數據，其主要有日產油量、產水以及累計產油量、含水率、壓力變化等等。在模擬中主要將油井的單井日產液量作為主要的信息數據進行輸入，在注汽井的處理中則主要將日注氣量作為主要的數據；同時將生產層位、射孔井段信息、改變以及地層系數等作為完井的數據信息進行分析處理。

2.6 井網井距優化

2.6.1 水平井排距優化

通過數值模擬研究分析的方式進行處理，可以發現在水平段長度為300m的時候，優選水平井的井距為150m。通過水平井平行部署的方式進行處理，平面井距為140m，可以實現整體的有效動用處理，其開采程度參數為29.3%。

2.6.2 水平段長度優化處理

通過數據模擬則可以發現，在井距離為150m的時候，優選水平長度數值參數為300～400m。根據實際的吞吐水平井生產狀況，綜合井溫測試等相關資料，水平段的長度要控制在400m的距離范圍中。

2.6.3 水平縱向位置

遠離邊底區域的水平井通過模擬則可以表明，水平井縱向位置則要在油層上部三分之一的位置上進行布置。

2.6.4 NgⅠ2水平井避底水厚度

在計算中通過對水平井避底水厚度分別為2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m、16m、18m、20m時的數據，則表明在避底水厚度越大的狀態之下，見水時間則相對越晚；避底水厚度為15m與20m的時候，整體相距差異不高，因此建議水平井的避底水厚度高于15m。

3 結束語

常規條件下油藏數值模擬數據三維可視化技術在石油化工領域中應用具有顯著優勢，可以憑借其直觀、真實以及交互強的優勢，為石油油藏的開采以及方案優化提供精準全面的信息數據支持。在現代技術的日益發展中，常規條件下油藏數值模擬數據三維可視化技術的應用范圍日益廣泛，也為石油行業的發展帶來了更多的機遇與挑戰。