油藏数值模拟在剩余油预测中的不确定性分析_靳彦欣

收稿日期:2003-12-05

基金项目:国家/9730基础发展规划项目(1999022508)

作者简介:靳彦欣(1974-),男(汉族),河北石家庄人,博士研究生,从事油藏描述及油藏工程研究。

文章编号:1000-5870(2004)03-0022-03

油藏数值模拟在剩余油预测中的不确定性分析

靳彦欣1,林承焰1,贺晓燕2,王慧芳2

(1.石油大学地球资源与信息学院,山东东营257061;2,胜利油田有限责任公司胜利采油厂,山东东营257051) 摘要:油藏数值模拟作为一种定量的剩余油饱和度预测方法,在油田开发后期剩余油分布研究中起着越来越重要的作用,但其预测精度也不可避免地受到多种因素的影响。对剩余油预测中油藏数值模拟精度的影响因素进行了分析,结果表明,地层对比的多解性、储层物性参数求取的不确定性以及储层非均质描述的局限性是影响数值模拟精度的主要地质因素。此外,相对渗透率曲线的选取、动态数据的获取及数值模拟软件本身都存在较大的不确定性,这些都会影响到油藏数值模拟的精度。因此,在剩余油研究过程中,不能过分依赖油藏数值模拟。应该综合运用地质、地震、测井、油藏工程、油藏数值模拟等多学科知识进行研究,以提高剩余油饱和度的预测精度。

关键词:油藏数值模拟;剩余油;预测方法;剩余油饱和度;提高采收率中图分类号:T E 121.15;T E 327 文献标识码:A

目前,我国大部分陆上油田已进入高含水、特高含水期,地下油水关系复杂,剩余油富集规律研究已成为油田开发后期面临的首要问题。国内外确定剩余油饱和度的方法主要有密闭取心方法、开发地质学方法、测井方法、地震方法、油藏工程方法及油藏数值模拟等[1]。其中,油藏数值模拟作为一项比较成熟的技术越来越得到广泛的应用,但它也存在明显的不确定性,在应用过程中应注意进行综合分析和判断。笔者对剩余油预测中油藏数值模拟精度的影响因素进行分析。

1 由地质模型多解性导致的油藏数值模拟的不确定性

建立能够反映地下客观情况的、经过精细刻划的精确储层地质模型是进行油藏数值模拟的基础,但是,在储层地质模型的建立过程中存在许多不确定因素,即地质模型存在的多解性,它是影响油藏数值模拟精度的主要因素。1.1 地层对比的多解性

地层对比是建立储层地质模型的基础,地层对比正确与否直接影响储层地质模型的准确性。尽管人们采取了多种方法(如等高程对比法、旋回控制逐级细分对比法及高分辨率层序地层学[2]对比法等)来提高地层对比的精度,但由于不同人员对地层信

息的解释存在多解性,所以地层对比结果也存在多解性。虽然对于不同的地层对比结果,油藏数值模拟最终都能给出一个拟合结果,但拟合结果的可信程度会有所下降。因此,地层划分对比的精确程度直接影响油藏数值模拟的精度。1.2 储层参数求取过程中的不确定性

储层物性参数(孔隙度、渗透率、原始含油饱和度等)的求取在储层地质建模中起着非常重要的作用,它的准确与否直接影响油藏数值模拟的精度。可是,在储层物性参数求取过程中却存在明显的不确定性。在砂岩储层中,主要是利用声波测井、中子测井和密度测井资料求取孔隙度,然后根据岩心分析化验资料进行校正

[3]

,校正的孔隙度剖面见图1。

由图可以看出,虽然经过岩心校正,但有些层段还是存在误差,最大绝对误差可达4%,并且这种误差不是偶然的,而是普遍存在的。这些误差将对数值模拟结果产生不利影响。

储集层的另一个主要参数是岩石的渗透率,其基本求取过程为:(1)在取心井利用岩心分析化验数据建立渗透率与孔隙度、泥质含量等参数的相关关系(渗透率的对数与孔隙度一般呈线性关系);(2)在非取心井首先通过测井信息直接求取孔隙度、泥质含量等储层物性参数值,然后利用已建立的相关关系求取渗透率。在渗透率的求取过程中,孔隙度是

2004年 第28卷 石油大学学报(自然科学版) Vol.28 No.3 第3期 Journal of the U niversity o f P etroleum,China Jun.2004

影响渗透率的主要因素,孔隙度与渗透率的相关程度直接影响渗透率的求取精度。图2,3分别是两个不同油田的取心井得到的渗透率与孔隙度的交汇图。由图可以看出,渗透率的对数与孔隙度的相关性并不好,不能呈较好的线性关系,而是呈发散状。由这些数据回归出的孔渗关系相关系数很低,对应同一孔隙度的渗透率值有时可相差两个数量级。目前,常用的提高渗透率解释精度的方法主要有分区分段建立孔渗关系法、根据不同沉积相带建立孔-渗关系法和根据不同流动单元建立孔渗关系法[4,5],

但精度还有待进一步提高。

图1 河139

井孔隙度剖面图

图2 桩西74断块沙三下亚段Ò油组

孔

渗关系

图3 孤东七区西馆陶组54-61小层孔渗关系

1.3 储层非均质宏观描述的局限性

储层非均质宏观描述一般包括平面非均质、层内非均质和层间非均质。对于层内非均质来说,砂岩中常存在泥岩和泥质粉砂岩夹层,其厚度较小,一般为几厘米、几十厘米。夹层厚度虽然较小,但对开发效果影响很大,目前对于厘米级的夹层,无论是其形态结构还是其物性参数,解释起来都非常困难。如砂体内的厘米级泥质薄夹层(图4)和河道点砂坝侧积砂体之间的泥质侧积层(图5),这些薄泥质夹层很难在油藏数值模拟中体现,从而不可避免地增

加了油藏数值模拟的不确定性。

图4 砂体中泥质薄夹层

(桩74井,3581.

58m)

图5 河道点砂坝侧积砂体间泥质

侧积层(薛培华,1991)

此外,对于复杂断块油气田,由于对小断层的形态和封闭性的精确描述还存在一定的难度,导致有些断层在数值模拟中无法准确体现,影响油藏数值模拟的精度。再者,复杂断块油气田油水关系往往比较复杂,油水界面多变,边底水的能量很难确定,这些都将影响数值模拟的精度。现河庄油田河43断块是一个典型的复杂断块油藏,油水关系非常复杂,全区共有41个油层,几乎每层都有一个相对独

立的油水界面,每层的边水能量大小不一,再加上油

井大多为大段合采,因此,在单井含水拟合过程中很

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