油藏数值模拟数据准备和历史拟合
Eclipse油藏数值模拟经验PPT课件
14
参数的可调范围 2
（3）岩石与液体的压缩系数： 液体的压缩系数是实验测定的，变化范围很小，认为
是确定的。而岩石的压缩系数虽然也是实验室测定的，但受 岩石内饱和液体和应力状态的影响，有一定变化范围，而且 与有效厚度相连的非有效部分，也有一定孔隙和流体在内， 在开发过程中也起一定弹性作用。考虑这部分影响，允许岩 石的压缩系数可以扩大一倍。
第十一步 选取输出格式(Sumary)
分别在图中选择输出控制参数。 32
第十二步 运行计算(Run)
对所建立的模型进行运行计算。 33
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
18
油藏数值模拟工作流程
数据文件准备 初始化计算 生产史拟合 动态预测 结果输出
19
数模工作的主要成果
20
Eclipse操作流程
21
第一步 启动Eclipse及运行Office
22
第二步 在Office界面中新建工程
23
第三步 在Office界面中启动Data建模
24
第四步 输入模型基本参数(Case Definition)
分别在图中所示的窗口中输入油水和油气相渗曲线。
28
第八步 输入油藏初始参数(Initialization)
在图中所示的窗口中输入油藏初始参数。 29
第九步 添加水体(Initialization)
油、气藏数值模拟数据收集及前处理
气藏小层分层及物性数据表
序号 9 9 9 9 井号 陕159 陕159 陕159 陕159 层系 石炭系 马六段 马五1 1 马五1 2 3172.2 顶部井深(m) 底部井深(m) 3172.2 厚度 (m) 层位 解释结果 有效厚度 孔隙度 含气饱和度 总渗透率 基质渗透率
3177
4.8
9
陕159
2、油藏描述数据
这部分内容有网格定义； 地质建模提供的构 这部分内容有 网格定义； 地质建模提供的 构 网格定义 孔隙度、渗透率、有效厚度场； 造、孔隙度、渗透率、有效厚度场；渗流模式的 选择；岩石压缩系数。 选择；岩石压缩系数。
3、流体组分性质数据
气体高压物性数据表
由于原油所处的 地下条件和地面条 件不同，致使地层 原油在地下的高压 高温下具有某些特 征。这些特征由 PVT表示。
固体颗粒的孔隙空间
裂缝和孔洞空隙空间的简化图形
注：分层数据及物性数据来源于测井解释
油藏小层分层及物性数据表
层 位 小 层 1 模 拟 层 1 2 2 3 Y8 4 3 5 4 1 6 7 8 Y9 2 9 10 3 11 12 Y1 0 13 1 14 15 1378.9 1390.1 1390.1 1406.5 11.2 16.4 1326.8 1328.8 1333.8 1339.5 1342.5 1348.1 1358.1 1368.0 1372.4 1328.8 1333.8 1339.5 1342.5 1348.1 1358.1 1368.0 1372.4 1374.4 2.0 5.0 5.7 3.0 5.6 10.0 9.9 4.4 2.0 泥 泥 泥 油 油水 油 泥 泥 干 水 水 16.9 120 120 19.6 18.2 18.2 57.2 40.3 40.3 159 436 19.0 19.2 60.4 38.8 1260.5 1261.9 1267.4 1276.6 1277.5 1282.2 1283.8 1306.5 1308.6 1312.9 1322.9 1261.9 1267.4 1276.6 1277.5 1282.2 1283.8 1306.5 1308.6 1312.9 1322.9 1350.0 1.4 5.5 9.2 0.9 4.7 1.6 1.6 12.1 4.3 10.0 27.1 干 泥 水 泥 水 水 水 泥 含油 水 水 水 70 115 115 16.2 16.3 16.3 40.5 25.4 25.4 41.8 41.8 20.2 16.0 16.0 14.7 27.1 27.1 33.6 5.5 11.0 40.7 1322.3 1326.8 4.5 1319.0 1322.3 3.3 油 水 251 493 17.1 16.9 53.1 35.2 1252.4 1254.6 1254.6 1260.5 2.2 5.9 华74-7 顶深 1310.2 1315.0 底深 1315.0 1319.0 砂 厚 4.8 4.0 有效 泥 油 251 17.1 53.1 渗 孔 饱 顶深 1245.2 1249.2 底深 1249.2 1252.4 砂 厚 4.0 2.9 华74-9 有效 泥 含油 水 干 泥 3.8 7.0 16.0 11.6 47.9 38.9 渗 孔 饱
5.油藏数值模拟原理和方法
数 值 模 拟 方 法
数值模拟方法的应用步骤
二、基础资料准备
(二)生产动态资料
⒈完井与油层改造资料：射孔、补孔及其它完井方式资 料、压裂及酸化资料等。 ⒉油水井生产动态数据：产油(液)量、含水率、生产气 油比、注水量等。 ⒊油水井动态监测资料：油水井产液和吸水剖面、关井 测压资料或静液面、井底流压或油层动液面等。
水 （104m3）
2264.3 798.1 3233.2 2349 1313.9 367.1 10325.6
1：15
埕东西区馆下7砂组实际的地质储量为655×104吨，模拟地质储量为 658.18×104 吨，拟合误差为 0.45 ％。埕东西区馆下 52 砂组实际的地 质储量为 165×104吨，模拟地质储量为 165.89×104 吨，拟合误差为 0.54％。
数模 模型的建立 （一）
数模 模型的建立 （一）
顶部构造图
数模 模型的建立 （一） 砂体厚度分布图
有效厚度分布图
数模 模型的建立 （一） 孔隙度分布图
渗透率分布图
二、流 体 模 型
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 水相饱和度 krw kro
3） 根据历史拟合的结果，在地下含水低，但储 量 丰 度 大 的 部 位 新 钻 四 口 生 产 井 (c111,c222,c333,c444) ，生产压差控制在 3MPa 。 新井井位如图13所示。
结果分析 及 生产预 测 （二）
结果分析 及 生产预 测 （二）
如果按目前液量生产（即方案1），则到2005年底，埕东西区7 砂组综合含水将达93％，采出程度为8.8％。而按方案2及方案3 生产，则到2005年底，7砂组综合含水将分别为95％和92％，采 出程度分别为12.37％和10.04％。
历史拟合方法(简介)
历史拟合方法一、历史拟合方法的基本概念应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况的认识还存在着一定的局限性。
在模拟计算中所使用的油层物性参数，不一定能准确地反映油藏的实际情况。
因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在一定的差异，有时甚至相差悬殊。
在这个基础上所进行的动态预测，也必定不完全准确，甚至会导致错误的结论。
为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进行实际模拟的全过程中广泛使用历史拟合方法。
所谓历史拟合方法就是先用所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比，如果发现两者之间有较大差异，而使用的数学模型又正确无误，则说明模拟时所用的静态参数不符合油藏的实际情况。
这时，就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数的相关关系，来对所使用的油层静态参数作相应的修改，然后用修改后的油层参数再次进行计算并进行对比。
如果仍有差异，则再次进行修改。
这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为止。
这时从工程应用的角度来说，可以认为经过若干次修改后的油层参数，与油层实际情况已比较接近，使用这些油层参数来进行抽藏开发的动态预测可以达到较高的精度。
这种对油藏的动态变化历史进行反复拟合计算的方法就称为历史拟合方法。
由于目前历史拟合还没有一种通用的成熟方法，经常的做法仍是靠人的经验反复修改参数进行试算，因此油藏模拟过程中历史拟合所花的时间常占相当大部分。
为了减少历史拟合所花费的机器时间，要很好地掌握油层静态参数的变化和动态参数变化的相关关系，应积累一定的经验和处理技巧，以尽量减少反复运算的次数。
近年来还提出了各种自动拟合的方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好的参数组合，加快历史拟合的速度井达到更高的精度。
但目前这种自动拟台的方法还处在探索和研究阶段，还没有得到广泛的实际应用。
油藏历史拟合方法
Q2-4-313
-1600
-2000
-2400
含水率拟合方法
窜流通道拟合法
窜流通道
相渗曲线分区
井底压力拟合
➢修改表皮系数--酸化、压裂、井堵、出砂 ➢修改井所在网格渗透率 ➢修改井间连通性—供液能力不足
齐2-4-11
51 . 8 1166 0000
67 . 8 1166 5500
1177 0000
70 . 8 81 . 8
91 1 . 8
1 04 . 4
1177 5500
1 13 . 2 1 21 . 4
1 36 . 4
1 41 . 4 1 51 . 2 1 62 . 6
1188 0000 1188 5500
2211 0000 补 1 18 . 1
16 9197.030
11 . 5 21 . 9
32 . 3 41 51 . 9
1750 1749.3
64 . 8
71 8 . 5
81 6 . 6
92 . 5
1800 1799.2
1 20 6 . 1
1 11 3 . 5
1850 1849.2
12 4 1 31 . 1
厚度 – 透镜状岩性油藏：渗透率分布，相渗端点 – 裂缝潜山油藏：裂缝渗透率，孔隙度，sigma，毛管力
储量拟合方法
• 可调整程度：含油面积>饱和度>有效厚度>孔隙度 • 饱和度场初始化调整
– 边底水油藏：油水界面深度，毛管力大小—平衡计算初始化 – 透镜状岩性油藏：测井饱和度插值，束缚水饱和度赋值—枚
3 21 2
3 33 1 . 8
1950 1945
3 41 . 4 35 1
油藏数值模拟方法流程
开展油藏描述工作，对油藏的地质、油层非均质特征，沉积相的详细描述和研究，根据油藏 沉积相研究建立该油藏特征的沉积模式。 油藏描述分析的目的是综合所有的测井、岩心和生产测试等资料来得出一个与全油田一致的 储集层模型。对各种未知的基本参数例如：对顶面深度、砂厚、孔、渗、饱等空间分布的评 价中最大限度地发挥现有测井资料的作用，同时将这些参数结合所需储集层的几何特性参量 进行计算，并结合地质沉积相分析提供出更为精细、完善的油田地质模型。 确定一个油藏地质模型所需的许多参数，在油藏勘探试采阶段或初期刚投入开发阶段用有限 几口井的资料进行计算、解释及建模其精度是不高的，这些参数初始误差越大，则通过历史 拟合达到令人满意的油藏特征描述所需的时间越长。所以，无论在对老区或新区进行数值模 拟时，应对所选区块选用所有的井（特别是“关键井”）开展油藏描述工作，进行全面的分 析研究。
?组分模型用于凝析气藏,轻质油和挥发油藏的开发设计和混相驱的研究； ?热采模型用于稠(重)油油藏蒸气吞吐,蒸汽驱和就地燃烧的设计； ?化学驱模型用于在注入水中添加聚合物,表面活性剂,碱等各种化学剂进行三次采油提高采 收率的计算和设计。 油藏数值模拟方法的新突破 随着计算机运算速度的提高,向量算法的出现和应用是软件设计上一个划时代的发展。预处 理共轭梯度法更快速,有效地解各种更为复杂和困难的大型稀疏线性方程组。网格化方面不 局限于静态和动态的局部网格加密技术,不规则网格、PEBI 网格的出现更好的解决了在边界、 断层插值计算以及面与面垂直正交的新型数模计算方法，更快速收敛。此外多重网格法、混 合有限元法、流线法等都在逐步完善和发展。同时，并行处理技术给大中型油田数模工作带 来了生机。
4）.潜力评价和提高采收率的方向 诸如：? 确定井位、加密井的位置； ? 确定油田开发最大产液量、产量对采收率的影响； ? 确定地面和井的设备。 5）．专题和机理问题的研究 诸如：? 对比注水、注气和天然枯竭开采动态； ? 研究各种注水方式的效果； ? 研究井距、井网对油藏动态的影响； ? 研究不同开发层系对油藏动态的影响； ? 研究注水速度对产油量和采收率的影响； ? 研究油藏平面性质和层间非均质性对油藏动态的影响； ? 验证油藏的面积和地质储量； ? 校验油藏数据； ? 为谈判和开发提供必要的数据。 注意 无论是对油藏进行初期开发方案、已开发油田历史模拟，还是动态预测的数值模拟工作，都 要求油藏工程师要有针对性的拟定出能解决油田开发实际问题的数值模拟工作详细计划，及 其开展此项工作的目的和应达到的目标是什么？
油藏数值模拟历史拟合方法简介
历史拟合方法一、历史拟合方法的基本概念应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况的认识还存在着一定的局限性。
在模拟计算中所使用的油层物性参数，不一定能准确地反映油藏的实际情况。
因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在一定的差异，有时甚至相差悬殊。
在这个基础上所进行的动态预测，也必定不完全准确，甚至会导致错误的结论。
为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进行实际模拟的全过程中广泛使用历史拟合方法。
所谓历史拟合方法就是先用所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比，如果发现两者之间有较大差异，而使用的数学模型又正确无误，则说明模拟时所用的静态参数不符合油藏的实际情况。
这时，就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数的相关关系，来对所使用的油层静态参数作相应的修改，然后用修改后的油层参数再次进行计算并进行对比。
如果仍有差异，则再次进行修改。
这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为止。
这时从工程应用的角度来说，可以认为经过若干次修改后的油层参数，与油层实际情况已比较接近，使用这些油层参数来进行抽藏开发的动态预测可以达到较高的精度。
这种对油藏的动态变化历史进行反复拟合计算的方法就称为历史拟合方法。
由于目前历史拟合还没有一种通用的成熟方法，经常的做法仍是靠人的经验反复修改参数进行试算，因此油藏模拟过程中历史拟合所花的时间常占相当大部分。
为了减少历史拟合所花费的机器时间，要很好地掌握油层静态参数的变化和动态参数变化的相关关系，应积累一定的经验和处理技巧，以尽量减少反复运算的次数。
近年来还提出了各种自动拟合的方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好的参数组合，加快历史拟合的速度井达到更高的精度。
但目前这种自动拟台的方法还处在探索和研究阶段，还没有得到广泛的实际应用。
油藏模拟的数据准备和历史拟合
2
3
一维问题
模型应用： 混相驱吸管实验和一些岩 心驱替 重力驱替系统 垂向平衡 流管法模拟
Z 2 1
3
4
二维平面模型
X Y 1 1 2 3 4 2 3 4
模型应用: 大型的多井问题的模拟 平面的非均质岩石性质
常规网格系统
(4,3,2) (4,2,2)
j =3 k=2 (2,1,2) j =2 k=1 k j i i=1 i=2 (3,1,1) i=3 i=4 j =1
模拟研究所需要的气藏信息
气藏储层参数 孔隙度
孔隙度参数通常从以下来源获得： a.实验室测定 b.测井资料
c.使用关系式计算
实验室测定和测井资料是孔隙度参数的主要来源。
模拟研究所需要的气藏信息
气藏储层参数 地层厚度
地层厚度数据来源
a.测井资料 b.钻井资料 c.地震资料
模拟研究所需要的气藏信息
三维网格系统（层间连通）
X Y 1 Z 1 2 3 4 1 2 3 2
三维网格系统（层间无流动）
X Y 1 Z 2 3 1 1 2 2 3 3 4
4
柱状模型
模型应用: 试井解释
Z
Gas-Oil Contact
测试射孔间隔
评价井附近流动 锥进研究
Completion Interval
Oil-Water Contact
r
剖面二维（层间连通）
X
模型的应用: 油藏剖面流动分析
Z
1 1 2 2 3 3 4 4
水驱或混相驱重力分异
垂向非均质性
对驱替前缘的影响
拟相对渗透率曲线的偏差
剖面二维（层间不连通）
X
模型的应用： 垂向剖面流动研究
油藏数值模拟介绍
一、关于“油藏数值模拟技术”（一）基本概念及作用（二）数据准备（三）模型初始化（四）生产史拟合（五）生产动态预测二、油藏数值模拟的主流软件系统简介三、油藏数值模拟技术的进展及发展方向（一）进展（二）发展方向一、关于“油藏数值模拟技术”油藏数值模拟技术是一门将油田开发重大决策纳入严格科学轨道的关键技术。
从油田投产开始，无论是单井动态，还是整个油田动态，都要进行监测与控制。
油藏数值模拟是油田开发最优决策的有效工具。
油藏数值模拟技术从20世纪50年代开始研究至今，已发展成为一项较为成熟的技术，在油气藏特征研究、油气田开发方案的编制和确定、油气田开采中生产措施的调整和优化以及提高油气藏采收率方面，已逐渐成为一种不可欠缺的主要研究手段。
油藏数值模拟技术经过几十年的研究有了大的改进，越来越接近油气田开发和生产的实际情况。
油藏数值模拟技术随着在油气田开发和生产中的不断应用，并根据油藏工程研究和油藏工程师的需求，不断向高层次和多学科结合发展，将得到不断的发展和完善。
（一）基本概念及作用（1）基本概念油藏数值模拟：从地下流体渗流过程中的本质特征出发，建立描述渗流过程基本物理现象、并能描述油藏边界条件和原始状况的数学模型，借助计算机计算求解渗流数学模型，结合油藏地质学、油藏工程学重现油田开发的实际过程，用来解决实际问题。
油藏数学模型的分类，一般有四种方法：1)按流体中相的数目，划分为：单相流模型、两相流模型、三相流模型。
2)按空间维数，划分为：零维模型、一维模型、二维模型、三维模型。
3)按油藏特性类型，划分为：气藏模型、黑油模型、组分模型。
气藏模型按其组分的贫富，可以用黑油数值模型模拟，也可以用组分类型的数值模拟模型模拟。
所以，气藏模型也可以划进黑油或组分模型。
故数学模型一般分为黑油型和组分型两类模型。
4)按油藏结构特点、开采过程特征，分类为：裂缝模型、热采模型、化学驱模型、混相驱模型、聚合物驱模型等。
其中：数学模型：通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。
油藏数值模拟技术
常晓平
河南油田勘探开发研究院
一、油藏数值模拟技术 二、油藏数值模拟的主流软件及发展方向 三、实例
一、油藏数值模拟技术
（一）基本概念及作用 （二）所需的数据及准备方法 （三）模型初始化方法 （四）生产史拟合技术 （五）动态预测技术
油藏数值模拟技术是一门将油田开发重大 决策纳入严格科学轨道的关键技术。
差越大
6
inj1
(二) 网格设计的发展阶段
3、PEBI网格：1999 ——
可模拟任何几何形状的油藏 用k-PEBI网格处理油藏的各向异性 加密网格与基础网格能够自动耦合 收敛速度快稳定性高误差极小 正交极小加速算法(Orthomin)
网格设计方法的发展阶段
3、PEBI网格：1999 ——
更具 灵活性
在垂向上网格分层基于： 1、可得的层面数据。 2、渗透性随深度的变化。 3、影响垂向上流动的隔挡：
如泥岩夹层的影响程度 及范围等。
优点：夹层描述精确； 弱点：网格多，占用空间
大；容易与流量相关的导致 不收敛问题
优点：网格少，省空间；与 流量相关的不收敛问题较少。
弱点：垂向上描述较粗，需
花较大的功夫调整垂向传导 率
网格描述
(三) 网格的类型及描述方法
到目前主要有三种网格类型： 块中心、角点及PEBI网格。
网格几何描述
块中心网格：
给出DX、DY、 DZ及深度
角点网格：需
要指定组成每一 个网格的四条坐
标线坐标 （COORD）及八
个角点的深度
块中心网格描述倾斜构造
在块中心网格系统， 虽然相邻网格的深度 错开，但ECLIPSE 还是认为其间是相连 的，有流动发生。
网格描述
《油藏数值模拟》油藏数值模拟应用
Sw
0
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Sl
油水相渗曲线
油气相渗曲线
1、在地层压力低于泡点压力或一开始就进行注气开采的情况下，就必须较精确地定 义油气相对渗透率曲线。
2、若我们主要希望研究的是注气对油的采收率的影响，那末，对气的相对渗透率精 度的要求还可适当放宽。
单井锥进问题则完全是另一种情况，kv/kh即使小到0.001，垂向渗透率的
估计偏差仍对垂向流动有明显影响。因此，在作单井锥进模拟时，必须对
kv/kh的值作精确定义。这样，在实际生产过程中，为了确保对油藏动态模拟 的合理性，必须对kv/kh的精确性作敏感性分析。
在采用黑油模型作模拟计算时，若油的各种性质较为均匀，此时， 对这些性质的估值的绝对值，即使具有一定程度的偏差，也是允许的。
2、油藏中非连续分布的泥岩夹层或其它低渗透致密层的存在，直接影响纵 向或平面的驱油效率。
3、纵向分层的非均质性，造成注入水沿高渗透薄层突进。 4、非连续的层间窜通影响纵向驱油效率。 5、油藏中天然裂缝的存在，使基岩采收率降低。
中国石油大学（北京）油藏数值模拟研究中心
第2节 模型的选择与设计
六、油藏岩石性质对模型设计影响
滞后效应会对油藏动态产生重要影响需要加以考虑。
中国石油大学（北京）油藏数值模拟研究中心
第2节 模型的选择与设计
六、油藏岩石性质对模型设计影响
3、毛管压力的影响
毛管压力对确定油藏流体的原始分布起着主要作用，而且对流体的 运动也有重要影响。对于驱替过程主要受重力控制的情况，毛管压力对 垂向饱和度分布将起决定作用。在裂缝发育的油藏中，起主要作用的生 产机制是水的毛管压力渗吸作用。对于低渗透层间发生窜流的情况，毛 管压力也将起重要作用。
油藏数值模拟历史拟合与动态预测
压力、含水率、气油比等都已经拟合好后就可以
进行动态预测了。
进行数值模拟研究的最终目的都是为了 对油田未来的动态进行预测。历史拟合结束 之后通过分析油层综合开采状况、压力与流 体饱和度分布状况等，总结以往开发的经验， 发现今后的开发潜力，并制定出油田的开发
调整方案。
油田开发调整的三种类型：
若油井在不变的总采收率或定压的情况下生产，则拟
合指标可能是产油量；
拟合见水时间和见水层位等等；
拟合分层开采指标（若有比较可靠的实测资料）。
主要拟合指标的确定及目的一
油井的含水和地层压力作为主要指标； 其次是拟合单井的见水时间、见水层位； 最后是生产指数和注水指数拟合（也即拟合油水井井底流动
压力）
气油比一般不列为主要拟合指标：
原因是：
1) 开采过程中基本上保持在饱和压力以上开采，气油比 比较稳定； 2）矿场油气比测量资料不准确。
主要拟合指标的确定及目的二
全区（油田）及单井压力拟合 注采平衡（注采关系正确）
地质储量 单井产油量 拟合单井含水 地下水饱和度的分布 符合实际的层间关系
油井见水时间及见水层位
油水和油气界面：
在资料不多的情况下允许在一定范围内
修改。在某些情况允许修改范围放宽。 例如：对于边底水油藏，矿场只提供一 个平均的油水界面（深度），这时可在 较大的范围内修改。
6、历史拟合的一般操作方法
开 生产指数只做最后一 个时间步，因为只有 最后一步的生产指数 对动态预测有意义。 始
油藏原始平衡状态检查(零流量模拟)
油层测井解释的有效厚度与取芯资料对比， 一般偏高30％左右，主要是钙质层和泥质夹层 没有完全扣除，因此可调范围为-30%－0％。
油藏数值模拟的基本步骤7.
且这种修改从地质观点来分析也比较合理。可以进行修
改。这也是一种根据动态资料对石油地质储量进行核实 的方法。
油藏模拟模型数据检查
油藏模拟模型的数据很多，一般来说，少则几万，
多则十几万到几十万数据。出错的可能性很大， 甚至是不可避免的。在正式进行拟合之前对模型 数据必须进行全面细致的检查。数据检查包括模 拟器自动检查和人工检查两个方面，缺一不可。 模拟器自动
指数等(对于边界注水井定井底注入压力时)。当油水井压差过大时，
表明全区渗滤能力过低，可适当提高相对渗透率的端点值 (这时应同 时考虑全区含水拟合)，也包括调整边界流人函数的参数(若有的话)。
当压力与时间的计算变化形状与实际流人函数的渗透率。
因为油藏中产生压力分布是由于流体流动的结果。 因此除了通常改变渗透率率外，必要时(视全区含水和单 井含水拟合是否需要)也可修改相对渗透率Kr1. 拟合压力形状时，着重调整对全区压力影响大的单井的 压力形状。
准备基础资料
一般先根据地质的、物探测井的和试井试采的资料建立油藏地质模型。依据
开发进程，初期建立概念模型，随之建立静态模型，最后建立动态模型。 需要以下基础资料：
1、静态资料
油层静态资料：构造特征、顶面深度、砂层厚度、有效厚度、有效渗透率、 有效孔隙度、原始地层压力、初始含水饱和度等；有气、水锥进时的剖面 和三维模拟研究资料，还需要能够识别油层、气层及沉积韵律特征的岩心 及试井分析资料（垂向渗透率）。 油层流体物性资料：等温渗流，非等温和组分模拟的相平衡计算数据及岩 石和流体的热物性资料。 特殊岩心分析资料：相对渗透率和毛管压力数据。
初始压力和流体分布为确定性参数。必要时，允许作少量的修改。
油气水PVT性质为确定性参数。 相对渗透率数据为不确定性参数。油藏模拟模型中的网格较大，网格内 部存在严重的非均质性，实际相渗关系与由均质岩心获得的数据差 别加大。因此所有模拟计算中通常把相渗关系作为重点修改对象。 油水或者气油界面为确定性参数。在资料不多的情况下，允许在一定范 围内修改。(油水过渡带) 水体性质为不确定性参数。调整较多。
关于油藏数值模拟辅助历史拟合技术的应用
扶正器(1.45m)+Ф165.1mm钻铤1根(9.68m)+Ф214mm扶正器(1.45m)+Ф165.1mm钻铤7根(65.29m)+Ф127mm加重钻杆14根(131.64m)+Ф127mm钻杆。
3 现场应用情况(3)气举情况 首先用清水将泥浆替出，然后开始分两段气举。
第一次气举：气举井深1018.17m，历时1h30min。
第二次气举：下钻至井深1636.52m开始第二次气举，历时1h40min。
最后注空气干燥井筒，立压1MPa，空气流量120m3/min，历时4h40min。
(2)空气钻进情况 钻井参数：空气排量120m3/min，立压1.26～1.37MPa，钻压15～40kN，转速50～65r/min。
空气钻进：井段1637.00～2152.50m，进尺515.50m，钻头1只，纯钻时间58h10min，平均机械钻速8.86m/h。
空气钻井终止原因：钻进至2152.50m，见气测异常，立压从1.28MPa升至1.30MPa，空气排量120m3/min，全烃从0.0086%升至0.0302%，C1从0升至0.0245%，C2～nC5：0%，集气点火未燃。
现场结合钻时、岩屑、邻井资料、气测资料综合分析，判断该段为含气层。
停止空气钻井，全井空气替换为氮气，改为氮气钻井。
(3)氮气钻进情况 钻井参数：氮气排量120m3/min，立压1.31～1.34MPa，钻压30～40kN，转速60r/min。
氮气钻进：井段2152.50～2280.00m，进尺127.50m，钻头2只，纯钻时间26h30min，平均机械钻速4.81m/h。
氮气钻井终止原因：钻进至井深2225.92m，发现水眼被堵，起钻检查钻具并更换三牙轮钻头。
下钻完毕，继续氮气钻进至2280.00m，钻达龙马溪组顶部预定层位，氮气钻井结束，全井替换为油基泥浆，改为常规钻井。
4 认识(1)长宁XX井在韩家店～龙马溪顶部采用了气体钻井技术，井段1637.00～2280.00m，进尺643.00m，纯钻时间84h40min，平均机械钻速7.59m/h。
油藏数值模拟的基本步骤7
油藏模拟确定参数的可调范围
历史拟合就是通过修正油藏模拟模型和参数，使得动态参 数的计算值与实际值相一致的模拟计算过程。 由于油藏参数本身存在不确定性，在模拟计算时可以进行 修正和调整。为了避免修改参数的随意性，历史拟合时， 必须确定模型参数的可调范围，使得参数的修正处于合理
范围之内。
孔隙度为确定性参数，对于一个实际油田，孔隙度的变化范围较小，层内孔隙
准备基础资料
一般先根据地质的、物探测井的和试井试采的资料建立油藏地质模型。依据
开发进程，初期建立概念模型，随之建立静态模型，最后建立动态模型。 需要以下基础资料：
1、静态资料
油层静态资料：构造特征、顶面深度、砂层厚度、有效厚度、有效渗透率、 有效孔隙度、原始地层压力、初始含水饱和度等；有气、水锥进时的剖面 和三维模拟研究资料，还需要能够识别油层、气层及沉积韵律特征的岩心 及试井分析资料（垂向渗透率）。 油层流体物性资料：等温渗流，非等温和组分模拟的相平衡计算数据及岩 石和流体的热物性资料。 特殊岩心分析资料：相对渗透率和毛管压力数据。
全区压力拟合基本满意后，注意力转移到单井压力拟合上。单井压力拟合主要 靠修改井局部地区的渗透率或方向渗透率。如果邻近的井都做了类似的修改，则 井间网格的渗透率也应随着做相应的修改。 以上两个步骤不是截然分开的。在进行全区压力拟合时也考虑单井情况，附带做 局部修改，并着重那些对全区压力影响很明显的单井的压力拟合。同时还应注意 在调整井与井之间平面关系的同时也考虑到单井本身的层间关系，这时还可以修 改射开的KH(地层系数)。 压力拟合时，同时要照顾到含水拟合情况，有时可从含水拟合情况得到某些启发， 帮助修改方向渗透率，这样压力拟合阶段对方向渗透率的修改就会有利于以后含 水的拟合。 当井下措施多，引起了含水和压力大幅度波动，尤其是含水可能大起大落，对全
油藏数值模拟历史拟合分析方法
油藏数值模拟历史拟合分析方法于金彪【摘要】油藏数值模拟历史拟合是为了验证和修正数值模拟模型,从而提高数值模拟模型的可靠性以及油田开发指标预测的准确性.目前常用的历史拟合方法缺乏系统性和规范性,从而导致了数值模拟模型的修正具有一定的随机性和随意性.在数值模拟模型建立和初始化检查的基础上,提出了一套系统的历史拟合分析方法.从分析拟合现象入手,根据拟合曲线的形态,将动、静态拟合矛盾分为5种类型,同时指出了3个关键拟合点;然后针对不同类型的拟合矛盾,进行拟合指标的影响因素分析,列出造成拟合矛盾的可能原因;再结合实际区块的动、静态资料及认识,分析数值模拟模型的不确定性,采用排除法,快速找出造成拟合矛盾的具体原因,反复修正数值模拟模型,直到满足历史拟合的精度要求.实例应用结果表明,使用该方法极大地减少了油藏数值模拟的次数,提高了历史拟合的效率和精度,也证明了该方法的实用性和有效性.%The purpose of history matching of reservoir numerical simulation is to verify and modify the numerical simulation model,so as to improve the reliability of numerical simulation model and the prediction accuracy of oilfield development indexes.At present the common methods of history matching lack systematicness and normativity,which introduces a certain randomness and arbitrary to the modification of the numnerical simulation model.A set of systematic analysis method of history matching was put forward based on numerical simulation model building and initialization inspection.Starting with the analysis of matching phenomenon,matching contradictions between dynamic and static data can be divided into five types and three key matching points were also pointed out based onmatching curve shape.According to the different types of matching contradictions,influence factors on matching indexes were analyzed and the possible causes of matching contradiction were bined with the dynamic and static data and understanding of the actual block,the uncertainty of the numerical simulation model was analyzed.Exclusive method was used to quickly determine the specific reasons for matching contradictions.The numerical simulation model was repeatedly modified until the accuracy of history matching was attained.The case showed that the number of times of the numerical simulation is greatly reduced,and the efficiency and accuracy of the history matching are improved using the method.The practicability and validity of the method are proved.【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2017(024)003【总页数】5页(P66-70)【关键词】油藏数值模拟;历史拟合;拟合曲线;拟合矛盾;拟合方法【作者】于金彪【作者单位】中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015【正文语种】中文【中图分类】TE319目前，油藏数值模拟技术在油气田开发中的应用越来越广泛，解决了诸多实际矿场问题［1-8］，但是如何提高数值模拟历史拟合的精度一直是一个难题［9-13］。
油藏描述与数值模拟概述及应用
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油藏数值模拟的主要内容 油藏数值模拟的主要内容
1 2 3 4
建立地 质模型
建立数 学模型
建立数 值模型
建立计 算机模 型模型
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1
PETREL地质建模 2 3 4 SCHEDULE生产制度建模 OFFICE数值模拟 OFFICE历史拟和简介
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PETREL地质建模 地质建模
井口坐标（ 井口坐标（wellhead） ）
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PETREL地质建模 地质建模
建模完成后需输出模型结果， 建模完成后需输出模型结果，以供数值模拟软件 Eclipse使用，所需输出的模型数据有： 使用， 使用 所需输出的模型数据有： 储层结构及属性模型—GRDECL 储层结构及属性模型 井轨迹数据—————ECLIPSE well connection 井轨迹数据 断层数据——————ECLIPSE fault data 断层数据
2.
井斜数据（ 井斜数据（welldepth） ： ）
a. b. a. b.
3. 测井解释结果（welllog）： 测井解释结果（ ）：
4. 分层数据（welltop）： 分层数据（ ）：
由开发数据库(daa05)获得（涉及软件Visual Foxpro）； 获得（涉及软件 由开发数据库 获得 ）；
井斜数据（ 井斜数据（welldepth） ）
测井解释结果（ 测井解释结果（welllog） ）
地质建模 基础数据
分层数据（ 分层数据（welltop） ）
断层数据点（ 断层数据点（faultpoint） ）
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PETREL地质建模
菜单条
显示窗口
进程表
资源管理器
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数值模拟过程及历史拟合方法 石油大学
原则：
（ 1 ）如果整个计算过程能够保证任意网格的压力不会低于泡 点压力时，可以选用油水两相（OIL、WATER），适用于地饱压差 较大，溶解气油比较低的油藏； （ 2 ）对于地饱压差压差较大，整个计算过程有可能脱气的油 藏 ， 无 论 气 顶 是 否 存 在 ， 一 般 都 选 用 三 相 模 型 （ OIL 、 GAS 、 WATER、[DISGAS]）； （ 3 ）对于凝析气藏（或带油环）一般选用组分模型（ OIL 、 GAS、WATER、COMP、[ISGAS、EOS]）； （4）纯干气藏选用气水两相模型即可（GAS、WATER）。 （ 5 ）热采模型中稠油和超稠油一般可不考虑溶解气的存在， 模拟组分仅包括稠油和水（蒸汽）。对于普通稠油注蒸汽开发则 要考虑溶解气的存在（用气液相平衡常数K计算油气分配）。
中国石油大学（北京）石油天然气工程学院油藏数值模拟组
数值模拟的过程
1.基础数据的收集、整理、分析
基础资料包括：
地质模型所需静态参数、油藏流体（组分）参数、岩石流体参数、 油藏初始条件、生产动态参数。
1.0Biblioteka 1.00.8油藏流体（组分）参数、岩石流体参数包括：
非热采模型：油水气密度、体积系数、粘度；原油高 Krg Krw 0.6 压物性参数；岩石压缩系数；油水相渗曲线和油气相渗 Kro Kro 曲线。 0.4 热采模型：油水气密度、体积系数、粘温曲线；气液 0.2 相平衡常数；岩石压缩系数；油气水、岩石的热物性参 数；不同温度时的油水相渗曲线和油气相渗曲线。
4.油藏模型的初算和调通
原则和方法：
（1）检查数据文件是否有语法错误，是否露掉有效厚度（或静毛比）、KZ （DZ）数据项，垂向渗透率比值是否合理；（2）确定选用的油气藏类型：油 水两相、气水两相、三相黑油或组分模型是否合适；（3）检查投产日期、相 渗、PVT、油水（油气）界面、输入输出控制等重要数据项是否正确齐全； （4）需要考虑水体时，按实际的来水方向加入水体。
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非常规网格系统
局部网格 加密
常规网格系统
d 1
dr1 dr2 dr3
k=1 k=2 k=3 k=4
局部网格
非常规网格系统 加 密
网格尺寸
网格选取将决定模拟过程的复杂程度和输入数据的数 量和格式，并受计算机能力的限制和成本因素的限制，所 以网格尺寸大小的确定，应尽可能取能够描述油气藏面貌 的粗网格以降低计算费用。亦可先做网格的敏感性分析来 确定，相当于在不同网格的数目下做一系列模拟计算直到 计算结果在要求的精度范围内不变为止
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 气藏储层参数 ▪ 孔隙度
孔隙度参数通常从以下来源获得： a.实验室测定 b.测井资料 c.使用关系式计算
实验室测定和测井资料是孔隙度参数的主要来源。
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 气藏储层参数 ▪ 地层厚度
地层厚度数据来源 a.测井资料 b.钻井资料 c.地震资料
模拟研究所需要的气藏信息
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 原始地层压力及其分布
气藏数值模拟都必须从一个已知的气藏初始状态开始。对压力分布最确切的 状态就是原始状态。这时气藏处在一个可以认为是完全平衡的静止状态，地层 压力只随埋藏深度变化，若折算在同一基准面上，则是一个相同的数值。气藏 的原始地层压力，一般是在钻开第一口井上实测取得。原始地层压力的分布， 是利用在勘探阶段所取得的各井原始地层压力与各井产层中部海拨高度回归求 得。在实际应用中，通常是应用气藏投产前各井最高关井压力，确定气藏原始 地层压力及其分布状况。
➢ 气藏的构造图
主要描述气藏的大小、外形、气藏顶部位置和不同区域气层的厚 度，区域地质和沉积作用的环境以及由于地质运动所引起的地层断裂、 裂缝与断层分布等，来源于地质构造资料与图件。
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 气藏储层参数
▪ 渗透率
地层绝对渗透率可以从几个来源获得： a.实验室测定 b.试井资料 c．测井资料 试井分析是渗透率数据的最重要来源。
气藏模拟的数据准备
油藏模拟的数据准备
建立模型需要的数据
油藏模拟的数据准备
• • •
1)
(1) (2) (3) (4)
油藏数据
由地震资料获取的信息
1. 构造、 2. 3. 4.
由岩心分析获得的信息:地质信息
1. 地层岩性(砂岩，石灰岩，白云岩等) 2. 沉积结构(成层，交错层理，根结核，虫孔) 3. 孔隙类型(储存能力) 4. 渗透率(流动能力) 5. 6. 7.成岩作用(沉积后的化学、物理和生物变化)
油藏模拟的数据准备和历史拟合
高质量油藏数据的重要性
进行油气藏数值模拟需要建立一个合理的、定量的地质模型，需要对油气藏 的开发系统及其开发历史有一个准确的描述，为此必须收集大量与之相关的资料。 模拟结果的正确性和精确性，依赖于这些资料和数据的准确性，因此必须给以足 够的重视。
虽然自“八五”以来，油气藏的数值模拟研究加强了基础资料的收集与整理和 地质模型研究工作，促进了模拟水平和质量的提高，取得了好的效果。但随着油 气藏模拟技术在气田开发中的作用日益增强，油气田开发对油气藏模拟的要求愈 来愈高，特别是油气藏模拟向精细化发展的趋势，要求必须有与之相适应的精细 油藏描述和精细地质建模，这都促使我们必须进一步加强资料的收集与整理等基 础工作，加强对油气藏地质模型的综合研究，使基础资料的规范化程度、地质模 型的完整性和准确性都得到更大的提高。
① 资料的完整性 资料的遗漏将导致对地层模型和生产史描述的不全面，使模拟计算不可能正常进 行，因此必须保证资料获取的完整性。对于因某些客观原因缺少的资料数据，应 根据油气藏地质的整体趋势和开采动态规律作出合理的增补。
② 资料的准确性 基础资料的谬误将导致气藏模拟历史拟合的失败和动态预测的错误。因此必须保 证所获取资料的准确性，真实客观地反映气藏地质情况和开采动态。
黑油模型的基本假设
•模型中的渗流是等温渗流；
•油藏中最多只有油气水三相，每一相的渗流均遵守达西定律； •油藏烃类中含有油气两个组分，油组分是在大气压下经过差异分离或残存下
来的液体，而气组分是指全部分离出来的天然气。在油藏状况下，油气两 种组分可形成油气两相，油组分完全存在于油相中，气组分则可以以自由 气的方式存在于气相内，也可以以溶解气的方式存在于油相中，所以地层 内油相应为油组分和气组分的某种组合。在常规的黑油模型中，一般不考 虑油组分的挥发； •油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的，即认为油藏中油气两相瞬时达到相
由岩心分析获得的信息:工程信息
1. 2. 渗透率 3. 4. 5. 6. 7.
自测井取得的信息
1. 2. 总厚度3. 4. 5. 6. 气7. 井间对比情况(储层的连续性，确定垂向分层) 8. 气9.
试井数据
1. 地层压力 2. 有效渗透率3. 4. 5.
气藏模拟的数据准备
气藏描述
模拟研究所需要的气藏信息
Parallel Grid
网格定向
①因为一个模型通常假定非流动边界，网格的界限要与天然的非 流边界相符合
②网格的定向，应包含有效的井位
③网格的定向也必须考虑流体流动的主要方向和油藏内天然势能 梯度。
④网格的定向应该考虑油藏性质的方向，也就是座标系统应当 平行渗透率的主轴
油油藏藏
有效 网格
网格系统
三维网格系统（层间连通）
X
Y
1
2
Z
1
1
2 2
3 3
4
三维网格系统（层间无流动）
X
Y
1 2 34
Z
11
2
3
4
2
3
柱状模型
模型应用: •试井解释 •测试射孔间隔 •评价井附近流动 •锥进研究
Completion Interval
Z
Gas-Oil Contact
Oil-Water Contact
r
➢ 气藏储层参数 ▪ 地层标高
地层标高数据可从储层地面构造图获得，这些数据最初来源于： a.测井资料 b.钻井资料
▪ 压缩性
岩石压缩性数据是根据气层岩石的实验分析或使用关系式计算。
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 气藏储层参数 ▪ 压缩性
岩石压缩性数据是根据气层岩石的实验分析或使用关系式计算。
▪ 毛管压力
毛管压力数据通常是根据实验室资料来确定。
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 气藏储层参数
▪ 地层流体饱和度
一般根据气水界面的位置确定气藏各处饱和度值。原生水饱和度可根据下 列资料估算：
a.岩心测定资料
b.测井资料
c.毛管压力资料
上述岩石物性参数，不论是按什么方式确定，都是在气藏中某些点取得的。 要把这些资料用于数模中，需将这些数据绘制成等值图，以取得每种参数在气 藏中的分布。对于气藏开发，往往井距大，井数少，取得的资料的点少，这样 不论采取什么方法绘制等值图，都影响其准确性，要小心使用。一般应用多种 资料综合分析各物性参数的变化趋势，修正所绘制的等值图。
1
模型应用：
Z
•混相驱吸管实验和一些岩2Βιβλιοθήκη 心驱替•重力驱替系统
3
•垂向平衡
4
•流管法模拟
二维平面模型
X
Y
1
2
3
4
1 2 3
4
模型应用: •大型的多井问题的模拟 •平面的非均质岩石性质
常规网格系统
k =2
k =1 k
i=1 j
i
(2,1,2) i=2
(3,1,1) i=3
(4,3,2) (4,2,2)
气藏模拟的数据准备
搞好基础资料规范化，增强地质模型的完 整性和准确性
③加强与地震、测井、油藏描述等其它专业的合作 油气藏模拟的基础资料大多来源于地震、测井、油藏描述、油藏工程等专业的
研究成果。加强与这些专业的合作可以促进彼此间的相互补充和校正，从而对油气 藏的地质现象认识更清楚。
随着计算机工作站的发展和对油气藏模拟工作部的进一步开发，前处理的功能 愈来愈强，更好地应用油气藏模拟的前处理功能，对资料的整理和分析各种图件向 数据形式的转化都实现计算机化，可使模拟的初始数据文件质量更高。
组分模型的特点
模型中对烃类体系每个自然组分的PVT性质、 相态特征和相平衡计算，是用状态方程来完成的。
基本假设
储层内油气水三相流动均服从达西定律； 组成油气烃类的各个组分在渗流过程中会发生相间质量传递及相态变化， 但其相平衡是在瞬间完成的； 水组分为独立相，不参与油气相间传质； 油气体系存在NC个组分； 考虑岩石的压缩性和渗透率的各向异性； 考虑重力、毛管力的影响 渗流是等温过程
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 分布储量及储量丰度分布
来源于储量研究报告,气藏开发系统及开发历史资料包括： 1）井位布置图 2）井况资料
包括每口井的以下信息：井位、射孔层段、井的产能指数、表皮系数等， 这些资料可以从试井、钻井录井资料中获得。 3）生产资料
为了进行历史拟合，必须具备有开发过程的生产资料，这些资料可以从日 常的生产记录中取得。每口井应具备下列资料： a.随时间而变化的气产量 b.随时间而变化的水产量 c.各阶段测定的地层压力与各井随生产时间变化的压力
湿气、干气
油藏流体的室内实验
组分分析 常组分膨胀(CCE) 差异分离(DL) 等容衰竭实验(CVD) 膨胀实验(swelling test)
油藏流体的室内实验（差异分离）
油藏流体的室内实验（等容衰竭）
双重介质
双重介质
双重介质
油藏模拟的数据准备
网格的选取
网格定向
Diagonal Grid
模拟研究所需要的气藏信息
➢ 气藏储层参数
▪ 相对渗透率
通常是一种较难获得的资料。对于气藏数值模拟，通常需要气一水相对渗 透率曲线，可按以下方法获得：