考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法

摘要

本发明公开一种考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，包括如下步骤：S1、建立油藏数值模拟模型，在迭代计算过程中，首先计算求解得到每个网格块的压力和饱和度数据场；S2、计算每个网格块的水相流量，计算每个网格块的方向面通量和总面通量，得到方向面通量和总面通量数据场；S3，建立储层渗透率随方向面通量的变化关系模型，对渗透率数据场进行更新；S4，建立储层相对渗透率曲线随总面通量的变化关系模型，对相对渗透率曲线的端点值进行重新标定；S5，在获得修改后的储层渗透率和相对渗透率曲线，进行下一个时间步的循环计算。本发明可为准确预测剩余油分布、定量计算可动剩余油、制定油田开发方案、指导油田挖潜潜力评价提供理论支持。

权利要求

1.一种考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、建立油藏数值模拟模型，在油藏数值模拟的每一步迭代计算过程中，首先计算求解得到每个网格块的压力和饱和度数据场；

S2、计算每个网格块的各方向水相流量，计算每个网格块的方向面通量和总面通量，得到方向面通量数据场、总面通量数据场；

S3，建立储层渗透率随方向面通量的变化关系模型，对渗透率数据场进行更新；

S4，建立储层相对渗透率曲线随总面通量的变化关系模型，对相对渗透率曲线的端点值进行重新标定；

S5，在获得修改后的储层渗透率和相对渗透率曲线后，进行下一个时间步的循环计算。

2.根据权利要求1所述的考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，其特征在于：在步骤S2中，面通量指累计通过单位面积的水相体积，方向面通量指累计通过X、Y、Z各方向上的单位面积的水相体积，总面通量指累计通过X、Y、Z方向上的单位面积的总水相体积。

3.根据权利要求1所述的考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，其特征在于：在步骤S3中，根据矿场取心井统计和室内试验研究，建立该储层渗透率随方向面通量的变化关系模型，定量表征不同方向面通量冲刷下的渗透率变化范围，从而在迭代计算过程中更新不同方向上的渗透率数据场。

4.根据权利要求1所述的考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，其特征在于：在步骤S4中，根据矿场取心井统计和室内试验研究，建立该储层相对渗透率曲线随总面通量的变化关系模型，对不同面通量冲刷下的相对渗透率曲线重新进行端点标定，描述迭代计算中每个网格的相对渗透率曲线。

说明书

考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油藏数值模拟应用及油气田开发提高油藏采收率领域，其针对水驱油藏渗流参数动态变化进行定量评价，形成了一套新的数值模拟方法。

背景技术

[0002] 长期水驱条件下储层宏观、微观结构及流体成分特征不断变化，影响渗流的关键参数——储层渗透率、原油粘度、岩石润湿性都将发生较大变化，这些物性参数的变化无疑对剩余油的分布及油田最终开发效果具有重要影响。油藏数值模拟技术，由于对实际储层非均质性有比较好的刻画，因而是目前描述剩余油分布预测的最好方法。但是，目前国内外开发的油藏数值模拟软件的数值模型中，一般都认为注水过程中油藏的储层参数不发生变化，考虑储层参数变化的数值模型中，普遍存在储层参数变化不能连续表征、不能方向性表征、受网格划分大小影响等问题。因此，该技术对储层参数时变特别是连续时变的过程难以客观的表达，预测潜力区剩余油宏观分布存在较大误差，因而油藏物理特征参数时变带来的一系列问题面临的挑战，

[0003] 上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种描述合理、可靠性强、操作简单的考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法。

[0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现：

[0006] 提供一种考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，包括如下步骤：

[0007] S1、建立油藏数值模拟模型，在油藏数值模拟的每一步迭代计算过程中，首先计算求解得到每个网格块的压力和饱和度数据场；

[0008] S2、计算每个网格块的各方向水相流量，计算每个网格块的方向面通量和总面通量，得到方向面通量数据场、总面通量数据场；

[0009] S3，建立储层渗透率随方向面通量的变化关系模型，对渗透率数据场进行更新；

[0010] S4，建立储层相对渗透率曲线随总面通量的变化关系模型，对相对渗透率曲线的端点值进行重新标定；

[0011] S5，在获得修改后的储层渗透率和相对渗透率曲线后，进行下一个时间步的循环计算。

[0012] 其中，在步骤S2中，面通量指累计通过单位面积的水相体积，方向面通量指累计通过X、Y、Z各方向上的单位面积的水相体积，总面通量指累计通过X、Y、Z方向上的单位面积的总水相体积。

[0013] 其中，在步骤S3中，根据矿场取心井统计和室内试验研究，建立该储层渗透率随方向面通量的变化关系模型，定量表征不同方向面通量冲刷下的渗透率变化范围，从而在迭代计算过程中更新不同方向上的渗透率数据场。

[0014] 其中，在步骤S4中，根据矿场取心井统计和室内试验研究，建立该储层相对渗透率曲线随总面通量的变化关系模型，对不同面通量冲刷下的相对渗透率曲线重新进行端点标定，描述迭代计算中每个网格的相对渗透率曲线。

[0015] 本发明的有益效果：本发明所述考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，选取面通量表征水驱冲刷强度，建立储层渗流参数随面通量的变化规律，对每一个迭代步的储层参数动态变化进行更新，可以实现对油藏参数动态变化的稳定、准确、连续性表征，保证了油藏数值模拟结果的稳定性和可靠性，为准确预测剩余油分布，定量计算可动剩余油，制定油田开发方案，指导油田挖潜潜力评价提供理论支持。

附图说明

[0016] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

[0017] 图1为本发明的流程图。

[0018] 图2为本发明建立的渗透率变化倍数与方向面通量模型的示意图。

[0019] 图3为本发明建立的相渗端点值与总面通量模型的示意图。

[0020] 图4为本发明的一具体实例中不考虑水驱油藏渗流参数动态变化的剩余油饱和度分布图。

[0021] 图5为本发明的一具体实例中考虑水驱油藏渗流参数动态变化的剩余油饱和度分布图。

[0022] 图6为本发明的一具体实例中不考虑和考虑水驱油藏渗流参数动态变化的采收率对比图。

具体实施方式

[0023] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0024] 如图1所示，本发明所述的考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，包括以下步骤：S1、建立油藏数值模拟模型，在油藏数值模拟的每一步迭代计算过程中，首先计算求解得到每个网格块的压力和饱和度数据场。S2、计算每个网格块的各方向水相流量，计算每个网格块的方向面通量和总面通量，得到方向面通量数据场、总面通量数据场；在步骤S2中，面通量指累计通过单位面积的水相体积，方向面通量指累计通过X、Y、Z各方向上的单位面积的水相体积，总面通量指累计通过X、Y、Z方向上的单位面积的总水相体积。S3，建立储层渗透率随方向面通量的变化关系模型，对渗透率数据场进行更新；在步骤S3中，根据矿场取心井统计和室内试验研究，建立该储层渗透率随方向面通量的变化关系模型，定量表征不同方向面通量冲刷下的渗透率变化范围，从而在迭代计算过程中更新不同方向上的渗透率数据场，即传导率数据场。S4，建立储层相对渗透率曲线(相渗曲线)随总面通量的变化关系模型，对相对渗透率曲线的端点值进行重新标定；在步骤S4中，根据矿场取心井统计和室内试验研究，建立该储层相对渗透率曲线随总面通量的变化关系模型，对不同面通量冲刷下的相对渗透率曲线重新进行端点标定，描述迭代计算中每个网格的相对渗透率曲线。S5，在获得修改后的储层渗透率和相对渗透率曲线后，进行下一个时间步的循环计算。

[0025] 为使本发明的操作流程、发明意义及必要性更加通俗易懂，现举出一实施概念模型为例，并配合附图，作详细说明如下。

[0026] 建立油藏数值模拟模型，模型X方向25个网格，Y方向25个网格，Z方向5个网格。平面网格步长10米，纵向网格步长2米。模型孔隙度取0.25，平面方向渗透率均为100mD，垂直方向渗透率10mD，初始含油饱和度0.7，初始含水饱和度0.3，注采单元为一注一采，定压差生产10年。

[0027] 建立的渗透率变化倍数与方向面通量模型见图2；建立的相渗端点值与总面通量模型见图3，在计算过程中考虑高面通量的冲刷作用下储层渗透率和相对渗透率曲线发生变化，图4为不考虑油藏参数时变计算的剩余油饱和度分布图，图5为考虑油藏参数时变计算的剩余油饱和度分布图，图6为不考虑和考虑水驱油藏渗流参数动态变化的采收率对比图。

[0028] 计算结果表明，当不考虑油藏参数时变时，如图4所示，主流线附近的含油饱和度比较低，大部分剩余油接近残余油饱和度，开发效果最好，而非主流线区域冲刷比较少，含油饱和度比较高，开发效果差。当考虑水驱油藏渗流参数动态变化时，随着面通量的增大，储层渗透率逐渐变大，相对渗透率端点残余油饱和度降低，对应的水相渗透率增加，如图5所示，导致主流线附近的含油饱和度不断降低，非主流线区域的开发效果也变好，剩余油富集部位大大减小，整体采收率增加，如图6所示。研究结果表明，考虑水驱油藏渗流参数动态变化对驱油效率、剩余油分布、开发效果的影响非常大，必须在实际油藏数值模拟研究中加以重视，以准确预测剩余油分布，加深对水驱油藏开发规律的认识，指导油田开发方案的调整与优化。

[0029] 本发明所述的考虑水驱油藏渗流参数动态变化的数值模拟方法，选取面通量表征水驱冲刷强度，建立储层渗流参数随面通量的变化规律，对每一个迭代步的储层参数动态变化进行更新，可以实现对油藏参数动态变化的稳定、准确、连续性表征，比较客观反映长期水驱油藏渗流参数的变化和油水运动规律的影响，保证了油藏数值模拟结果的稳定性和可靠性，为准确预测剩余油分布，定量计算可动剩余油，制定油田开发方案，指导油田挖潜潜力评价提供理论支持。

[0030] 上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。

[0031] 总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。