油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定方法及装置

摘要

本发明提供了一种油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定方法及装置，方法包括：根据油藏数值模拟中的油藏数据确定油井的产油量、产水量与连通井层的注水量之间的函数关系式；对目标油井的产油量、产水量与连通井层注水量的函数关系式进行多元线性回归分析，确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式；根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式的回归系数确定目标油井待调整的历史拟合参数。本发明采用多元统计的方法，把模拟计算得到注水井的各个分层吸水量与生产井的产量之间建立联系，通过分析各吸水层对油井产量的影响，判断调整层位，调整修改相应小层的参数，指导历史拟合，达到精细历史拟合的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及油藏勘探技术，具体的讲是一种油藏数值模拟中历史拟合调整参数确 定方法及装置。

背景技术

经过多年的开采，我国已开发油田总体上已进入高含水、高采出程度阶段，油水 分布关系已十分复杂，剩余油“高度分散、相对富集”，油藏数值模拟的任务由制定 开发方案的宏观决策转向研究高含水老油田的剩余油分布，寻找剩余油相对富集的部 位。我国的多层砂岩油藏有着含油井段长，小层层数多和层间差异大的特点，因此十 分突出的层间差异就成为这类油田注水开中的一个首要问题。对多层砂岩油田二次开 发，只有查明油水井的分层动用状况，采取切实可行的分层调整及挖潜措施，才能提 高整个油田的开发水平。

精细历史拟合是研究高含水油藏剩余油分布的关键，特别是研究剩余油纵向上的 分布，历史拟合的精度直接影响着剩余油在小层上的分布,这就要求对每口井的生产 动态和各个小层的生产动态进行精细的历史拟合，历史拟合的工作量急剧增加，对历 史拟合精度提出了更高的要求。

历史拟合从方法上来讲，可以分为自动历史拟合和人工拟合两种。自动历史拟合 技术一方面本身要求的计算方法十分复杂，难度极大，另一方面，人们面对的各类油 气藏千差万别，主要影响因素各不相同，对目标函数影响最大的尽可能少的拟合变量 也需要在模拟过程中随着认识的深化不断地加以调整。虽然七十年代以来许多学者在 这方面曾作过大量尝试，但至今在理论方法上还未获得很好解决，仍处于探讨阶段。 现阶段，油藏工程师主要还是凭借自身在地质、油藏工程等方面的知识和经验，采用 “试差法”寻找和调整拟合变量，使拟合误差不断减小，直至满足拟合精度，“试差 法”的最大缺点在于对“经验”的依赖，不同的人会得到不同拟合结果，拟合结果的 不确定性很大。因此，采用何种方法判断和确定历史拟合时所需调整的参数显得非常 迫切和重要。

发明内容

本发明实施例提供了一种油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定方法，方法包括：

根据油藏数值模拟中的油藏数据确定油井的产油量、产水量与连通井层的注水量 的函数关系式；

对目标油井的产油量、产水量与连通井层注水量的函数关系式进行多元线性回归 分析确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式；

根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式的回归系 数确定目标油井待调整的历史拟合参数。

本发明实施例中，对目标油井的产油量、产水量与连通井层注水量的函数关系式 进行多元线性回归分析确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公 式包括：

根据油藏数据确定与目标油井连通的相邻注水井的连通井层；

对目标油井的产油量、产水量与连通井层的注水量的函数关系式进行多元线性回 归确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式。

本发明实施例中，根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回 归公式的回归系数确定目标油井待调整的历史拟合参数包括：

根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式的回归系 数确定超注层；

根据确定的超注层确定待调整的历史拟合参数。

本发明实施例中，回归系数包括：油井的产油量与连通井层的注水量的函数关系 式中的产油量回归系数、油井的产水量与连通井层的注水量的函数关系式中的产水量 回归系数。

本发明实施例中，根据确定的目标油井的产油量与连通井层的多元线性回归公式 的回归系数确定超注层包括：

将确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式中，油井的产 油量与连通井层的注水量的函数关系式中的产油量回归系数为负值的井层作为超注 层。

本发明实施例中，确定的油井的产油量、产水量与连通井层的注水量的函数关系 式为下式：

$\left(\begin{array}{c}{Q}_o=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_{i}f\left(x_i\right)+a_0\\ Q_w=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{b}_{i}F\left(x_i\right)+b_0\end{array}\right)$

Q_o——油井产油量；

Q_w——油井产水量；

x_i——与该油井连通的第i个井层的注水量；

a_i——产油量回归系数；

b_i——产水量回归系数；

i＝0,1,…,N，N为与油井连通的各注水井的各个注水层段的总个数；

f(x_i)、F(x_i)——分别表示x_i的函数。

同时，本发明还提供一种油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定装置，装置包括：

函数确定模块，用于根据油藏数值模拟中的油藏数据确定油井的产油量、产水量 与连通井层的注水量的函数关系式；

回归分析模块，用于对目标油井的产油量、产水量与连通井层注水量的函数关系 式进行多元线性回归分析确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归 公式；

调整参数确定模块，用于根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元 线性回归公式的回归系数确定目标油井待调整的历史拟合参数。

本发明采用多元统计的方法，把模拟计算得到注水井的各个分层吸水量与生产井 的产量之间建立联系，通过分析各吸水层对油井产量的影响，判断调整层位，调整修 改相应小层的参数，指导历史拟合，达到精细历史拟合的目的。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定方法的流程图；

图2为本发明实施例中产油量拟合图；

图3为本发明实施例中含水率拟合图；

图4为本发明实施例中注水井的影响示意图；

图5为本发明实施例中油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定装置框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在自动历史拟合理论上还未获得很好解决，“试差法”效率低的情况下，本发明 充分利用数学手段分析模拟计算结果，辅助油藏工程师进行精细历史拟合，减少对“经 验”的依赖和拟合的不确定性，提高历史拟合的效果和效率。

如图1所示，本发明实施例提供了一种油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定方 法，方法包括：

步骤S101，根据油藏数值模拟中的油藏数据确定油井的产油量、产水量与连通 井层的注水量的函数关系式；

步骤S102，对目标油井的产油量、产水量与连通井层注水量的函数关系式进行 多元线性回归分析确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式；

步骤S103，根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公 式的回归系数确定目标油井待调整的历史拟合参数。

本发明实施例中，对目标油井的产油量、产水量与连通井层注水量的函数关系式 进行多元线性回归分析确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公 式包括：

根据油藏数据确定与目标油井连通的相邻注水井连通井层；

对目标油井的产油量、产水量与连通井层的注水量的函数关系式进行多元线性回 归确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式。

本发明实施例中，根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回 归公式的回归系数确定目标油井待调整的历史拟合参数包括：

根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式的回归系 数确定超注层；

根据确定的超注层确定待调整的历史拟合参数。

本发明实施例中，根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回 归公式的回归系数确定超注层包括：

将确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回归公式中，油井的产 油量与连通井层的注水量的函数关系式中的产油量回归系数为负值的井层作为超注 层。

本发明在“自动历史拟合”理论上还未获得很好解决，“试差法”效率低的情况 下，可以充分利用数学手段分析模拟计算结果，辅助油藏工程师进行精细历史拟合， 减少对“经验”的依赖和拟合的不确定性，提高历史拟合的效果和效率。

本发明采用多元统计的方法，把模拟计算得到注水井的各个分层吸水量与生产井 的产量之间建立联系，通过分析各吸水层对油井产量的影响，判断调整层位，调整修 改相应小层的参数，指导历史拟合，达到精细历史拟合的目的。

根据预先获取的油藏模拟数据，确定相互连通的油水井层，利用相互连通的油水 井(或层)，其油井的产油量、产水量与连通井层注水量存在着必然的联系，本发明 实施例中利用的油井的产油量、产水量与连通井层注水量采用下式(1)表示：

$\left(\begin{array}{c}{Q}_o=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_{i}f\left(x_i\right)+a_0\\ Q_w=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{b}_{i}F\left(x_i\right)+b_0\end{array}\right)---\left(1\right)$

式中：

Q_o——油井产油量，t/d；

Q_w——油井产水量，t/d；

x_i——与该油井连通的第i个井层的注水量，m³/d；

a_i、b_i——回归系数，即前述的油井的产油量与连通井层的注水量的函数关系式 中的产油量回归系数、油井的产水量与连通井层的注水量的函数关系式中的产水量回 归系数；

i＝0,1,…,N，N——与油井连通的各注水井的各个注水层段的总个数；

f(x_i)、F(x_i)——分别表示x_i的函数。

式(1)中各注水层日注水量x_i的回归系数a_i和b_i表示相关变量单位变化时对相 关函数的影响大小，它有大小正负之分。

根据回归系数的大小和正负号可以判断出哪些层位正常或异常，作为历史拟合调 整参数时的依据，历史拟合时，适当调整异常层位的参数，达到精细拟合的目的。本 发明实施例中：

①若a_i和b_i同为正号，表示该层段注水量越大(指适当大而不是无限大，下同)， 油井产量、水量越高，注入水既驱油又驱水。若a_i>b_i，则表示该层段注入水主要驱 油；若a_i<b_i，则表示该层段注入水主要驱水。

②若a_i和b_i同为负号，表示该层段注水量越大，对油井产量抑制干扰作用越强， 说明本层段超注，使流压上升，生产压差减小，干扰各层段正常生产，因而引起全井 日产油、日产水量下降。在拟合时，可适当降低该层吸水量。

③若a_i为正号，b_i为负号，表示该层段注水量越大，产油量越高，注入水主要驱 油，抑制了产水。如果拟合时，计算的油井含水过低，可适当修改该层段的参数，增 加该层日产水量。

④若a_i为负号，b_i为正号，表示该层段注水量越大，含水上升越快，为注入水沿 高渗条带突进显示，引起全井产油量下降，产水量增加。如果拟合时，计算的油井含 水过高，可适当修改该层段的参数，降低该层日产水量。

本发明采用多元统计的方法，把模拟计算得到注水井的各个分层吸水量与生产井 的产量之间建立联系，通过分析各吸水层对油井产量的影响，判断调整层位，调整修 改相应小层的参数，减少了对“经验”的依赖和拟合的不确定性，提高了历史拟合的 效果和效率，达到了精细历史拟合的目的。

本发明实施例中以大庆杏北4-5行列一个井组应用实例表明，历史拟合精度得到 了明显地提高，各个小层上模拟含水饱和度值与水淹测井解释含水饱和度值非常接近， 相对误差在3.5％～13.07％，如表1所示。

表1水淹测井解释饱和度与数值模拟含水饱和度对比表

第一步，先对油井的生产动态进行历史拟合，特别是油井产量和含水率这两个指 标，如图2所示为产油量拟合图和图3所示为含水率拟合图，其中，图2中的曲线为 表示的是X4-2-26井实际产油量随时间变化和X4-2-26井计算产油量随时间变化，并 且图2中所示X4-2-26井的实际产油量随时间变化曲线和计算产油量随时间变化曲线 为完全重合，图3中两曲线表示的是X4-2-26井实际含水率随时间变化和X4-2-26井 计算含水率随时间变化。

第二步，产量和含水率拟合好后，对比附近有水淹层测井资料井的解释饱和度， 见表2；

表2水淹测井解释饱和度与数值模拟含水饱和度对比表

第三步，若发现拟合后在小层上的含水饱和度存在较大差别的油井，分析每口差 别较大的油井分别受哪些注水井影响，如图4所示，为本发明实施例中油井X4-2-26 主要受X4-D2-224和X4-D2-226两口注水井的影响示意图；

第四步，应用精细历史拟合辅助方法，分析造成小层差异的原因，并根据分析结 果调整相应层的KH值，再重新进行拟合，直到拟合满意为止，结果见表1。

应用公式(1)进行多元线性回归，得到的相关关系式为：

$\left(\begin{array}{c}{q}_o^{X4-2-26}=4.978-0.413q_{w16}^{X4-D2-224}+1.287q_{w25}^{X4-D2-224}-0.116q_{w34}^{X4-D2-224}\\ +0.173q_{w38}^{X4-D2-224}+0.193q_{w40}^{X4-D2-224}+0.259q_{w60}^{X4-D2-224}\\ +0.175q_{w61}^{X4-D2-224}-0.0182q_{w71}^{X4-D2-224}-0.0358q_{w74}^{X4-D2-224}\\ +0.169q_{w25}^{X4-D2-226}+0.179q_{w38}^{X4-D2-226}+0.0597q_{w60}^{X4-D2-226}\\ +0.0451q_{w61}^{X4-D2-226}-0.0599q_{w74}^{X4-D2-226}\end{array}\right)$

综合分析上式可知：井X4-2-26与注水井X4-D2-224和X4-D2-226存在较好的连 通性，但在目前劈分的各层注水量情况下，X4-D2-224井有4个层存在着超注，分别 是第16、34、71和74模拟层；X4-D2-226井有一个层存在超注，是第74个模拟层。 井X4-2-26受注水井X4-D2-224第25层注水量的影响最大。可以通过调整这些超注 层的KH值，重新模拟计算各层各小层动态。

同时，本发明还提供一种油藏数值模拟中历史拟合调整参数确定装置，本发明实 施例中装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模 块”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置 较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想 的。如图5所示，装置包括：

函数确定模块501，用于根据油藏数值模拟中的油藏数据确定油井的产油量、产 水量与连通井层的注水量的函数关系式；

回归分析模块502，用于对目标油井的产油量、产水量与连通井层注水量的函数 关系式进行多元线性回归分析确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性 回归公式；

调整参数确定模块503，用于根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的 多元线性回归公式的回归系数确定目标油井待调整的历史拟合参数。

本发明实施例中的回归分析模块包括：

连通层确定单元，用于根据油藏数据确定与目标油井连通的相邻注水井连通井层；

回归公式确定单元，用于对目标油井的产油量、产水量与连通井层的注水量的函 数关系式进行多元线性回归确定目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线性回 归公式。

本发明实施例中的调整参数确定模块包括：

超注层确定单元，用于根据确定的目标油井的产油量与连通井层注水量的多元线 性回归公式的回归系数确定超注层；

调整参数确定单元，用于根据确定的超注层确定待调整的历史拟合参数。

本发明实施例中的超注层确定单元将确定的目标油井的产油量与连通井层注水 量的多元线性回归公式中，油井的产油量与连通井层的注水量的函数关系式中的产油 量回归系数为负值的井层作为超注层。

本发明采用多元统计的方法，把模拟计算得到注水井的各个分层吸水量与生产井 的产量之间建立联系，通过分析各吸水层对油井产量的影响，判断调整层位，调整修 改相应小层的参数，指导历史拟合，达到精细历史拟合的目的。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程 序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件 方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序 代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等) 上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流 程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的 每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些 计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设 备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执 行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方 框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包 括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一 个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算 机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或 方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术 人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。