常规条件下油藏数值模拟数据三维可视化展示研究

陈健 王荣亮＊ 淮志强

1.中国石油大学（北京） 北京 102249

2.中国石油青海油田分公司 甘肃 酒泉 736202

1 常规条件下油藏数值模拟数据三维可视化技术

1.1 油藏描述方式与成果分析

油藏数值模拟分析处理，要综合地质模型的精度等相关信息，此参数会直接的影响最终的模拟效果。对此，在实践中要综合油藏模拟需求，合理的选择精确度高的模型，这样获得的数值精度越高。目前我国在常规条件下油藏数值模拟数据三维可视化领域上取得了不错成绩，主要有以下几种方法。

1.1.1 流动单元约束方法

在油藏数值模拟中，通过流动单元约束的方式进行处理，可以合理应用不同流动单元的性能及流动特性等相关要素。在处理中油藏数值模拟精度是直接应用渗透率曲线的重要因素，提高渗透曲线精度则会获得更为精确的数值信息。

在对常规条件下油藏数值模拟中，通过流动单元约束的方式进行处理要综合垂直方向是否存在细分化的流动单元。一般状态下，层内夹层少且单层厚度不足5m的状态中可不进行细分处理，这样会有效的降低油藏无法有效精细研究等问题出现的几率。随着大量研究的开展，发现了流动单元约束作业之下，有效的提高常规条件下油藏数值模拟的出书模拟度，保障剩余油分布的有效性、精准性，符合行业发展的实际需求。

1.1.2 高分辨层序地层学方法

通过此种方式可实现对油藏储层分层处理的目的，也可根据要求对非均质分区处理，合理应用可以保障油藏储层的物理模型更加符合实际状况，充分提高了油藏数值模拟的效果。

1.1.3 储层随机模拟方法

储层随机模拟方法，主要基于非均质研究数据开展，为油藏数值模拟操作提供完善的技术支持。在模拟中通过对沉积相空间展布进行合理控制注水井出水时长的目的。

1.2 反映储层、流体动态变化模型的应用

1.2.1 岩石力学方法的应用

岩石力学是典型的储层性能变化的研究技术，可以模拟油藏压裂、出砂以及物性的变化，通过油藏数值模拟软件（CMG）等相关软件系统的处理，有效的提高模拟的精确性。

1.2.2 动态跟踪模拟

在整个油田开发中随着周期的增加会改变原油物性以及储层的无形，通过动态跟踪模拟的方式进行处理，主要就是通过动态跟踪模拟分析生产状况，对其进行系统的追踪，可以分析油田开发期间以及油水井的具体波动状况，对其进行全面系统的分析处理，有效的保障数值模拟操作符合要求。

1.2.3 流固耦合数值模拟

流固耦合数值模拟法在应用中可以充分的反应流体动态变化以及储层变化的具体信息。在常规条件下油藏数值模拟数据模拟分析中，如果忽视流固耦合效应产生的影响，则会导致动态预测结果出现显著偏差。对此，可以通过建立理论模型等方式合理应用，有效的提高常规条件下油藏数值模拟的精准度。

2 常规条件下油藏数值模拟数据三维可视化展示研究

某油田主要开采模式为逐层上返式开发，其中下部油层动用程度相对较高，而上部的主力层主要是通过水平井进行开采，整体上来说没有充分利用油藏条件，采出程度低。其中在整体上来说d1Ⅲ、d2采出较高。而位于上部位置储量占比相对较大的 NgⅡ以及 d1Ⅱ1采出程度不高。对此，通过为油藏数值模拟数据三维可视化技术进行模拟分析，达到解决实际问题的目的。

2.1 油藏数值模拟数据预处理

基于石油地质结构以及油藏工程研究的相关数据信息，构建油藏数值模型，对整个生产过程进行在线模拟，通过拟合生产动态指标则可以了解动态、静态的矛盾与问题，在反复模拟之下则可以建立一个反应油藏开发的三维地质模型数据体。在系统中存在大量的数据信息，通过预处理的方式进行优化则可以进行展示。数据预处理主要就是通过大数据采集管理模式进行综合管理。

2.2 地质建模

通过三维可视化油藏地质建模软件（Petrel）建模软件，根据油田的构造数据以及油层物质的相关数据信息，综合单井资料建立三维地质模型。在建设中主要应用横向的10m×10m的网格结构，纵向则要综合二次开发具体状况和油藏信息，基于地质分层，对各个砂岩组进行网格细化处理，充分的提高整体的精细度。在处理中将其划分为30个小层，根据地层厚度对每个小层在进行细化处理，则可以划分分258个层，建立一个模型节点共有2528万个的地质模型系统。

2.3 数值模型的建立

基于地质建模的结果对其进行粗化分析，建立一个数值模型。在处理中主要基于油藏模型数据体的数据体（SRARS）模型进行数值信息的模拟，数据模型的网格主要应用正交网格，平均划分110×97个网格系统。根据井的具体分布状况应用均匀的网格进行处理，其中X、Y方向位置的网格步长为30m。在Z方向的网格步长为其对应层段中，通过计算而确定的油层厚度；纵向上划分则为58层，其中每一个口井则位于网格的中心位置。在设计中模型总结点数共有618860个。

2.4 数据可视化展示

油藏数值模拟数据展示的实现中，可以应用静态以及动态两种方式进行展示分析。

2.4.1 静态展示

基于油藏数值模拟数据特征，可以根据数据结构绘制不规则的六面体展示油藏数据信息，在系统中进行处理，对各个数据进行分析构建场景结构，基于外层可视网格明确具体的位置，确定外层的网格面，基于三点坐标数据组以及交点坐标数据组，进行绘制处理。

2.4.2 动态展示

油藏内部在开采中会随着时间的变化而出现动态的变化，通过动态演变的方式可以有效的了解油藏的具体变化。在设计中要展示数值模拟的时刻属性，通过回调函数进行时间点的渲染，直至模拟最后一个时间点，则可以停止动态展示，完成了整个动态的油藏数据变化过程。

2.5 油藏参数描述与分析

2.5.1 物性参数选择

物性参数主要就是对油藏储层的原始状态之下，地层的压力、岩石压缩系数以及油的密度等相关参数。通过对历史数据的拟合处理，其各项主要参数选取如下：

地面原油密度参数为0.9895g/cm3；其中原始地层压力参数为14.2MPa，参考深度数值为1440m；油藏温度为58℃；在50℃状态中NgII 油层地面脱气原油黏度数值为3291mPa.s；Ed1油层地面脱气原油粘度数值为2200mPa.s；Ed2油地面脱气原油粘度数值为305mPa.s；NgII 油层原始溶解汽油比的参数为16m3/t；Ed1油层原始溶解汽油比的参数为 20m3/t；Ed2油层原始溶解汽油比的参数为 23m3/t；岩石压缩系数为0.81×10-2MPa其参考压力为12.9MPa；Ed1II2 1-1 小层油水界面数值为1430m；Ed1II2 1-2 小层油水界面数值为1448m；Ed1II2 2-2小层油水界面数值为1482m、Ed1II2 3小层油水界面数值为1460m；Ed1III1 2小层油水界面数值为505m；Ed1III2 1小层油水界面数值为1515m、Ed2Ⅰ2 1-1小层油水界面数值为1550m。

2.5.2 相对渗透率曲线

在设计中油水的相对渗透率的曲线，主要根据各项信息数据在历史拟合中对其进行了一定的修正处理。

2.5.3 原油黏温分析数据

黏温关系数据处理主要就是对油样进行脱气油粘温关系数据进行分析，通过与推算的原始溶解汽油对照分析，参照高压无形试验对其进行结果分析。

2.5.4 生产历史数据以及完井数据

生产历史数据主要包括了单井开发中的历史数据，其主要有日产油量、产水以及累计产油量、含水率、压力变化等等。在模拟中主要将油井的单井日产液量作为主要的信息数据进行输入，在注汽井的处理中则主要将日注气量作为主要的数据；同时将生产层位、射孔井段信息、改变以及地层系数等作为完井的数据信息进行分析处理。

2.6 井网井距优化

2.6.1 水平井排距优化

通过数值模拟研究分析的方式进行处理，可以发现在水平段长度为300m的时候，优选水平井的井距为150m。通过水平井平行部署的方式进行处理，平面井距为140m，可以实现整体的有效动用处理，其开采程度参数为29.3%。

2.6.2 水平段长度优化处理

通过数据模拟则可以发现，在井距离为150m的时候，优选水平长度数值参数为300～400m。根据实际的吞吐水平井生产状况，综合井温测试等相关资料，水平段的长度要控制在400m的距离范围中。

2.6.3 水平纵向位置

远离边底区域的水平井通过模拟则可以表明，水平井纵向位置则要在油层上部三分之一的位置上进行布置。

2.6.4 NgⅠ2水平井避底水厚度

在计算中通过对水平井避底水厚度分别为2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m、16m、18m、20m时的数据，则表明在避底水厚度越大的状态之下，见水时间则相对越晚；避底水厚度为15m与20m的时候，整体相距差异不高，因此建议水平井的避底水厚度高于15m。

3 结束语

常规条件下油藏数值模拟数据三维可视化技术在石油化工领域中应用具有显著优势，可以凭借其直观、真实以及交互强的优势，为石油油藏的开采以及方案优化提供精准全面的信息数据支持。在现代技术的日益发展中，常规条件下油藏数值模拟数据三维可视化技术的应用范围日益广泛，也为石油行业的发展带来了更多的机遇与挑战。