勝坨油田坨21塊油藏數(shù)模粗化算法及網(wǎng)格優(yōu)化研究

黃日成 （中石化勝利油田分公司勝利采油廠，山東 東營257051）

目前大多數(shù)油藏的剩余油油藏數(shù)值模擬顯示，剩余油主要存在于油田邊部、滲透率較低的層以及井網(wǎng)不完善的區(qū)域，因為這些區(qū)域的剩余油面積大，在大尺度粗化網(wǎng)格下也容易刻畫［1～3］；而在油藏中部剩余油富集量少、分布面積小，甚至不明顯，因此進行這類剩余油刻畫需要較小的網(wǎng)格，在資料覆蓋程度一定的條件下，網(wǎng)格步長小的模擬模型能更精確反映油藏的非均質(zhì)性，也就可以更好地模擬剩余油的分布特征［4～6］。

坨21斷塊位于勝坨油田三區(qū)西部，為一地塹式長條狀斷塊，是一套河流－三角洲相沉積，其中沙二段是主力含油層系。研究以坨21斷塊沙二段9砂組為例進行，該地層是一套穩(wěn)定的三角洲前緣亞相沉積，砂體橫向上的穩(wěn)定性有助于對粗化算法進行研究。筆者討論了粗化算法對模擬精度的影響，以及模擬小規(guī)模剩余油的最優(yōu)網(wǎng)格尺度。

1 粗化算法優(yōu)選

以10m×10m網(wǎng)格規(guī)模為基準，使用不同粗化方法粗化至30m×30m，研究了不同粗化算法對最終開發(fā)效果影響。主要采用了線性流動邊界、伴隨矩陣法、冪指數(shù)平均等9種粗化算法 （表1）。計算結(jié)果見圖1和表1，通過對不同粗化算法相對誤差對比結(jié)果可以得出，線性流動邊界算法誤差最小，因此研究選用了線性流動邊界算法進行網(wǎng)格粗化計算。

圖1 坨21斷塊沙二段9砂組井位圖

表1 不同粗化算法油藏數(shù)值模擬誤差對比表

2 模擬網(wǎng)格優(yōu)化

在數(shù)值模擬過程中若以此正方形的面積作為數(shù)值模擬網(wǎng)格平面尺寸，則網(wǎng)格劃分后，可能出現(xiàn)圖2（a）、（b）的情況，即沒有一個完整的網(wǎng)格落在剩余油面積上，使得模擬的剩余油形狀和中心位置也會發(fā)生變化。

若以該剩余油面積的1／9作為網(wǎng)格的大小 （圖2（c）），則可以保證剩余油富集中心至少有一個網(wǎng)格，剩余油富集的面積和厚度就可以確定下來。因此采用剩余油面積的1／9作為網(wǎng)格大小進行剩余油模擬研究。

圖2 不同網(wǎng)格劃分方法剩余油分布圖

另外在數(shù)值模擬過程中網(wǎng)格步長不僅影響計算時間，對剩余油分布規(guī)律也有一定影響。以二注五采井網(wǎng)為例 （圖3），采用10、30、50m網(wǎng)格尺寸模擬剩余油富集模式，計算結(jié)果如圖4所示，10m×10m的剩余油富集形狀與30m×30m的剩余油富集形狀接近，但50m×50m的剩余油富集形狀則明顯失真，無法反映真實剩余油富集面積的形狀和大小。若以10m×10m網(wǎng)格模型計算出的剩余油富集面積為基準，將剩余油的富集面積概念化為正方形：

圖3 注采井網(wǎng)示意圖

利用剩余油面積的1／9作為網(wǎng)格大小，剩余油富集面積概念化網(wǎng)格為32．1m，與圖4（b）中顯示的30m網(wǎng)格相當，可以滿足剩余油模擬需求，因而描述整裝油田剩余油富集平面最大步長：

式中：L為網(wǎng)格步長，m；Smin為最小面積，m2。

圖4 不同網(wǎng)格步長計算的剩余油富集圖

比較10m×10m、30m×30m、50m×50m這3種網(wǎng)格計算結(jié)果 （表2）可知，以選定最小剩余油面積的1／9作為網(wǎng)格大小，不僅可以刻畫出高含水期剩余油的分布，而且可大大降低模型的網(wǎng)格總數(shù)，從而降低計算時間。

表2 不同網(wǎng)格步長的計算時間

3 結(jié)論及建議

首先通過對線性流動邊界、伴隨矩陣法、冪指數(shù)平均等9種粗化算法對最終開發(fā)效果影響分析，認為線性流動邊界算法誤差較小。并通過剩余油富集中心單一網(wǎng)格化，以及模擬網(wǎng)格的步長優(yōu)化，選擇采用剩余油面積的1／9作為網(wǎng)格大小進行剩余油模擬研究，該網(wǎng)格既可以滿足高含水期剩余油分布模擬需要，又可大大降低計算時間。

［1］楊宏偉，呂德靈，高壽濤 ．油藏模型網(wǎng)格尺度對油藏模型精度的影響 ［J］．石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2010，32（3）：329～331．

［2］翁正平，吳沖龍，毛小平，等 ．基于平面圖的盆地三維構(gòu)造——地層格架建模技術(shù) ［J］．地球科學 （中國地質(zhì)大學學報），2011，26（增刊）：135～138．

［3］王勇，薛勝，潘懋，等 ．基于剖面拓撲的三維矢量數(shù)據(jù)自動生成算法研究 ［J］．計算機工程與應(yīng)用，2003，39（5）：1～2．

［4］段林娣，張春雷，王利田，等 ．儲層建模新技術(shù)、新方法研究——基于模糊系統(tǒng)的儲層建模方法 ［J］．內(nèi)蒙古石油化工，2007，17（4）：76～78．

［5］齊安文，吳立新，李冰，等 ．一種新的三維地學空間構(gòu)模方法：類三棱柱法 ［J］．煤炭學報，2002，27（2）：158～163．

［6］吳沖龍，何珍文，翁正平，等 ．地質(zhì)數(shù)據(jù)三維可視化的屬性、分類和關(guān)鍵技術(shù) ［J］．地質(zhì)通報，2011，30（5）：642～649．