油藏数值模拟的裂缝/溶洞嵌入式计算模型

碎屑岩和碳酸盐岩油藏的数值模拟需要处理几何形态较为复杂的裂缝,对碳酸盐岩缝洞型油藏还须处理形状各异的溶蚀孔洞。采用传统的嵌入式离散裂缝模型时,需要将复杂裂缝划分为细密的网格,计算量较大,且难以准确处理溶洞。建立一种裂缝/溶洞嵌入式计算模型,对基质系统进行结构化网格剖分以形成基质单元,根据需要把单个裂缝或一组裂缝划分为一个裂缝单元,将大型溶洞根据几何形状划分为一个或数个连通的溶洞单元;采用推导的半解析方法计算裂缝或溶洞单元同基质单元的传导率,实现裂缝或溶洞在结构化基质网格中的嵌入。交叉裂缝、含洞储层和三维复杂缝网算例数值模拟结果表明,裂缝/溶洞嵌入式方法计算效率较高,对于形态较为复杂的裂缝和溶洞有很好的适用性。     

缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏产量递减曲线分析

针对缝洞型低渗碳酸盐油藏,建立考虑启动压力梯度和动边界共同影响的三重介质低渗透油藏非线性非稳态渗流模型.鉴于数学模型的非线性和非齐次性,通过引入新定义的压力(量纲一)线性化压力扩散方程,应用Laplace变换和Duhamel原理结合Stehfest数值反演对模型进行求解,获得三重介质低渗油藏产量递减典型曲线,在产量递减双对数图上出现3个递减阶段和2个相对平缓稳定阶段;分析启动压力梯度、溶洞窜流系数、基质窜流系数、裂缝弹性储容比和溶洞弹性储容比与基质弹性储容比之比等敏感参数对产量(量纲一)的影响规律.计算分析表明,启动压力梯度越大,中后期产量递减曲线下降幅度越大.通过绘制的产量递减曲线图版,可以预测缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏未来产量的变化.     

基于 EEMD高斯过程自回归模型的缝洞型油藏开发动态指标预测

缝洞型油藏储集空间类型多样,大缝大洞的存在使得见水特征复杂多样,同时受各类工程、地质因素影响,生产数据非线性、非稳态,动态指标实时预测难度大.对此提出了一种结合集合经验模态分解(EEMD)和信息熵的高斯过程自回归模型的开发动态指标预测方法:①利用 EEMD 方法将生产数据分解成若干个平稳的本征模态函数(IMF)分量;②采用信息熵计算由于工作制度频繁调整而引起的数据波动程度;③利用分解的低频分量提取拟稳态数据段,对方差贡献度较大的各IMF分量建立高斯过程自回归模型;④叠加各分量计算结果作为预测值.仿真实验表明这种新算法能够有效应用于缝洞型油藏开发动态指标预测,可以预测生产井各项生产指标的变化趋势,为后期生产开发方案调整提供依据,指导油田的整体开发.      

缝洞型碳酸盐岩油藏并行模拟器及其应用研究

在成熟应用的缝洞型碳酸盐岩油藏模拟器KarstSim的基础上，针对更加精细和大规模网格的模拟需求，开发了KarstSim的并行模拟器。并行化主要通过网格分区、大型线性方程解法和处理器之间信息通讯3个部分实现，同时借助了Aztec库和METIS软件。[JP2]基于Buckley Leverett两相纵向流动理论和塔河油田某区块的模型，对并行版与解析解、单机版计算结果的对比，验证了并行模拟结果的准确性以及计算的效率性。将并行模拟器应用至64万网格非均质的缝洞型油藏，在最高采用128核服务器中模型计算时间最低为7.3 h，计算效率提升显著。最后对不同网格规模的均质油藏进行了模拟，网格规模从1万逐渐增加到1千万规模，结果显示对于千万级网格的均质油藏，并行模拟器计算时间为85 min，证实了并行模拟器在大规模油藏模拟中的实用性。      

碳酸盐岩古溶洞层级约束地质建模方法探讨:以塔河油田奥陶系某缝洞单元为例

碳酸盐岩地下古溶洞及其内部充填结构一直以来是地质建模的难点。综合地震、地质、测井等资料,提出了溶洞复合体、单一溶洞及溶洞内部充填结构3个层次逐级约束建模的思路,探索了基于多点地质统计学的溶洞内部充填结构建模方法。其中溶洞复合体属于较大尺度地质体单元,地震分辨率基本可识别,井震联合反演约束下采用截断高斯模拟方法建立溶洞复合体模型;单一溶洞是溶洞复合体的重要组成单元,属于中等尺度地质体单元,地震分辨率难以直接识别,基于大量露头实测数据,在溶洞复合体约束下采用基于目标的方法建立单一溶洞分布模型;溶洞内部充填结构属于小尺度地质体单元,地震分辨率很难识别,在单一溶洞约束下,尝试采用多点地质统计学方法建立溶洞内部充填结构模型。以上层级约束建模思路有助于提升地下古溶洞及其内部储集体地质建模的准确度,在塔河油田某缝洞单元测试中取得了初步效果,同时讨论了存在问题及攻关方向。该研究对于精细表征缝洞型碳酸盐岩油气藏具有指导和启示作用。      

基于分层注水数学模型的油藏数值模拟

为模拟油田注水开发历史,提高分层动用状况及剩余油模拟结果的可靠程度,根据油田分层注水资料,分析水嘴的嘴损特性,建立考虑启动压差、水嘴直径等嘴损特性的分层注水数学模型,计算分层注水井各层段嘴前流压,实现嘴损方程与井—网格压力方程的耦合;考虑分层注水油藏数值模拟线性系统生成,实现井筒流动与井—油藏流动相耦合,提出分层注水油藏数值模拟方法,在PBRS(并行黑油模拟器)实现数值模拟功能.结果表明:模型能够反映分层注水开采开发效果,对缓解油田层间动用矛盾、改善注水开发效果具有指导意义.     

基于LMD和高斯估值MLR模型的注采动态连通性评价

摘 要:缝洞型油藏具有多缝洞、多压力、多渗流单元的特征储层强非均质性影响了注水开发效果。为避免油藏注水后存在水驱均衡性差、部分井水窜严重等问题,需迫切开展井间连通性研究。目前基于注采生产数据的多元线性回归模型(MLR),多采取最小二乘法、遗传算法、拟牛顿法等参数求解方法,以获取表征注采井间动态连通系数。由于缝洞型油藏储集层复杂,在传统研究基础上,研究采用局部经验模态分解(LMD)对生产数据去噪,并应用高斯估值对考虑时滞性的多元线性回归模型进行参数求解。应用所建模型对塔河油田部分井组进行了井间连通性反演反演,结果和真实示踪剂测试结果吻合,表明所建模型能够定量表征油藏井间连通性。      

基于LSTM的缝洞型油藏水淹异常模式识别及预警

大缝大洞的存在和频繁的工作制度导致缝洞型油藏含水率变化特征多样,暴性水淹预警难度大。针对传统预警方法存在的时滞性问题,采用K线理论刻画含水率生产指标变化趋势,总结出充沛型、突破型、反转型等水淹前异常模式;由于循环神经网络能够刻画生产数据间的长程相关性,采用基于循环神经网络的长短期记忆网络（LSTM）自动识别水淹异常模式特征实现暴性水淹预警。仿真实验表明基于LSTM的水淹异常模式识别模型通过变换数据尺度,较好地捕获暴性水淹前数据的整体变化趋势,识别精度明显优于支持向量机、朴素贝叶斯等模型。K线理论刻画的各类异常模式有效解决了传统预测的时滞难题,提前1~3周实现水淹预警,可以为缝洞型油藏水淹预警研究提供新的研究思路。      

缝洞型储层模型AVO属性特征分析

塔里木盆地是我国最大的含油气盆地,拥有巨大的油气资源潜力。但塔中地区奥陶系岩溶缝洞型储层埋藏深、类型复
杂、储层非均质性强,所表现出的岩石地球物理特性不清楚。为了分析典型缝洞型储层模型含不同流体情形下的AVO特征,建立
了过玉北1井的缝洞型储层地震地质模型,模型的3个储层段对应的孔隙度分别为10%,6%和8%,分别对应Ⅰ类储层、Ⅲ类储层
和Ⅱ类储层,设计了3个储层段都充填气和3个储层段分别充填气、油、水3种不同流体时的2个模型,基于正演模拟共成像点道
集记录(CMP),提取截距、梯度、纵横波反射系数及流体因子,采用AVO属性交汇分析方法,寻找油气识别的最佳属性组合,为叠
前反演解释提供理论基础。      

应力敏感油藏多角度裂缝压裂水平井产量模型

针对目前考虑应力敏感的多角度多段裂缝压裂水平井产量模型研究较少,基于摄动理论,结合源函数,建立拉普拉斯空间下求解压裂水平井产量的半解析方法,与成熟数值模拟软件对比验证模型正确性,绘制并分析应力敏感油藏多角度多段压裂水平井压力和产量动态曲线.结果表明:应力敏感油藏压裂水平井流动形态呈现较为明显的裂缝线性流与系统径向流动形态,而其双对数压力及其导数曲线在系统径向流阶段出现上翘;应力敏感效应减弱了缝间干扰作用,体现在不同裂缝条数与裂缝角度对产量的影响上,因此,裂缝条数等参数的优化需要考虑应力敏感,才能得到更合理的结果.     

浅层高渗砂岩油藏分级相控地质建模

由于裂谷盆地浅层疏松砂岩储层非均质性强,渗透率级差变化范围巨大,常规相控建模无法表征储层内部非均质性,导致渗透率模拟结果与测井及试井解释难以匹配。为了解决这一难题,在沉积微相研究的基础上,利用流动分层指标(FZI)、孔隙喉道半径(R₃₅)2个参数,将储层细分为4类流动单元,依据各流动单元的孔渗对应关系重新计算测井渗透率。采用分级相控建模的思路,首先建立沉积微相模型,在微相模型的控制下,建立流动单元模型。在此基础上,根据各流动单元的孔渗分布特征,建立各流动单元的孔隙度和渗透率场。该方法建立的三维地质模型,既精细刻画了储层内部非均质性,又能定量表征储层物性空间分布特征,保证渗透率模拟结果与测井及试井结果一致,为油藏数值模拟提供了准确的数据基础。      

考虑二次压力梯度非线性渗流三区复合油藏模型分析

对于复杂油藏,流体二次压力梯度非线性渗流力学理论更能准确反映油藏渗流规律,可以获得更为准确的油藏动态参数.建立考虑井筒储存效应、表皮效应的二次梯度三区复合模型,运用变量代换、拉普拉斯(Laplace)变换求取外边界条件为无穷大的拉氏空间解;通过Stehfest数值反演获得实空间解,利用计算机编程绘制样版曲线并进行敏感性...     

乍得Bongor盆地基岩潜山储集空间特征及影响因素

根据岩心、岩石薄片、铸体薄片和阴极发光等资料,研究乍得Bongor盆地基岩潜山的岩石类型、储集空间类型、裂缝发育特征、储集空间组合类型及其影响因素。结果表明:研究区基岩潜山储层岩石类型由正变质岩和岩浆侵入岩组成,以混合花岗岩类、花岗岩类和正长岩类为主。储集空间主要包括孔隙和裂缝,局部发育溶蚀洞,其中孔隙以溶蚀孔、破碎粒间孔为主;裂缝包括构造缝、溶蚀缝、解理缝和风化淋滤缝等,以构造缝为主。构造缝以剪切缝为主,占64.0%,产状以高角度缝为主,占60.1%;裂缝的长度主要为0.03～0.15m,开度主要分布在0.01～0.20mm之间;裂缝密度为3.38～15.60条/m,平均为10.02条/m;全充填裂缝占54.3%,其中充填物以硅质、泥质和炭质为主。储集空间组合类型可以划分为孔隙型、裂缝型和孔隙—裂缝复合型。研究区基岩储集空间影响因素主要有构造作用、风化作用、溶蚀作用、矿物充填和岩石性质等。该研究结果对认识乍得Bongor盆地基岩潜山储层特征和指导后期的开发具有参考意义。     

基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法

为及时评价水平井压裂效果、准确反演裂缝参数,提出基于页岩油气藏压裂液返排数据的裂缝参数反演方法.以不稳定渗流理论为基础,考虑裂缝—基质间油水或气水两相复合流动,以及流体在储层中的复杂渗流机理,建立渗流数学模型并进行半解析求解,形成一套划分两相流动阶段的诊断曲线和反演裂缝参数的直线分析法,对半解析模型进行数值模拟验证.美...     

百色盆地上法地区中三叠统生物礁储层特征分析

百色盆地上法地区中三叠统兰木组碳酸盐岩台地相发育生物礁,礁体规模较小,由礁核与礁翼组成,生物礁储层孔隙空间有原生孔隙、次生溶蚀孔洞和裂缝3大类型,储层储集空间组合类型主要有：缝洞孔隙型、裂缝孔隙型、孔隙型;储层非均质性强,储层性能主要受沉积相和成岩作用控制。     

基于生产动态资料确定储层渗透率非均质变化的参数反演数学模型

针对储层渗透率非均质性的研究方法一般只能代表岩心或者井底周围附近地带情况,既不能描述油藏参数区域性非均质分布特点,也不能充分反映非均质油藏里流体的实际流动状态.基于储层渗透率的7种不同非均质构型,在渗流数学模型基础上,构造二维单相反演渗透率非均质变化分布的算法,以实现结合生产动态资料确定储层渗透率非均质构型分布参数.数...     

复杂岩性油藏精细描述研究进展

复杂岩性油藏作为目前油田开发中十分重要的油藏类型之一,其精细描述一直受到研究者的关注和重视。为了给有效开发和调整部署提供依据,系统梳理了目前复杂岩性油藏精细描述中存在的主要问题、主要研究内容和技术发展方向,并总结复杂岩性油藏研究进展。从国内复杂岩性油藏精细描述研究现状入手,总结了该项研究存在的6项主要问题,主要包括岩性岩相识别与分类、储层地质成因分析难度大、地层精细划分与对比具有特殊性、裂缝表征难度很大、测井精细二次解释精度低、地质建模井间储层预测准确率低等。基于文献调研和综述,结合科研实践,认为复杂岩性油藏精细描述核心内容包括岩性岩相识别与分类、储层地质成因机制分析、储集空间识别和描述、储层物性精细测井解释和储层地质建模等5个方面。在此基础上,指出了该项研究的发展趋势,主要包括地层精细划分与对比、微观孔隙结构表征、储层裂缝表征、储层综合定量评价和流体识别等。     

大华北地壳动力学参数及三维有限元模型的建立

利用华北地区的断层数据、高程数据、波速结构数据、弹性常数以及多种流变机制参数,建立大华北地区三维有限元数值模型,并通过给每个单元赋属性的方法,实现物性参数的连续变化.以模型边界附近实测GPS数据插值作为边界位移条件,进行数值模拟.模拟结果表明,大华北区域位移场与实测位移场基本一致.     

基于GprMax2D的土洞数值模拟与实测研究

文章根据覆盖型岩溶塌陷区第四系内土洞的性质特点及电性特征,使用GprMax2D软件构建多个土洞模型,对土洞探测进行数值模拟,分析不同频率地质雷达波对各种土洞的响应特征,之后与实际探测剖面进行对比。研究结果表明,雷达波频率为80MHz和200MHz这2种主频能满足探测浅部土洞分辨率的要求,而80MHz拥有更大探测深度,能够反映土洞深部更多的地质信息。     

岩溶含水层饱和-非饱和流动与污染物运移数值模拟

岩溶含水层中的地下水是重要的可饮用水来源, 由于其复杂的水文地质特征, 采用数值模型分析和评价含水层中地下水环境极具挑战性。采用变饱和度流动方程描述含水层基质中的饱和-非饱和流动, 采用管道流方程描述岩溶管道中的层流及紊流流动, 基于流动解采用对流弥散方程分别描述基质与管道中的溶质迁移过程。根据相关实验数据以及MODFLOW-CFP程序的模拟结果对流动模拟的准确性进行验证, 并基于此开展了岩溶管道以及非饱和参数对地下水流动及污染物迁移影响的模拟。结果显示, 数值模型能很好地重现含水层中饱和区与非饱和区以及岩溶管道的地下水动态, 岩溶管道对含水层的渗流场产生了较大的影响。管道中快速流动的特性使得周围的水向其中汇集, 影响了局部流动场, 进而使得泄露的污染物质随水流进入管道, 快速向管道出口处(泉点)迁移, 突破曲线显示管道出口处的污染物浓度响应速度远快于基质中对应的位置, 非饱和参数对管道中污染物浓度的响应速率有着不同程度的影响。建立的模型完善了岩溶含水层中非饱和区地下水流动、污染物运移以及基质-管道流动与溶质运移耦合模拟等方面的工作, 加深了对岩溶含水层地下水动力学以及污染物迁移过程的认识, 对岩溶水文地质及地下水环境等方面具有重要意义。