楊宏偉，呂德靈，張玉曉 （中石化勝利油田分公司物探研究院，山東東營(yíng)257022）

油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)作為油田開(kāi)發(fā)科學(xué)決策的工具，是油藏開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)跟蹤、機(jī)理研究、剩余油分布研究、提高采收率的關(guān)鍵手段，能為油氣田開(kāi)發(fā)中各種技術(shù)措施的制定提供理論依據(jù)。在開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)應(yīng)用中油藏?cái)?shù)值模擬的一個(gè)重要功能是對(duì)開(kāi)發(fā)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)。為了提高其預(yù)測(cè)精度，把握預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)，分析了在模型質(zhì)量一定的前提下，油藏?cái)?shù)值模擬精度對(duì)預(yù)測(cè)期長(zhǎng)短及含水階段的敏感性。

1 前期基礎(chǔ)工作

影響油藏?cái)?shù)值模擬預(yù)測(cè)精度的因素很多［1］，主要有：應(yīng)用油藏描述技術(shù)建立的地質(zhì)模型不準(zhǔn)、數(shù)模的流動(dòng)方程還不完善、數(shù)模所用網(wǎng)格太粗、很難描述油藏非均質(zhì)性。研究在模擬方法、軟件及應(yīng)用技術(shù)上提出了改進(jìn)，并取得了一定的效果［2～4］。在油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用中，選擇的基本上是商業(yè)化應(yīng)用軟件 （應(yīng)用推廣規(guī)模比較大的如Eclipse，VIP 等），因此影響模擬精度的主要是地質(zhì)模型精度和模擬參數(shù)。

選擇墾西71塊東營(yíng)組作為分析評(píng)價(jià)區(qū)塊，原因主要有兩點(diǎn)：一是油藏認(rèn)識(shí)清楚，如果沒(méi)有此基礎(chǔ)，油藏地質(zhì)認(rèn)識(shí)多解性強(qiáng)，就無(wú)法保證油藏?cái)?shù)值模擬擬合的可靠性；二是采用Eclipse油藏?cái)?shù)值模擬軟件進(jìn)行了模擬預(yù)測(cè)，油藏?cái)?shù)值模擬擬合率高。

1．1 油藏認(rèn)識(shí)

墾西71塊東營(yíng)組油藏地質(zhì)認(rèn)識(shí)清楚表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是該塊東營(yíng)組為三角洲前緣相沉積，橫向分布穩(wěn)定、連續(xù)；二是井網(wǎng)密度高，可達(dá)27口／km2；三是資料全，不僅有測(cè)井、常規(guī)三維地震、密閉取心、開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)和監(jiān)測(cè)資料等，作為國(guó)內(nèi)第一塊油藏綜合地球物理試驗(yàn)區(qū)，還采集了高精度三維地震、三維VSP、井間地震等，這都為油藏認(rèn)識(shí)精度的提高奠定了基礎(chǔ)。

1．2 油藏?cái)?shù)值模擬擬合率高

油藏地質(zhì)認(rèn)識(shí)是油藏?cái)?shù)值模擬擬合的基礎(chǔ)，而擬合精度又是油藏?cái)?shù)值模擬進(jìn)行油藏開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。理論上講，擬合精度越高，油藏?cái)?shù)值模擬開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)的精度就會(huì)越高。墾西71塊擬合率高，單井?dāng)M合率達(dá)87%，為進(jìn)行開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

2 不同含水階段油藏?cái)?shù)值模擬預(yù)測(cè)精度分析

為了保證精度評(píng)價(jià)的可靠性，采用以下原則：一是油井產(chǎn)液量采用預(yù)測(cè)期內(nèi)實(shí)際產(chǎn)油量的平均值；二是將單井含水率預(yù)測(cè)精度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)；三是預(yù)測(cè)期內(nèi)注水井注水量采用油藏單井實(shí)際注水量。并采用絕對(duì)誤差分4個(gè)含水階段進(jìn)行預(yù)測(cè)精度分析。

2．1 特高含水階段預(yù)測(cè)精度

定義含水率90%以上為特高含水階段。模擬預(yù)測(cè)結(jié)果表明，在特高含水階段油藏?cái)?shù)值模擬精度較高，絕對(duì)誤差在0%～0．3%之間，也就是說(shuō)，每100m3液量的產(chǎn)油量預(yù)測(cè)誤差最大為0．3t，絕對(duì)誤差為0的預(yù)測(cè)井?dāng)?shù)占統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)的37%。

2．2 高含水階段預(yù)測(cè)精度

定義含水率在75%～90%之間為高含水階段。在高含水階段，預(yù)測(cè)精度有所降低，含水預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差在0%～1．6%之間，而絕對(duì)誤差為0的預(yù)測(cè)井?dāng)?shù)大幅下降，只占統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)的6．7%。

2．3 中含水階段預(yù)測(cè)精度

定義含水率在35%～75%之間為中含水階段，預(yù)測(cè)精度進(jìn)一步降低，含水率預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差在0．1%～9．3%之間，絕對(duì)誤差為0的井沒(méi)有。

2．4 低含水階段預(yù)測(cè)精度

定義含水率低于35%時(shí)為低含水階段。在低含水階段，預(yù)測(cè)誤差普遍增大，含水預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差在0%～10．6%之間，僅有2口含水率30%左右的井預(yù)測(cè)絕對(duì)誤差為0。

總體上，油藏?cái)?shù)值模擬預(yù)測(cè)精度隨含水率的升高而提高。初步分析認(rèn)為，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因有兩種：一種原因是在開(kāi)發(fā)初期，整個(gè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)，越到開(kāi)發(fā)后期系統(tǒng)越穩(wěn)定，預(yù)測(cè)精度就越高；二是油藏?cái)?shù)值模擬很難描述開(kāi)發(fā)過(guò)程中儲(chǔ)層物性及滲流特征的變化［4］，尤其是在初、中、高含水階段。

3 特高含水期不同預(yù)測(cè)時(shí)間段預(yù)測(cè)精度分析

截至2014年初，勝利油田平均綜合含水率已達(dá)91%以上，因此只討論特高含水期不同預(yù)測(cè)時(shí)間段的油藏?cái)?shù)值模擬精度。

特高含水期預(yù)測(cè)模擬采用以下原則：

1）以墾71塊東二段數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，1990年1月1日作為預(yù)測(cè)起點(diǎn)，分5、10、15a共3個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)間步長(zhǎng)。

2）預(yù)測(cè)初期以實(shí)際生產(chǎn)井和注水井為依據(jù)，以初期實(shí)際生產(chǎn)井平均液量作為單井預(yù)測(cè)液量；注水量則是基本按注采比1∶1來(lái)配給注水量。

3）預(yù)測(cè)期間當(dāng)生產(chǎn)井含水率達(dá)98．3%，或者單井采油量低于1t時(shí)關(guān)井。

4）實(shí)際生產(chǎn)中新投產(chǎn)的井，在預(yù)測(cè)中仍按實(shí)際投產(chǎn)時(shí)間投產(chǎn)，液量仍按平均液量給定。

根據(jù)以上原則，油藏預(yù)測(cè)指標(biāo)與實(shí)際生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比如表1所示。在5a預(yù)測(cè)期末，預(yù)測(cè)的階段產(chǎn)量與油藏實(shí)際階段產(chǎn)量之間誤差6．6%，日產(chǎn)油誤差為18．5%，因?yàn)橐呀?jīng)進(jìn)入特高含水階段，含水波動(dòng)區(qū)間較小，所以含水率誤差數(shù)值也較小，為1．5%。在10a預(yù)測(cè)期末，預(yù)測(cè)的階段產(chǎn)量與油藏實(shí)際階段產(chǎn)量之間誤差12．7%，日產(chǎn)油誤差為108．5%，含水率誤差為0．32%。在15a預(yù)測(cè)期末，預(yù)測(cè)的階段產(chǎn)量與油藏實(shí)際階段產(chǎn)量之間誤差29．7%，日產(chǎn)油誤差為168．8%，含水率誤差為3．1%?？梢钥闯觯A(yù)測(cè)周期越長(zhǎng)，油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中不確定性因素越多，預(yù)測(cè)精度越低。因此建議在實(shí)際應(yīng)用中，利用油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)周期不易過(guò)長(zhǎng)，以5a左右為宜。

同時(shí)，對(duì)墾西71塊實(shí)際生產(chǎn)井生產(chǎn)周期統(tǒng)計(jì)分析 （表2），在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)根據(jù)油藏的實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行大量的開(kāi)、關(guān)井和換層補(bǔ)孔等工藝，并且大部分井會(huì)由于高含水、工程原因或改層系生產(chǎn)等原因停產(chǎn)或報(bào)廢，同時(shí)進(jìn)行零散井部署及調(diào)整，油井生產(chǎn)周期基本都不超過(guò)10a，油井生產(chǎn)時(shí)間超過(guò)10a的只占總井?dāng)?shù)的18%。

表1 不同預(yù)測(cè)周期實(shí)際生產(chǎn)與預(yù)測(cè)指標(biāo)對(duì)比

表2 墾西71區(qū)塊東二段實(shí)際開(kāi)關(guān)井?dāng)?shù)和作業(yè)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論及建議

1）不同含水階段油藏?cái)?shù)值模擬預(yù)測(cè)精度不一樣，在不考慮軟件本身及算法的系統(tǒng)誤差情況下，這種誤差主要與油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中的系統(tǒng)穩(wěn)定性、儲(chǔ)層物性及滲流特征變化有關(guān)。

2）不同預(yù)測(cè)周期油藏?cái)?shù)值模擬精度也不一樣，預(yù)測(cè)周期越長(zhǎng)，不確定性增加，預(yù)測(cè)精度越低。因此建議在實(shí)際應(yīng)用中，利用油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)周期不易過(guò)長(zhǎng)，以5a左右為宜。

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

［2］陸熠，張?jiān)?，梁芹．油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)的誤差分析 ［J］．西安石油學(xué)院學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2001，16 （2）：13～16．

［3］李玉梅，陳開(kāi)遠(yuǎn)，趙玉欣．提高油藏?cái)?shù)值模擬精度的對(duì)策研究 ［J］．石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2010，32 （3）：350～352．

［4］高博禹，彭仕宓，黃述旺，等．高含水期油藏精細(xì)數(shù)值模擬研究 ［J］．石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，29 （2）：11～15．

［5］周賢文，湯達(dá)禎，張春書(shū)．精細(xì)油藏?cái)?shù)值模擬研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ［J］．特種油氣藏，2008，15 （4）：1～12．