不同含水階段油藏數值模擬開發(fā)預測精度分析——以墾西71塊東營組為例

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257022）

油藏數值模擬技術作為油田開發(fā)科學決策的工具，是油藏開發(fā)方案設計、動態(tài)跟蹤、機理研究、剩余油分布研究、提高采收率的關鍵手段，能為油氣田開發(fā)中各種技術措施的制定提供理論依據。在開發(fā)方案設計應用中油藏數值模擬的一個重要功能是對開發(fā)指標進行預測。為了提高其預測精度，把握預測風險，分析了在模型質量一定的前提下，油藏數值模擬精度對預測期長短及含水階段的敏感性。

1 前期基礎工作

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

選擇墾西71塊東營組作為分析評價區(qū)塊，原因主要有兩點：一是油藏認識清楚，如果沒有此基礎，油藏地質認識多解性強，就無法保證油藏數值模擬擬合的可靠性；二是采用Eclipse油藏數值模擬軟件進行了模擬預測，油藏數值模擬擬合率高。

1．1 油藏認識

墾西71塊東營組油藏地質認識清楚表現在以下幾點：一是該塊東營組為三角洲前緣相沉積，橫向分布穩(wěn)定、連續(xù)；二是井網密度高，可達27口／km2；三是資料全，不僅有測井、常規(guī)三維地震、密閉取心、開發(fā)動態(tài)和監(jiān)測資料等，作為國內第一塊油藏綜合地球物理試驗區(qū)，還采集了高精度三維地震、三維VSP、井間地震等，這都為油藏認識精度的提高奠定了基礎。

1．2 油藏數值模擬擬合率高

油藏地質認識是油藏數值模擬擬合的基礎，而擬合精度又是油藏數值模擬進行油藏開發(fā)預測的基礎。理論上講，擬合精度越高，油藏數值模擬開發(fā)預測的精度就會越高。墾西71塊擬合率高，單井擬合率達87%，為進行開發(fā)預測奠定了基礎。

2 不同含水階段油藏數值模擬預測精度分析

為了保證精度評價的可靠性，采用以下原則：一是油井產液量采用預測期內實際產油量的平均值；二是將單井含水率預測精度作為評價指標；三是預測期內注水井注水量采用油藏單井實際注水量。并采用絕對誤差分4個含水階段進行預測精度分析。

2．1 特高含水階段預測精度

定義含水率90%以上為特高含水階段。模擬預測結果表明，在特高含水階段油藏數值模擬精度較高，絕對誤差在0%～0．3%之間，也就是說，每100m3液量的產油量預測誤差最大為0．3t，絕對誤差為0的預測井數占統(tǒng)計井數的37%。

2．2 高含水階段預測精度

定義含水率在75%～90%之間為高含水階段。在高含水階段，預測精度有所降低，含水預測絕對誤差在0%～1．6%之間，而絕對誤差為0的預測井數大幅下降，只占統(tǒng)計井數的6．7%。

2．3 中含水階段預測精度

定義含水率在35%～75%之間為中含水階段，預測精度進一步降低，含水率預測絕對誤差在0．1%～9．3%之間，絕對誤差為0的井沒有。

2．4 低含水階段預測精度

定義含水率低于35%時為低含水階段。在低含水階段，預測誤差普遍增大，含水預測絕對誤差在0%～10．6%之間，僅有2口含水率30%左右的井預測絕對誤差為0。

總體上，油藏數值模擬預測精度隨含水率的升高而提高。初步分析認為，產生這種現象的原因有兩種：一種原因是在開發(fā)初期，整個開發(fā)系統(tǒng)是個不穩(wěn)定系統(tǒng)，越到開發(fā)后期系統(tǒng)越穩(wěn)定，預測精度就越高；二是油藏數值模擬很難描述開發(fā)過程中儲層物性及滲流特征的變化［4］，尤其是在初、中、高含水階段。

3 特高含水期不同預測時間段預測精度分析

截至2014年初，勝利油田平均綜合含水率已達91%以上，因此只討論特高含水期不同預測時間段的油藏數值模擬精度。

特高含水期預測模擬采用以下原則：

1）以墾71塊東二段數值模擬為基礎，1990年1月1日作為預測起點，分5、10、15a共3個預測時間步長。

2）預測初期以實際生產井和注水井為依據，以初期實際生產井平均液量作為單井預測液量；注水量則是基本按注采比1∶1來配給注水量。

3）預測期間當生產井含水率達98．3%，或者單井采油量低于1t時關井。

4）實際生產中新投產的井，在預測中仍按實際投產時間投產，液量仍按平均液量給定。

根據以上原則，油藏預測指標與實際生產指標對比如表1所示。在5a預測期末，預測的階段產量與油藏實際階段產量之間誤差6．6%，日產油誤差為18．5%，因為已經進入特高含水階段，含水波動區(qū)間較小，所以含水率誤差數值也較小，為1．5%。在10a預測期末，預測的階段產量與油藏實際階段產量之間誤差12．7%，日產油誤差為108．5%，含水率誤差為0．32%。在15a預測期末，預測的階段產量與油藏實際階段產量之間誤差29．7%，日產油誤差為168．8%，含水率誤差為3．1%?？梢钥闯?，預測周期越長，油藏開發(fā)過程中不確定性因素越多，預測精度越低。因此建議在實際應用中，利用油藏數值模擬技術進行開發(fā)預測。預測周期不易過長，以5a左右為宜。

同時，對墾西71塊實際生產井生產周期統(tǒng)計分析 （表2），在實際生產過程中，會根據油藏的實際生產情況進行大量的開、關井和換層補孔等工藝，并且大部分井會由于高含水、工程原因或改層系生產等原因停產或報廢，同時進行零散井部署及調整，油井生產周期基本都不超過10a，油井生產時間超過10a的只占總井數的18%。

表1 不同預測周期實際生產與預測指標對比

表2 墾西71區(qū)塊東二段實際開關井數和作業(yè)統(tǒng)計

4 結論及建議

1）不同含水階段油藏數值模擬預測精度不一樣，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發(fā)過程中的系統(tǒng)穩(wěn)定性、儲層物性及滲流特征變化有關。

2）不同預測周期油藏數值模擬精度也不一樣，預測周期越長，不確定性增加，預測精度越低。因此建議在實際應用中，利用油藏數值模擬技術進行開發(fā)預測，預測周期不易過長，以5a左右為宜。

［1］楊宏偉，呂德靈，高壽濤．油藏模型網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］陸熠，張原平，梁芹．油藏數值模擬技術的誤差分析 ［J］．西安石油學院學報 （自然科學版），2001，16 （2）：13～16．

［3］李玉梅，陳開遠，趙玉欣．提高油藏數值模擬精度的對策研究 ［J］．石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2010，32 （3）：350～352．

［4］高博禹，彭仕宓，黃述旺，等．高含水期油藏精細數值模擬研究 ［J］．石油大學學報，2005，29 （2）：11～15．

［5］周賢文，湯達禎，張春書．精細油藏數值模擬研究現狀及發(fā)展趨勢 ［J］．特種油氣藏，2008，15 （4）：1～12．