CN102041995A - 复杂油藏水淹状况监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复杂油藏水淹状况监测系统，包括：输入单元，用于输入井点地质参数；多级处理单元，用于根据输入单元输入的所述井点地质参数建立隐含的地质特征参数，完成区块多层、多井、多相及多种驱动力的能量平衡分析计算，进一步建立井间注采对应关系；利用拟函数，对分层分区水淹状况进行综合反演处理，得到区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹状况分布情况数据；显示单元，用于显示所述多级处理单元建立的井间注采对应关系，以及得到的区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹状况分布的图形结果数据。本发明可得到准确的分层水淹状况数据和不同级别的剖面分析结果数据，能提高开采时的精度，节省人力物力。

Description

复杂油藏水淹状况监测系统

技术领域

本发明涉及计算方法领域，尤其涉及一种复杂油藏水淹状况监测系统。

背景技术

石油工业是中国经济的大动脉，石油稳定供给在维护国内经济平稳、高速运行方面具有举足轻重的作用。由于我国人均石油资源少，为了达到较高的自给率，保障石油供应安全，有效动用、高效开发、精细调整成为油田开发的最根本指导原则之一。

国内大多数主力油藏经过多年的注水开发，开发效果变差，表现为含水上升，产量下降，稳产困难，品味降低。油藏经营管理的难度主要来自极为复杂的地下情况，在高含水-特高含水开发期，剩余油高度分散，地下水淹状况非常复杂，一方面地下有潜力可挖，另一方面潜力极为分散，挖潜难度大。

为了减缓老油田产量递减速度，提高油田采收率，延长油田有效经济开发期，达到控水稳油的目的，需要明确单元剩余油潜力所在，针对性地调整开发方案和实施调整措施；其中，剩余油(水淹)分布状况和注采对应关系研究是完成油藏有效开发调整的关键和核心，是所有油藏开发管理工作不可逾越的环节。

(1)从已有方法的角度，目前剩余油(水淹)分布研究的常规动、静态方法联系少、适用性差、精度不高，很多情况下难以满足复杂油藏系统开发调整准确性的要求。

A、开发地质方法

常规方法包括应用微型构造方法研究剩余油分布、砂岩沉积微相对剩余油分布的影响研究、应用储层流动单元研究剩余油分布、根据层序地层学进行剩余油分布预测等技术和手段，均存在研究成果可靠性差、精度差、很难反映动态变化、不能满足油田开发中后期调整需要的问题。

B、油藏工程以及数值模拟方法

常规方法包括分流量方法、基于物质守恒的油藏工程方法以及数值模拟技术，目前在确定剩余油分布中的应用较为广泛。其中，油藏工程方法适用性虽然广，但是针对性差、结果精度差，一般应用于宏观、总体指标的预测分析，不能细化到单井、单层的程度；数值模拟方法理论上可以量化剩余油的分布，但是计算时间过长，很难包含多种信息，而少量信息基础上完成的剩余油分布研究准确度差，同时，对人员要求高，很难实现研究过程的自动化。

C、室内实验技术

常用的室内实验手段包括核磁共振成像技术、岩心常规分析技术以及CT扫描技术等。室内分析技术是在小块或者局部岩心的基础上开展研究工作，存在只能反映微观和小规模尺寸上的渗流规律，整体代表性差的问题。

D、生产测试技术

目前常用的生产测试技术包括生产测井技术、化学示踪剂技术、井下重力仪确定近井剩余油分布技术等。这类技术存在的主要问题是不能反映平面规律和井间规律。

(2)从资料基础的角度，目前绝大多数油田已经积累了相当丰富的油藏地质、开发动态、生产测井等各类资料，由于时间、空间上的差异，导致资料利用率很低，且没有量化的对比分析研究，不能适应高含水期开发调整的要求，与目前油田开发研究存在脱节。

在油田多年的开发生产过程中，地质研究积累了丰富的成果，动态监测起着越来越重要的作用，监测项目也不断扩展，包括常规动态监测、同位素示踪测井、产液剖面测井、中子寿命测井、碳氧比测井以及部分井间测试等，积累了许多宝贵的资料，为现场提供了一定的指导作用。

目前来看，一方面，动态监测和剩余油评价技术在油田开发过程中的作用越来越重要，成为制定合理有效开发方案和措施方案的主要依据之一，另一方面，随着油田开发难度的增加和地下开发形势的复杂化，开发生产对动态监测和剩余油评价的要求也越来越高。

与此同时，资料应用过程中也反映了目前存在的主要问题：一是目前的动态监测技术主要针对单井开展工作，缺乏区域整体性、时间一致性，无法系统的解释评价目标，造成了测试信息的部分浪费；二是没有从油藏管理和认识的角度，从油藏工程的基础出发，深化动态监测信息认识；没有最大限度的发挥监测资料认识和边界作用；此外，目前的动态监测解释、评价基础资料单一，没有结合其它资料进行综合解释研究，与目前油田开发研究方向存在脱节。

(3)从研究精度上，高含水期复杂油藏系统需要介于小规模-大规模精度的水淹状况和剩余油分布研究，分析认为，只能通过综合性的方法研究，形成具有鲁棒特性的方法系统，才能满足现场的要求。

从油藏开发的角度来看，描述一个油藏的参数主要包括渗透率、饱和度、厚度分布等，随着油田注水开发的进行，渗透率、饱和度，尤其是饱和度，井点和井间发生了很大变化。目前来看，井点剩余油饱和度部分情况下可以直接测量，因此研究的主要重点之一是井间参数的分布。

根据目前的剩余油分布研究手段和精度，剩余油分布研究精度分为微规模、小规模、大规模和宏规模，目前较为成熟的研究手段、精度较为可靠的研究方法主要集中在“大规模”这个级别，不能够适应油藏中高含水期的挖潜需要，根据现场的实际要求，剩余油分布研究的精度尽可能准确到介于小规模-大规模之间的“中小规模”的级别。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复杂油藏水淹状况监测系统，该系统能够在多信息约束下，对输入参数进行处理，得到准确的分层水淹状况数据和不同级别的剖面分析结果数据，能提高开采时的精度，节省人力物力。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复杂油藏水淹状况监测系统，包括：

输入单元，用于输入井点地质参数；

多级处理单元，用于根据输入单元输入的所述井点地质参数建立隐含的地质特征参数，完成区块多层、多井、多相及多种驱动力的能量平衡分析计算，进一步建立井间注采对应关系；利用拟函数，对分层分区水淹状况进行综合反演处理，得到区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹状况分布情况数据；

显示单元，用于显示所述多级处理单元建立的井间注采对应关系，以及得到的区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹状况分布的图形结果数据。

优选地，所述多级处理单元包括：

一级处理单元，连接所述输入单元，用于利用所述输入单元接收的井点地质参数得到平面地质参数场，以及对平面地质参数进行切割，得到各井控范围内的地质参数场；

二级处理单元，用于根据所述一级处理单元的结果进行能量平衡计算，预估单井不同层、不同方向上的流量，建立井间注采对应关系；

三级处理单元，用于根据所述一级处理单元、所述二级处理单元的结果确定水窜情况数据，得到单井中水窜层位在垂向上的分布数据及概率；

四级处理单元，用于根据所述一级处理单元、所述二级处理单元和所述三级处理单元的结果进行拟合，得到分层水淹状况分布情况数据，并得到区块和单井不同时期的各种产吸剖面数据。

优选地，所述输入单元包括：

井网和井眼轨迹输入模块，用于输入井网和井位参数，包括：单井大地坐标、不同斜深下对应的垂深、不同斜深下对应的大地坐标；

测井解释成果输入模块，用于输入测井解释成果参数，包括：单井测井解释分层、砂厚、砂层顶底深、有效厚度、有效厚度顶底深、小层内韵律段、韵律段的渗透率、韵律段孔隙度、韵律段饱和度、韵律段泥质含量；

储层发育特征输入模块，用于输入储层发育特征参数，包括：分层储层发育范围、边水发育范围、水侵方位和部位、隔层发育范围、能量平衡区即定压边水分布、封闭型断层发育位置、尖灭区范围；

PVT参数输入模块，用于输入流体物性参数，包括：分层油水粘度、密度、原始地层温度、压力、油水压缩系数、体积系数、相渗曲线、层间干扰参数、泥质含量影响修正参数、渗透率对原始含油饱和度影响参数，以及垂直渗透率与水平渗透率关系、启动压力梯度与单位厚度流动系数的关系；

完井和射开输入模块，用于输入完井射孔参数，包括：完井时间、补孔时间、卡层时间，卡层情况、解堵时间、解堵情况；

生产动态资料输入模块，用于输入生产动态参数，包括：油井单井生产时间、单井注水时间、油井单井阶段产油、油井单井阶段产水、油井单井阶段产液、油井单井井底流压、油井单井静压、油井单井动液面、水井单井阶段注水、水井单井井底流压、水井单井静压；

生产测井输入模块，用于输入生产测井参数，包括：单井生产测井时间、单井分层产液剖面、单井分层产油剖面、单井分层含水剖面、单井分层注水剖面；

沉积微相输入模块，用于输入沉积微相参数，包括：沉积微相的类型、分层发育情况、渗透率和厚度范围。

优选地，所述一级处理单元包括：

数据对比分析模块，用于对输入单元输入的所述井点地质参数进行筛选，确定关键参数特征；

层间干扰及层内平面干扰分析模块，用于确定由渗透率非均质Vk造成的层间干扰系数F(Vk)、泥质含量差异造成的层间干扰和动态非均质造成的层间干扰；

区块分层井间动态分析模块，用于以单层、单井为基本单元，将内蕴精细网格系统粗化处理，形成以井点为中心，以单井控制范围为最小平面单元，以砂体为最小垂向单元的井层单元块，根据空间上不同井层块的连接关系，包括从内蕴精细网格获取的单元块之间的连通方向数目、每个方向上的连接面积、井点间的距离、井点间连线与接触线角度、不同单元格之间的流动能力，利用对应两井点势函数的油藏工程表达式，以单层方向流量为变量，得到每口井与相邻井及供给边界之间的注采或者平衡关系，从而建立井间分层动态关联模型，形成系数矩阵，其中的系数即为井间动态关联强度；其中，井层单元块根据井位坐标和平均注采速度得到局部区域归属度M：

$M=\frac{\sqrt{q}}{L}F$

式中，q为流量，L为单元块与井的距离；F为单元块与井之间是否连通的判断，0或者1；归属度M最大时对应的井，即为该单元块隶属的井；

每口井与相邻井及供给边界之间的注采或者平衡关系根据势函数：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i\ln L_i$

和单井产能表达式：

$q=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{2\mathrm{\π\Δ}{\mathrm{\φ}}_{j}h}{\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C}$

得到；其中，i为井序号，j为层号，C为表皮因子。

优选地，所述数据对比分析模块确定的关键参数特征包括：

根据砂体垂向的渗透率和垂向连通面积确定的垂向渗流遮挡系数：

$c=1-\frac{2}{\frac{h_1}{h_3}\·\frac{k_{z3}}{k_{z1}}+\frac{h_2}{h_3}\·\frac{k_{z3}}{k_{z2}}+2}$

其中：k_z1为上部储层垂向渗透率；h₁为上部储层有效厚度；k_z3为中间隔层垂向渗透率；h₃为中间隔层有效厚度；k_z2为下部储层垂向渗透率；h₂为下部储层有效厚度；

根据原油粘度-渗透率-启动压力梯度关系确定产能方程：

$q=\frac{2\mathrm{\πk}(P_w-\stackrel{\‾}{P})h[P_w-\stackrel{\‾}{P}-\mathrm{\ΔP}(k,\mathrm{\μ})]}{\mathrm{\μ}(\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C)}$

式中：q为流量；P为压力；

为平面属性模型中的渗透率，与生产压差有关；h为测井解释成果参数里的油层(有效)厚度；r_e，r_w为泄油半径和油井半径；μ为流体物性参数里的原油粘度mPa·s；ΔP(k，μ)为流体物性参数里的启动压力梯度；

根据储层发育特征的定压边水分布位置及其面积确定分层能量属性，即单砂体的面积大小和坐标位置。

优选地，所述渗透率非均质V_k造成的层间干扰系数F(V_k)为：

F(V_k)＝3.2096V_k ³-4.1679V_k ²+0.1429V_k+0.987，R＝0.9842；

所述泥质含量差异造成的层间干扰为：

k_e/k＝-28.364V_sh ³+32.966V_sh ²-13.01V_sh+1.7336，R＝0.9835；

其中，V_sh为测井解释成果参数中的泥质含量；k_e/k为有效渗透率与绝对渗透率的比值；

所述动态非均质造成的层间干扰为：

$q=\frac{2\mathrm{\π}{k}_{e}h[P_w-\stackrel{\‾}{P}-\mathrm{\ΔP}(k,\mathrm{\μ})]}{\mathrm{\μ}(\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C)}$

ΔP(k，μ)＝A+Bln(k/μⁿ)

其中，A，B，n为常数。

优选地，所述二级处理单元包括：

多种能量平衡分析模块，用于进行能量来源和大小的整体识别、量化，联立井间分层动态关联强度系数和井筒多层耦合系数矩阵，以流量为变量，利用零级不完全LU分解预处理共轭梯度法求解单层方向流量，利用单层方向流量来源、大小识别、量化井间能量的分布和方向，以及不同时期的井间能量分布和方向的变化，根据区块分层井间动态分析模块中的分层井间动态关联强度判断能量的可能来源，包括来自定压边水和弹性边水的水侵、与水井衔接且有能量补充的注入水、产出与流入差异显示的布井区弹性能、来自井控范围以外的布井区外围弹性能；其中，能量来源根据注入产出量和定压边水平衡区的压力给出，对应的以井层块的压力和水侵量为未知数，其大小通过求解以下方程组得到：

确定了相关参数后，利用势函数进行局部的能量平衡计算和量化；

层间井间能量量化分析模块，用于进行能量具体来源和大小的量化，根据区块分层井间动态分析模块中的分层井间动态关联强度建立能量关联方程，形成系数矩阵，求解得到分层井间能量分布和驱动方向，该模块与多种能量平衡分析模块互为嵌套，进行井间分层动态关联强度系数和井筒多层耦合系数矩阵的求解，得到单层方向流量；

层间井间能量流动分析模块，用于根据流线流管方法，确定分层井间能量流动的量化关系，建立井间注采对应关系。

优选地，所述层间井间能量流动分析模块根据流线流管方法，确定分层井间能量流动的量化关系，建立井间注采对应关系具体是指：

所述层间井间能量流动分析模块根据所述单层方向流量，确定边界渗流速度，根据全部井层产吸对比，确定单条流线流量以及单井单层流线数目，采用已有的质点追踪方法，设置十类中止边界条件：油井的流线终结于水井、水井的流线终结于油井、不稳定渗流的压力高地、不稳定渗流的压力洼地、边界处、断层遮挡处、油井流线终结于流量很小的其它油井、水井流线终结于流量很小的其它水井、油井流量小导致流线中止在油井所在网格、水井流量小导致流线中止在水井所在，确定井间流线分布，实现井间能量流动的量化；进行质点追踪时，结束点包括：油井的流线终结于水井、水井的流线终结于油井、不稳定渗流的压力高地、不稳定渗流的压力洼地、边界处、断层遮挡处、油井流线终结于流量很小的其它油井、水井流线终结于流量很小的其它水井、油井流量小导致流线中止在油井所在网格、水井流量小导致流线中止在水井所在。

优选地，所述三级处理单元包括：

边水水窜分析模块，用于得到各井分层边水水窜概率，在分层流量和流线分布的基础上，采用解析方法计算含水上升与实际含水上升对比，按照差距大小计算水窜可能概率分级，以及采用经验方法根据测井解释成果参数中的有效厚度、测井解释成果参数中的渗透率级差、生产测井参数中的产液剖面和吸水剖面、生产动态参数中的注采时间加权计算水窜的可能概率；将两种结果几何平均处理，得到不同方位、不同层位边水水窜的判断结果；

注水水窜分析模块，用于根据注入水在产出井分层水窜概率，得到水窜的层位、水窜概率判定；

水窜综合特征分析模块，用于对所述边水水窜分析模块、注水水窜分析模块的结果进行水窜排序处理，确定动静态异常特征。

优选地，所述四级处理单元包括：

智能反演模块，用于确定参数自变量，包括：井间水窜通道的方向、数目、强度；建立目标函数：

用目标函数开平方作为评价函数；确定参数的敏感性排序，最为敏感的参数为井间水窜通道垂向位置、主流线上高渗通道的有效厚度、渗透率；其次为其它流线上的厚度、渗透率；进行优化，具体包括：依次优化各井组，首先优化最敏感的参数，然后优化次敏感的参数，最后优化不敏感的参数；优化完毕后，修改关联参数后再次优化，直至优化结果收敛；

小层分析模块，输出分层水淹状况分布情况数据、采出程度变化数据、产液的变化数据、水侵的变化数据；

单井分析模块，输出区块和单井不同时期的各种产吸剖面数据。

本发明的技术方案能在水驱砂岩油藏中，多层、多井、含水上升、驱动关系复杂时，多信息约束下对水淹状况得到准确监测数据，综合地质、开发、测井、专家系统信息进行处理，自动快速得到分层水淹状况数据、量化井间对应注采关系，以及小层、油井不同时期产油、产水、产液、含水剖面、水井不同时期吸水剖面、井区水侵剖面的定量关系。

本发明的技术方案结构简单，仅需要通过关键参数，即可以得到较为准确的分层水淹状况和不同级别的剖面分析结果数据，为复杂水驱油藏系统挖潜提供了简便、可行的手段，能提高开采精度，节省人力物力。

其优化方案还具有如下优点：

1、本发明实现了不同时间、不同井区、不同精度、不同来源的多种信息综合处理分析，处理结果与单种信息处理结果相比，精度大幅度提高。

2、本发明以地质研究成果为基础，以动态资料为主体，以其它数据为边界，以时间为主轴，以井点参数为对照目标，选择了拟函数，构建了针对四维的水淹状况智能反演系统，形成了独到、可行的方法体系。

3、本发明从空间上实现了井点和井间的有机结合，合理的考虑了天然能量和人工能量，将层间干扰、平面能量场、平面注采对应关系、水窜特征分析有机结合，形成了能够再现区块整体多层水淹过程的计算方法，作为构建智能反演系统的基础，真正体现了有机、综合的概念。

4、本发明利用油藏工程方法、动态分析方法和常规劈产技术相结合，实现了天然能量和人工能量影响下的动态、多井、多层劈产处理，实现了油、水、液的同时劈产处理，解决了困扰油田开发多年的瓶颈难题。

5、本发明根据分析目标的动态特征，构建了自动分析方法，实现了全程全区自动分析，形成了真正意义上的智能反演系统。

6、本发明结构模块化，操作简单，仅需要输入相关关键参数，即可以得到准确的分析结果，具有很好的可重复性，为区块水淹状况分析和挖潜分析提供了简便、可行的手段。

根据调研结果和初步研究成果表明，动态监测方法、动态解释方法与油藏工程方法相结合，在精细地质建模的基础上，通过多种信息的综合处理，可以达到单种方法单种信息无法达到的精度，并能够最大限度的利用已有资料，研究范围可以达到区块的级别。

附图说明

图1为本发明实施例一的多级处理单元的示意框图；

图2为本发明实施例一的一级处理单元的示意框图；

图3为平面划分分布示意图；

图4为本发明实施例一的二级处理单元的示意框图；

图5为本发明实施例一的三级处理单元的示意框图；

图6为本发明实施例一的四级处理单元的示意框图；

图7为本发明实施例一的多级处理单元的详细示意框图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

实施例一，一种复杂油藏水淹状况监测系统，包括：输入单元100、多级处理单元、以及显示单元600；

所述输入单元100用于输入井点地质参数，包括：井网和井位参数、测井解释成果参数、储层发育特征参数、流体物性参数、射孔完井参数、生产动态参数、生产测井参数、和沉积微相参数；

所述多级处理单元用于根据输入单元100输入的所述井点地质参数建立隐含的地质特征参数场，完成区块多层、多井、多相及多种驱动力的能量平衡分析计算，进一步建立井间注采对应关系；并采用具有鲁棒性的自动分析方法，利用拟函数，对分层分区水淹状况进行综合反演计算，得到智能反演下的解释结果，包括：区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹分布情况。

所述显示单元600用于显示所述多级处理单元建立的井间注采对应关系，以及得到的区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹状况分布的图形结果。

本实施例中，所述输入单元100包括：井网和井眼轨迹输入模块、测井解释成果输入模块、储层发育特征输入模块、PVT参数输入模块、完井和射井输入模块、生产动态资料输入模块、生产测井输入模块和沉积微相输入模块；其中，

所述井网和井眼轨迹输入模块用于输入井网和井位参数，包括：单井大地坐标、不同斜深下对应的垂深、不同斜深下对应的大地坐标等；

所述测井解释成果输入模块用于输入测井解释成果参数，包括：单井测井解释分层、砂厚、砂层顶底深、有效厚度、有效厚度顶底深、小层内韵律段、韵律段(小层)的渗透率、韵律段(小层)孔隙度、韵律段(小层)饱和度、韵律段(小层)泥质含量等；

所述储层发育特征输入模块用于输入储层发育特征参数，包括：分层储层发育范围、边水发育范围、水侵方位和部位、隔层发育范围、能量平衡区即定压边水分布、封闭型断层发育位置、尖灭区范围等；

所述PVT参数输入模块用于输入流体物性参数，包括：分层油水粘度、密度、原始地层温度、压力、油水压缩系数、体积系数、相渗曲线、层间干扰参数、泥质含量影响修正参数、渗透率对原始含油饱和度影响参数等，以及垂直渗透率与水平渗透率(韵律段(小层)的渗透率)关系、启动压力梯度与流度的关系等；

所述完井和射开输入模块用于输入完井射孔参数，包括：完井时间、补孔时间、卡层时间，卡层情况、解堵时间、解堵情况等；

所述生产动态资料输入模块用于输入生产动态参数，包括：油井单井生产时间、单井注水时间、油井单井阶段产油、油井单井阶段产水、油井单井阶段产液、油井单井井底流压、油井单井静压、油井单井动液面、水井单井阶段注水、水井单井井底流压、水井单井静压等；

所述生产测井输入模块用于输入生产测井参数，包括：单井生产测井时间、单井分层产液剖面、单井分层产油剖面、单井分层含水剖面、单井分层注水剖面等；

所述沉积微相输入模块用于输入沉积微相参数，包括：沉积微相的类型、分层发育情况、不同沉积微相的渗透率和厚度范围等。

本实施例中，所述多级处理单元如图1所示，可以但不限于包括四级处理单元，分别为：一级处理单元200、二级处理单元300、三级处理单元400和四级处理单元500；

所述一级处理单元200连接所述输入单元100，用于利用所述输入单元100接收的井点地质参数得到平面地质参数场，以及对平面地质参数场进行分割，得到各井控范围内的地质参数；

所述二级处理单元300用于根据所述一级处理单元200的结果进行能量平衡计算，预估单井不同层、不同方向(比如产出、注入)上的流量，建立井间注采对应关系；

所述三级处理单元400用于根据所述一级处理单元200、所述二级处理单元300的结果确定水窜情况数据，得到单井中水窜层位在垂向上的分布数据(水窜的单元)及概率(可能性大小)；

所述四级处理单元500用于根据所述一级处理单元200、所述二级处理单元300和所述三级处理单元400的结果进行拟合，得到分层水淹状况分布情况数据，并得到区块和单井不同时期的各种产吸剖面数据。

下面进一步详细描述各级处理单元。

本实施例中，所述一级处理单元200连接所述输入单元100，用于根据所述输入单元100输入的参数情况，考虑研究针对的对象为形成规模开发的区块，储层连通特征具有可靠性，砂体井点参数平面密度能够反映储层参数的连续性和趋势性，自动生成内蕴精细网格表征系统，利用井点地质参数(包括所述渗透率/有效厚度/孔隙度/饱和度/泥质含量等)，在储层特征控制下插值得到每个网格节点的骨架参数和属性参数，建立隐含的地质特征参数场，作为单井、井间和整体分析的静态基础；对区块内所有单井注采数据、边水等影响动态的数据进行定性分析，将内蕴精细网格系统粗化处理，形成以井点为中心，以单井控制范围为最小平面单元，以砂体为最小垂向单元的井层单元块，根据空间上不同井层块的连接关系(连接面积、距离、角度、流动能力)确定井间、单井的流动动态和关联关系。

本实施例中，所述一级处理单元200如图2所示，具体可以包括：

数据对比分析模块210，用于对输入单元100输入的所述井点地质参数进行筛选，确定三类关键参数特征。

具体来说，筛选就是进行对比分析，确定井网和井位参数、测井解释成果参数、射孔完井参数、生产测井参数、生产动态参数、储层发育特征参数、流体物性参数以及沉积微相参数的一致性；即：当存在不一致的情况下，按照优先级进行调整和取舍，高优先级参数与低优先级参数冲突时，采用高优先级参数。

本实施例中，确定各参数的优先级如下：

井网和井位参数为一级，沉积微相参数为一级，储层发育特征参数为二级，流体物性参数为二级，测井解释成果参数为三级，射孔完井参数为四级，生产测井参数为五级，生产动态参数为六级。

在储层特征和沉积微相的约束下，利用常规地质建模采用的确定性建模方法(井点分层参数基础上的反向距离加权建模、克利金插值建模)，建立隐含的地质特征参数的模型，包括根据所述单井测井解释分层和储层发育特征参数形成的骨架模型(包括深度、地层厚度)、根据井点分层测井数据和沉积微相参数形成的平面属性模型(包括有效厚度、孔隙度、渗透率、泥质含量)、根据井点分层测井数据和储层发育特征参数形成的流体模型(包括饱和度、原油粘度、定压边水分布)，形成关键参数特征。

所述关键参数特征包括三类：其一根据砂体垂向的渗透率和垂向连通面积(由所述隔层发育范围得到)确定的垂向渗流遮挡系数(来自储层发育特征中的隔层发育范围)：

$c=1-\frac{2}{\frac{h_1}{h_3}\·\frac{k_{z3}}{k_{z1}}+\frac{h_2}{h_3}\·\frac{k_{z3}}{k_{z2}}+2}$

其中：k_z1为上部储层垂向渗透率；h₁为上部储层有效厚度；k_z3为中间隔层垂向渗透率；h₃为中间隔层有效厚度；k_z2为下部储层垂向渗透率；h₂为下部储层有效厚度。

其二根据原油粘度-渗透率-启动压力梯度关系(从流体物性参数里实验测取)确定的井筒-油藏动态耦合模型，即低渗和高粘油藏产能方程：

$q=\frac{2\mathrm{\πk}(P_w-\stackrel{\‾}{P})h[P_w-\stackrel{\‾}{P}-\mathrm{\ΔP}(k,\mathrm{\μ})]}{\mathrm{\μ}(\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C)}$

式中：q为流量(由产水量或者产液量得到)；P为压力(中间参数-通过矩阵求出)；

为平面属性模型中的渗透率，与生产压差有关；h为测井解释成果参数里的油层(有效)厚度；r_e，r_w为泄油半径(由大地坐标计算得到)和油井半径；μ为流体物性参数里的原油粘度mPa·s；ΔP(k，μ)为流体物性参数里的启动压力梯度，与渗透率和原油粘度有关。

其三根据储层发育特征的定压边水分布位置及其面积确定的分层能量属性：位置和面积。

层间干扰及层内平面干扰分析模块220，用于确定由渗透率非均质V_k(洛伦兹系数，由测井解释结果按照洛伦兹系数的计算方法得到)造成的层间干扰系数F(V_k)：

F(V_k)＝3.2096V_k ³-4.1679V_k ²+0.1429V_k+0.987，R²＝0.9842

层间干扰系数表达式根据数值模拟计算结果进行多项式拟合得到，其中，R为相关系数。

还用于确定泥质含量差异造成的层间干扰，由诸多类似开发区块总结形成的泥质含量-渗透率伤害系数半经验关系式的专家知识给出：

k_e/k＝-28.364V_sh ³+32.966V_sh ²-13.01V_sh+1.7336，R²＝0.9835

其中，V_sh为测井解释成果参数中的泥质含量，小数；k_e/k为有效渗透率与绝对渗透率(韵律段(小层)的渗透率)的比值。

同时，根据产液吸水剖面等资料确定动态非均质造成的层间干扰。动态非均质一般远强于基于静态参数计算得到的静态层间非均质。

层内非均质充分考虑高渗条带的影响。平面非均质方面，在沉积微相的控制下，着重考虑断层的影响，得到有效厚度、渗透率、饱和度等属性的平面展布。

在上述基础上根据逐层压力动态由下式计算给出产能：

$q=\frac{2\mathrm{\π}{k}_{e}h[P_w-\stackrel{\‾}{P}-\mathrm{\ΔP}(k,\mathrm{\μ})]}{\mathrm{\μ}(\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C)}$

该式为本发明提出的产能算式。

根据室内岩心实验测取的不同原油粘度、不同渗透率条件下的启动压力梯度，拟合处理得到启动压力梯度与原油粘度、渗透率的表达式：

ΔP(k，μ)＝A+Bln(k/μⁿ)

其中，A，B，n为常数，不同油田具有不同数值，可根据实验或实际经验获得。

区块分层井间动态分析模块230，用于对分层动态进行计算分析，以单层、单井为基本单元，将内蕴精细网格系统粗化处理，形成以井点为中心，以单井控制范围为最小平面单元，以砂体为最小垂向单元的井层单元块，根据空间上不同井层块的连接关系，包括从内蕴精细网格获取的单元块之间的连通方向数目、每个方向上的连接面积、井点间的距离、井点间连线与接触线角度、不同单元格之间的流动能力，利用对应两井点势函数的油藏工程表达式，以单层方向流量为变量，得到每口井与相邻井及供给边界之间的注采或者平衡关系，从而建立井间分层动态关联模型，形成系数矩阵，其中的系数即为井间动态关联强度。

其中，井层单元块根据井位坐标和平均注采速度得到局部区域归属，采用归属度函数M：

$M=\frac{\sqrt{q}}{L}F$

式中，L为单元块与井的距离；F为单元块与井之间是否连通的判断，0或者1；归属度M最大时对应的井，即为该单元块隶属的井，形成的平面划分分布如图3所示。

每口井与相邻井及供给边界之间的注采或者平衡关系根据势函数：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i\ln L_i$

和单井产能表达式：

$q=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{2\mathrm{\π\Δ}{\mathrm{\φ}}_{j}h}{\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C}$

得以体现。其中，i为井序号，j为层号，C为表皮因子。如果以压力(或者流量)和水侵量为自变量，则形成可以求解的关联方程组，有多少个井层块，就有多少个变量，同时就有多少个方程，具有唯一解。

本实施例中，所述二级处理单元300用于对区块内所有井间、边水与井等能量平衡分布关系，量化能量的分布和变化，确定流体的流动方向和流体量。根据建立的井间分层动态关联强度系数和井筒多层耦合系数矩阵(该矩阵为大型稀疏矩阵)，利用零级不完全LU分解预处理共轭梯度法求解中间变量-单层方向流量(该变量为隐含变量)，利用该值的大小和方向表征井间能量的分布和方向，不同时期的井间能量分布和方向表征能量的变化，以质点追踪形成的流线为表征形式。根据网格与流线的相互控制关系，确定每个网格的隶属情况。

本实施例中，所述二级处理单元300如图4所示，具体可以包括：

多种能量平衡分析模块310，用于进行能量来源和大小的整体识别、量化。利用单层方向流量来源、大小识别，量化井间能量的分布和方向以及不同时期的井间能量分布和方向的变化。根据区块分层井间动态分析模块230中的分层井间动态关联强度判断能量的可能来源，主要包括来自定压边水和弹性边水的水侵、与水井衔接且有能量补充的注入水、产出与流入差异显示的布井区弹性能、来自井控范围以外的布井区外围弹性能。

其中，能量来源根据注入产出量和定压边水平衡区的压力给出，对应的以井层块的(等效)压力和水侵量为未知数，其大小通过求解二级处理单元300形成的以下方程组得到：

确定了相关参数后，即可利用势函数进行局部的能量平衡计算(方向和强度)和量化。

层间井间能量量化分析模块320，用于进行能量具体来源和大小的量化，根据区块分层井间动态分析模块230中的分层井间动态关联强度建立能量关联方程，形成系数矩阵，求解得到分层井间能量分布和驱动方向，该模块与多种能量平衡分析模块310互为嵌套，进行井间分层动态关联强度系数和井筒多层耦合系数矩阵的求解，得到单层方向流量。

层间井间能量流动分析模块330，用于根据流线流管方法，确定分层井间能量流动的量化关系，建立井间注采对应关系。在该模块实现过程中，根据所述单层方向流量，确定边界渗流速度，根据全部井层产吸对比，确定单条流线流量以及单井单层流线数目，采用已有的质点追踪方法，设置十类中止边界条件：油井的流线终结于水井、水井的流线终结于油井、不稳定渗流的压力高地、不稳定渗流的压力洼地、边界处、断层遮挡处、油井流线终结于流量很小的其它油井、水井流线终结于流量很小的其它水井、油井流量小导致流线中止在油井所在网格、水井流量小导致流线中止在水井所在网格等，确定井间流线分布，以此实现井间能量流动的量化。

其中流线追踪算法采用Pollock方法。追踪算法是导致流线方法应用起来的最直接的原因之一。在应用过程中需要进行详细的情况分类，形成针对性的计算表达式和处理方法，以增强这种方法的适用性。比如在处理过程中，根据质点穿越网格的方向，把平面流动情况分为五种：向上流动、向下流动、向左流动、向右流动、没有流动。

流线条数根据单层的产吸量和单根流线的流量确定。

生成的流线是后期劈产处理的主要基础工具之一。

本实施例中，所述三级处理单元400用于对区块内由于边水、注入水等造成的水窜进行分析，确定可能出水的单元和数量，处理过程中，采用两种方法分别分析，然后根据设定的可能性级别综合判断水窜的可能性：一种方法是解析方法，利用贝克莱-列维尔特非活塞式驱油理论计算结果与实际含水上升对比确定其差距大小，按照水窜可能性分级，第二种方法是专家综合判断方法，根据厚度、渗透率级差、产吸剖面、注采时间加权评判水窜的可能性。

本实施例中，所述三级处理单元400如图5所示，具体可以包括：

边水水窜分析模块410，用于得到各井分层边水水窜概率，判断处理过程中，在分层流量和流线分布的基础上，采用两种方法综合判断边水分层水窜的可能性：一种方法是解析方法计算含水上升与实际含水上升对比，按照差距大小确定水窜可能概率，第二种方法是根据测井解释成果参数中的有效厚度、测井解释成果参数中的渗透率级差、生产测井参数中的产液剖面和吸水剖面、生产动态参数中的注采时间加权分析的专家综合判断方法判断水窜的可能性。两种方法判断结果几何平均处理，得到不同方位、不同层位边水水窜的判断结果。

其中，水窜概率采用了两种方法评价值的几何平均：解析方法和经验方法。评价值越大，水窜的可能性越大。

解析方法采用面积井网注入量(这里是水侵量)和含水上升的计算方法，基本表达式为一维非活塞式驱油计算公式：

$X=\frac{f_w^{\′}\left(S_w\right)}{\mathrm{\φ}\stackrel{\‾}{A}}{\∫}_0^t\mathrm{Qdt}$

为累积注水量；为注采井间流线平均截面积；距离注水井任一点X处的含水饱和度为S_w；

为含水率导数，由室内实验提供。

计算注入PV数(孔隙体积倍数，是油藏工程的常用术语，对应于前面的井距、厚度)与产出含水的关系，采用常规直线形式的隶属度函数，确定边水水窜的可能性大小，即隶属度大小。

经验方法是用内置的权重系数，对厚度、渗透率级差、产吸剖面、注采时间加权计算，得到边水水窜的可能性大小，即隶属度大小。

注水水窜分析模块420，用于根据注入水在产出井分层水窜概率(与边水水窜分析类似，由定量对比分析结合专家知识给出)，得到大致的水窜的层位、水窜概率判定。

其中，注水水窜分析过程与边水水窜接近，由于注水井和采油井测井成果具有相对的可靠性，因此，可以得到周围几口井的水窜可能性，即多个水窜平面单元的可能性，水窜可能性评价值的高低同时代表水窜的强弱。

水窜综合特征分析模块430，用于对所述边水水窜分析模块410、注水水窜分析模块420的结果进行水窜排序处理，确定动静态异常特征。边水水窜分析模块410、注水水窜分析模块420均是以水源、注水井为中心进行分析，水窜综合特征分析模块430是以产出井为中心，综合不同方位边水、不同注水井水窜情况，根据得到的水窜层位、可能性分级筛选判断并最终确定来水方位、层位，作为动态分析处理的参考。

本实施例中，所述四级处理单元500用于对区块内各井的动态剖面进行自动、综合、专家式的分析，在前面的处理单元中，得到了单砂体井间的流动动态关联系数，确定了不同时期单井单层吸入产出剖面，以及单砂体平面流体流动方向和流体量，以流线的形式完成了流场量化，分析了区块内边水、注入水可能水窜的单元和数量，以此为基础，利用产能方程，根据流线的分布情况，逐个时间段动态调整采油井周围不同方向水源(注入水或者边水)、水窜强度和水淹强度，拟合生产测井单层产液吸水量、单层含水率以及井口产油量、含水率，从而确定小层产油、产水、产液、水侵等的变化规律和贡献，以地质特征为基础，利用贝克莱-列维尔特非活塞式水驱油含水分布规律和计算方法，得到单砂体每一点的产水率，确定平面水淹特征。

本实施例中，所述四级处理单元500如图6所示，具体可以包括：

智能反演模块510，自动考虑到复杂油藏系统参数变化的可能、未能够模拟动态特征影响的可能、渗流机理的偏差、多信息噪声的影响以及不可预见的其它干扰的存在，对于该大规模系统建立基于专家知识和理论计算相结合的智能反演系统，得到小层的水淹状况、采出程度变化、产液的变化、水侵的变化数据以及单井不同时期各类剖面变化数据。

智能反演处理过程中，首先根据研究的问题确定了参数自变量，主要包括：井间水窜通道的方向、数目(以前期评判为基础，并适当扩大可选范围，在反演过程中进行尝试计算)、强度(以水窜通道厚度和渗透率级差表示，在一个固定的储层骨架和注采关系下，一个水窜通道厚度和渗透率级差对应着一条用于计算的相渗曲线，即一个拟函数)。

建立了目标函数：

确保计算的含水率与实测(实际生产)的含水率非常接近，如果实测是针对单个砂体的，则计算值需要精确到砂体，如果实测值是井口的，则计算值精确到井口。

由于反演过程中涉及的参数较多，过程较为复杂，因此，利用专家知识控制下的具有较好适应性的改进最优化方法完成。

在此，采用并改进了遗传算法：①从油藏工程评价的角度，简化了评价函数，直接用目标函数简单处理(比如开平方)作为评价函数，节省了不必要的计算，操作过程中，较为合理的处理了算法随机和前期评判结果具有倾向性的关系，具有针对性；②在保留适应个体的前提下，着重强调了变异的作用，从数量上，变异个体数量大，从变异程度上，属于完全变异，适应了多参数、范围大的情况；③交叉操作在此实质上相当于一种变异作用的补充和较优个体主要特征的继承，不再依赖于评价函数，是一种有优化方向的交叉操作。

目标函数中的自变量均具有一定预设的变化范围，满足一定的上下限约束。但是，依然存在自变量过多，优化困难的问题，因此，在改进的遗传算法基础上，根据研究的问题，进一步构造了优化控制算法：首先，从油藏工程和拟合实践的角度，确定了参数的敏感性排序。最为敏感的参数为井间水窜通道垂向位置(水窜的层位)、主流线上高渗通道的有效厚度、渗透率(包括在测井解释成果参数里)；其次为其它流线上的厚度、渗透率(包括在测井解释成果参数里)；在敏感性排序的基础上，采用空间和参数控制的轮换优化方法：

①空间控制的轮换优化方法：即一次优化一个井组，依次进行。

②参数控制的轮换优化方法：即首先优化最敏感的参数，然后优化次敏感的参数，最后优化不敏感的参数，一轮优化完毕后，重复参数控制的优化过程。

每一次优化均调用改进的遗传算法优化过程，优化完毕后，修改关联参数，循环①-②直至优化结果收敛。

小层分析模块520，输出分层水淹状况分布情况数据、采出程度变化数据、产液的变化数据、水侵的变化数据；

单井分析模块530，输出区块和单井不同时期的各种产吸剖面数据。

从三级处理单元400进入四级处理单元500时，已经具有了分层井间动态关联分析结果、分层井间能量流动分析结果、分层井间水窜分析结果，因此，开始主模块-智能反演模块510的计算。考虑到复杂油藏系统参数变化的可能、未能够模拟动态特征影响的可能、渗流机理的偏差、多信息噪声的影响以及不可预见的其它干扰的存在，对于该大规模系统建立基于专家知识和理论计算相结合的智能反演系统，实现小层分析模型520和单井分析模块530的稳定输出，得到小层的水淹状况、采出程度变化、产液的变化、水侵的变化以及单井不同时期各类剖面变化。

本实施例的复杂油藏水淹状况监测系统的总图可如图7所示。

通过以上的处理，克服了常规而复杂的各种油藏工程方法、数值模拟方法在确定复杂油藏系统水淹状况方面所存在的不足和缺陷，不仅具有通用化高、成本低的优点，而且可靠性高。

本发明能够完成常规稀油、稠油水驱砂岩油藏开发过程的水淹状况识别和分析，在多信息的约束下，对每种信息进行提取、归纳、合并、量化、控制，并通过拟函数实现多种情况下的描述。

下面以一个例子加以说明；本例子中的地质概况：发育有8个油组，35个小层，66个砂体，含油面积11.39Km²，以砂体作为分析计算基础。

开发概况：开井50口，经历了五个阶段：产能建设阶段、弹性开发产量快速递减阶段、注水开发初期产量递减阶段、注水开发产量缓慢递减阶段、加强注水开发产量稳定阶段，综合含水77％，采出程度8.83％；生产过程中，主要有三种形式的驱动：油藏弹性驱动、边水驱动、注水驱动。

本例子中输入单元100输入的参数包括：输入60口井的井位参数和井眼轨迹，包括单井不同斜深下对应的垂深、大地坐标，59口井的测井解释成果参数，包括单井测井解释分层、砂厚、砂层顶底深、有效厚度、有效厚度顶底深、小层内韵律段、韵律段(小层)的渗透率、韵律段孔隙度、韵律段饱和度、韵律段泥质含量)，66个砂体的储层特征参数，包括分层储层发育范围、边水发育范围、水侵方位和部位、隔层发育状况，储层流体物性参数，包括分层油水粘度、密度、原始地层温度、压力、油水压缩系数、体积系数、相渗曲线、层间干扰参数、泥质含量影响修正参数、渗透率对原始含油饱和度影响参数，56口井的完井射孔参数，包括完井时间、补孔时间、卡层时间，卡层情况、解堵时间、解堵情况，52口井的生产动态参数，包括单井生产时间、单井阶段产油、阶段产水、阶段产液、井底流压、静压、动液面、单井阶段注水、井底流压、静压，54井次的单井生产测井参数，包括单井生产测井时间、单井分层产液剖面、单井分层产油剖面、单井分层含水剖面、单井分层注水剖面，沉积微相参数缺失未输入。

在DELL610计算机上，经过4个小时计算，得到的井间注采对应状况、剖面计算曲线、水淹状况分布情况。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种复杂油藏水淹状况监测系统，其特征在于，包括：

输入单元，用于输入井点地质参数；

多级处理单元，用于根据输入单元输入的所述井点地质参数建立隐含的地质特征参数，完成区块多层、多井、多相及多种驱动力的能量平衡分析计算，进一步建立井间注采对应关系；利用拟函数，对分层分区水淹状况进行综合反演处理，得到区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹状况分布情况数据；

显示单元，用于显示所述多级处理单元建立的井间注采对应关系，以及得到的区块和单井不同时期的各种产吸剖面、分层水淹状况分布的图形结果数据。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级处理单元包括：

一级处理单元，连接所述输入单元，用于利用所述输入单元接收的井点地质参数得到平面地质参数场，以及对平面地质参数进行切割，得到各井控范围内的地质参数场；

二级处理单元，用于根据所述一级处理单元的结果进行能量平衡计算，预估单井不同层、不同方向上的流量，建立井间注采对应关系；

三级处理单元，用于根据所述一级处理单元、所述二级处理单元的结果确定水窜情况数据，得到单井中水窜层位在垂向上的分布数据及概率；

四级处理单元，用于根据所述一级处理单元、所述二级处理单元和所述三级处理单元的结果进行拟合，得到分层水淹状况分布情况数据，并得到区块和单井不同时期的各种产吸剖面数据。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述输入单元包括：

井网和井眼轨迹输入模块，用于输入井网和井位参数，包括：单井大地坐标、不同斜深下对应的垂深、不同斜深下对应的大地坐标；

测井解释成果输入模块，用于输入测井解释成果参数，包括：单井测井解释分层、砂厚、砂层顶底深、有效厚度、有效厚度顶底深、小层内韵律段、韵律段的渗透率、韵律段孔隙度、韵律段饱和度、韵律段泥质含量；

储层发育特征输入模块，用于输入储层发育特征参数，包括：分层储层发育范围、边水发育范围、水侵方位和部位、隔层发育范围、能量平衡区即定压边水分布、封闭型断层发育位置、尖灭区范围；

PVT参数输入模块，用于输入流体物性参数，包括：分层油水粘度、密度、原始地层温度、压力、油水压缩系数、体积系数、相渗曲线、层间干扰参数、泥质含量影响修正参数、渗透率对原始含油饱和度影响参数，以及垂直渗透率与水平渗透率关系、启动压力梯度与单位厚度流动系数的关系；

完井和射开输入模块，用于输入完井射孔参数，包括：完井时间、补孔时间、卡层时间，卡层情况、解堵时间、解堵情况；

生产动态资料输入模块，用于输入生产动态参数，包括：油井单井生产时间、单井注水时间、油井单井阶段产油、油井单井阶段产水、油井单井阶段产液、油井单井井底流压、油井单井静压、油井单井动液面、水井单井阶段注水、水井单井井底流压、水井单井静压；

生产测井输入模块，用于输入生产测井参数，包括：单井生产测井时间、单井分层产液剖面、单井分层产油剖面、单井分层含水剖面、单井分层注水剖面；

沉积微相输入模块，用于输入沉积微相参数，包括：沉积微相的类型、分层发育情况、渗透率和厚度范围。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述一级处理单元包括：

数据对比分析模块，用于对输入单元输入的所述井点地质参数进行筛选，确定关键参数特征；

层间干扰及层内平面干扰分析模块，用于确定由渗透率非均质V_k造成的层间干扰系数F(V_k)、泥质含量差异造成的层间干扰和动态非均质造成的层间干扰；

区块分层井间动态分析模块，用于以单层、单井为基本单元，将内蕴精细网格系统粗化处理，形成以井点为中心，以单井控制范围为最小平面单元，以砂体为最小垂向单元的井层单元块，根据空间上不同井层块的连接关系，包括从内蕴精细网格获取的单元块之间的连通方向数目、每个方向上的连接面积、井点间的距离、井点间连线与接触线角度、不同单元格之间的流动能力，利用对应两井点势函数的油藏工程表达式，以单层方向流量为变量，得到每口井与相邻井及供给边界之间的注采或者平衡关系，从而建立井间分层动态关联模型，形成系数矩阵，其中的系数即为井间动态关联强度；其中，井层单元块根据井位坐标和平均注采速度得到局部区域归属度M：

$M=\frac{\sqrt{q}}{L}F$

式中，q为流量，L为单元块与井的距离；F为单元块与井之间是否连通的判断，0或者1；归属度M最大时对应的井，即为该单元块隶属的井；

每口井与相邻井及供给边界之间的注采或者平衡关系根据势函数：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i\ln L_i$

和单井产能表达式：

$q=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{2\mathrm{\π\Δ}{\mathrm{\φ}}_{j}h}{\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C}$

得到；其中，i为井序号，j为层号，C为表皮因子。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据对比分析模块确定的关键参数特征包括：

根据砂体垂向的渗透率和垂向连通面积确定的垂向渗流遮挡系数：

$c=1-\frac{2}{\frac{h_1}{h_3}\·\frac{k_{z3}}{k_{z1}}+\frac{h_2}{h_3}\·\frac{k_{z3}}{k_{z2}}+2}$

其中：k_z1为上部储层垂向渗透率；h₁为上部储层有效厚度；k_z3为中间隔层垂向渗透率；h₃为中间隔层有效厚度；k_z2为下部储层垂向渗透率；h₂为下部储层有效厚度；

根据原油粘度-渗透率-启动压力梯度关系确定产能方程：

$q=\frac{2\mathrm{\πk}(P_w-\stackrel{\‾}{P})h[P_w-\stackrel{\‾}{P}-\mathrm{\ΔP}(k,\mathrm{\μ})]}{\mathrm{\μ}(\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C)}$

式中：q为流量；P为压力；

为平面属性模型中的渗透率，与生产压差有关；h为测井解释成果参数里的油层(有效)厚度；r_e，r_w为泄油半径和油井半径；μ为流体物性参数里的原油粘度mPa·s；ΔP(k，μ)为流体物性参数里的启动压力梯度；

根据储层发育特征的定压边水分布位置及其面积确定分层能量属性，即单砂体的面积大小和坐标位置。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述渗透率非均质V_k造成的层间干扰系数F(V_k)为：

F(V_k)＝3.2096V_k ³-4.1679V_k ²+0.1429V_k+0.987，R＝0.9842；

所述泥质含量差异造成的层间干扰为：

k_e/k＝-28.364V_sh ³+32.966V_sh ²-13.01V_sh+1.7336，R＝0.9835；

其中，V_sh为测井解释成果参数中的泥质含量；k_e/k为有效渗透率与绝对渗透率的比值；

所述动态非均质造成的层间干扰为：

$q=\frac{2\mathrm{\π}{k}_{e}h[P_w-\stackrel{\‾}{P}-\mathrm{\ΔP}(k,\mathrm{\μ})]}{\mathrm{\μ}(\ln \frac{r_e}{r_w}-\frac{3}{4}+C)}$

ΔP(k，μ)＝A+Bln(k/μⁿ)

其中，A，B，n为常数。

7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述二级处理单元包括：

多种能量平衡分析模块，用于进行能量来源和大小的整体识别、量化，联立井间分层动态关联强度系数和井筒多层耦合系数矩阵，以流量为变量，利用零级不完全LU分解预处理共轭梯度法求解单层方向流量，利用单层方向流量来源、大小识别、量化井间能量的分布和方向，以及不同时期的井间能量分布和方向的变化，根据区块分层井间动态分析模块中的分层井间动态关联强度判断能量的可能来源，包括来自定压边水和弹性边水的水侵、与水井衔接且有能量补充的注入水、产出与流入差异显示的布井区弹性能、来自井控范围以外的布井区外围弹性能；其中，能量来源根据注入产出量和定压边水平衡区的压力给出，对应的以井层块的压力和水侵量为未知数，其大小通过求解以下方程组得到：

确定了相关参数后，利用势函数进行局部的能量平衡计算和量化；

层间井间能量量化分析模块，用于进行能量具体来源和大小的量化，根据区块分层井间动态分析模块中的分层井间动态关联强度建立能量关联方程，形成系数矩阵，求解得到分层井间能量分布和驱动方向，该模块与多种能量平衡分析模块互为嵌套，进行井间分层动态关联强度系数和井筒多层耦合系数矩阵的求解，得到单层方向流量；

层间井间能量流动分析模块，用于根据流线流管方法，确定分层井间能量流动的量化关系，建立井间注采对应关系。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述层间井间能量流动分析模块根据流线流管方法，确定分层井间能量流动的量化关系，建立井间注采对应关系具体是指：

所述层间井间能量流动分析模块根据所述单层方向流量，确定边界渗流速度，根据全部井层产吸对比，确定单条流线流量以及单井单层流线数目，采用已有的质点追踪方法，设置十类中止边界条件：油井的流线终结于水井、水井的流线终结于油井、不稳定渗流的压力高地、不稳定渗流的压力洼地、边界处、断层遮挡处、油井流线终结于流量很小的其它油井、水井流线终结于流量很小的其它水井、油井流量小导致流线中止在油井所在网格、水井流量小导致流线中止在水井所在，确定井间流线分布，实现井间能量流动的量化；进行质点追踪时，结束点包括：油井的流线终结于水井、水井的流线终结于油井、不稳定渗流的压力高地、不稳定渗流的压力洼地、边界处、断层遮挡处、油井流线终结于流量很小的其它油井、水井流线终结于流量很小的其它水井、油井流量小导致流线中止在油井所在网格、水井流量小导致流线中止在水井所在。

9.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述三级处理单元包括：

边水水窜分析模块，用于得到各井分层边水水窜概率，在分层流量和流线分布的基础上，采用解析方法计算含水上升与实际含水上升对比，按照差距大小计算水窜可能概率分级，以及采用经验方法根据测井解释成果参数中的有效厚度、测井解释成果参数中的渗透率级差、生产测井参数中的产液剖面和吸水剖面、生产动态参数中的注采时间加权计算水窜的可能概率；将两种结果几何平均处理，得到不同方位、不同层位边水水窜的判断结果；

注水水窜分析模块，用于根据注入水在产出井分层水窜概率，得到水窜的层位、水窜概率判定；

水窜综合特征分析模块，用于对所述边水水窜分析模块、注水水窜分析模块的结果进行水窜排序处理，确定动静态异常特征。

10.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述四级处理单元包括：

智能反演模块，用于确定参数自变量，包括：井间水窜通道的方向、数目、强度；建立目标函数：

用目标函数开平方作为评价函数；确定参数的敏感性排序，最为敏感的参数为井间水窜通道垂向位置、主流线上高渗通道的有效厚度、渗透率；其次为其它流线上的厚度、渗透率；进行优化，具体包括：依次优化各井组，首先优化最敏感的参数，然后优化次敏感的参数，最后优化不敏感的参数；优化完毕后，修改关联参数后再次优化，直至优化结果收敛；

小层分析模块，输出分层水淹状况分布情况数据、采出程度变化数据、产液的变化数据、水侵的变化数据；

单井分析模块，输出区块和单井不同时期的各种产吸剖面数据。

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