CN109426687A - 一种油藏模拟网格转换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种油藏模拟网格转换方法及系统。该方法包括：1)基于顺层倾斜网格系统对于角度不整合地层建立顺层倾斜网格模型；2)拾取所述顺层倾斜网格模型中的顺层倾斜角点网格信息，基于所述网格信息求取水平网格厚度，并生成水平网格系统；3)通过水平网格厚度加权平均方法对水平网格属性进行赋值；4)对水平网格渗透率进行方向变换，以使水平网格渗透率主轴方向与地层一致；5)基于以上步骤建立的水平网格系统建立水平网格模型，在数值模拟过程中采用动态局部网格加密方法对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放。本发明在保证水平井模拟精度的同时，有效控制了模型计算总量，模拟计算时间与采用常规网格系统计算相比缩减70％。
Description
技术领域
本发明涉及油藏描述与模拟领域，更具体地，涉及一种油藏模拟网格转换方法及系统。
背景技术
目前主流建模软件针对角度不整合地层是基于顺层倾斜网格系统构建地质模型，以构造面约束控制地层格架的建立，来刻画地层角度不整合面或曲率突变地质体。常规顺层倾斜网格系统在刻画角度不整合油藏时的局限性主要体现在两方面：一是地质模型角度不整合面附近会产生大量三角网格，局部地质产状网格的不均一性会导致油藏数值模拟过程中流体从大网格体积流向小网格体积时出现收敛性难题，直接影响后续数值模拟的准确性；二是会导致区域网格呈锯齿状分布，部分网格出现油气水三相共存现象，难以满足油藏精细描述的精度。此外，为保证气顶底水油藏水平井气窜水锥过程精细模拟的需要，数值模拟过程中有必要对水平井近井地带局部区域进行网格加密。传统网格加密技术的缺陷主要在于加密区域在模拟开始时间步一旦设定，即伴随模型运算整个过程，加密区域无法及时释放加密网格，模型计算量剧增。因此，有必要开发一种能够有效控制油藏模拟网格数量的油藏模拟网格转换方法及系统。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
针对现有技术中加密区域模拟计算量剧增的缺陷，本发明提出了一种油藏网格模拟转换方法及系统，通过减少角度不整合面附近三角网格的数量来控制油藏模拟网格的数量，以提高角度不整合气顶底水油藏储层表征和模拟的精度。
根据本发明的一方面，提出一种油藏模拟网格转换方法。该方法包括：
1)基于顺层倾斜网格系统对于油藏建立顺层倾斜网格模型；
2)拾取所述顺层倾斜网格模型中的顺层倾斜角点网格信息，基于所述网格信息求取水平网格厚度，并生成水平网格系统；
3)通过水平网格厚度加权平均方法对水平网格属性进行赋值；
4)对水平网格渗透率进行方向变换，以使水平网格渗透率主轴方向与地层一致；
5)基于以上步骤建立的水平网格系统建立水平网格模型，在数值模拟过程中采用动态局部网格加密方法对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放。
优选地，在步骤2)中，根据以下公式求取水平网格厚度，所述水平网格厚度包括气层水平网格厚度、油层水平网格厚度以及水层水平网格厚度：
其中：Hg为气层水平网格厚度；Ng为气层水平网格层数；Ho为油层水平网格厚度；No为油层水平网格层数；Hw为水层水平网格厚度；Nw为水层水平网格层数；为顺层倾斜网格系统中气层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中气层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最低点深度；
优选地，在步骤3)中通过以下公式对水平网格属性进行赋值：
其中，φf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的属性值；
φ(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的属性值；
Hf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的厚度；
H(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的厚度。
优选地，所述水平网格属性包括孔隙度和流体饱和度。
优选地，5.1)统计每口水平井生产时间段，包括开井关井时间节点；
5.2)根据每口水平井井身结构以及水平段钻遇储层的物性参数，设置每口水平井近井地带局部网格加密区域以及网格大小；
5.3)根据每口水平井开井关井时间节点控制各自局部网格加密的起止时间。
根据本发明的另一方面，提出一种油藏模拟网格转换系统。该系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)基于顺层倾斜网格系统对于油藏建立顺层倾斜网格模型；
2)拾取所述顺层倾斜网格模型中的顺层倾斜角点网格信息，基于所述网格信息求取水平网格厚度，并生成水平网格系统；
3)通过水平网格厚度加权平均方法对水平网格属性进行赋值；
4)对水平网格渗透率进行方向变换，以使水平网格渗透率主轴方向与地层一致；
5)基于以上步骤建立的水平网格系统建立水平网格模型，在数值模拟过程中采用动态局部网格加密方法对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放。
优选地，在步骤2)中，根据以下公式求取水平网格厚度，所述水平网格厚度包括气层水平网格厚度、油层水平网格厚度以及水层水平网格厚度：
其中：Hg为气层水平网格厚度；Ng为气层水平网格层数；Ho为油层水平网格厚度；No为油层水平网格层数；Hw为水层水平网格厚度；Nw为水层水平网格层数；为顺层倾斜网格系统中气层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中气层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最低点深度；
优选地，在步骤3)中通过以下公式对水平网格属性进行赋值：
其中，φf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的属性值；
φ(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的属性值；
Hf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的厚度；
H(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的厚度。
优选地，所述水平网格属性包括孔隙度和流体饱和度。
优选地，5.1)统计每口水平井生产时间段，包括开井关井时间节点；
5.2)根据每口水平井井身结构以及水平段钻遇储层的物性参数，设置每口水平井近井地带局部网格加密区域以及网格大小；
5.3)根据每口水平井开井关井时间节点控制各自局部网格加密的起止时间。
本发明针对角度不整合气顶底水油藏的特点，引入一种油藏模拟网格转换方法级系统，将传统顺层倾斜网格系统转换成水平网格系统。通过网格变换，减少了地质模型角度不整合面附近三角网格数量，避免了网格呈锯齿状分布，实现了大气顶、薄油环、厚底水网格差异化设置，为后续油藏精细模拟研究奠定了基础。通过大气顶厚底水油藏水平井近井地带局部“不等时、不等距”动态网格加密技术，在保证水平井模拟精度的同时，有效控制了模型计算总量，模拟计算时间与采用常规网格系统计算相比缩减70％。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出根据本发明的示例性实施方案的油藏模拟网格转换方法的流程图；
图2示出角度不整合地层顺层顺层倾斜网格模型；
图3示出角度不整合地层水平网格模型；
图4示出T1时刻局部网格动态加密区域R1、R2；
图5示出T2时刻局部网格动态加密区域R1、R3。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的建模过程遵循“点—面—体”模拟步骤，首先根据地震解释隔层约束，建立真实反应角度不整合接触倾斜地层特征的倾斜网格模型，之后通过网格转换技术，将地质产状顺层倾斜网格系统转换为水平产状网格系统，缩减了地质模型不整合面附近三角网格的数量，精细表征分布特征。
以下参照图1详细描述根据本发明示例性实施方案的油藏模拟网格转换方法。该方法主要包括：
步骤1：基于顺层倾斜网格系统对于角度不整合地层建立顺层倾斜网格模型。
根据地震解释隔层约束，对于角度不整合地层，建立真实反应角度不整合接触倾斜地层特征的倾斜网格模型，如图2所示。
步骤2：拾取所述顺层倾斜网格模型中的顺层倾斜角点网格信息，基于所述网格信息求取水平网格厚度，并生成水平网格系统，如图3所示。
在地质建模软件中，通常采用COORD(定义线)和ZCORN(定义点)两个关键字来描述角点网格的位置和形态。通过读取顺层倾斜网格模型数据文件，分别搜索气顶(气层)、油环(油层)、底水(水层)三个区域各自最大的ZCORN和最小的ZCORN。
可以根据以下公式求取水平网格系统网格厚度大小：
其中：Hg为气层水平网格厚度；Ng为气层水平网格层数；Ho为油层水平网格厚度；No为油层水平网格层数；Hw为水层水平网格厚度；Nw为水层水平网格层数；为顺层倾斜网格系统中气层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中气层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最低点深度；
其中，气层水平网格层数、油层水平网格层数、水层水平网格层数从转换前网格模型中读取。
基于上述水平网格系统网格厚度大小生成水平网格分层文件，输出水平网格系统COORD和ZCORN数据文件。其中薄油环部分是模拟的重点区域，可以采用密网格，气顶和底水的厚度较大，可以采用粗网格。
步骤3：通过水平网格厚度加权平均方法对水平网格属性进行赋值。
在一个示例中，可以通过以下公式对水平网格属性进行赋值：
其中，φf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的属性值；
φ(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的属性值；
Hf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的厚度；
H(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的厚度。
所述水平网格属性可以包括孔隙度和流体饱和度，本领域技术人员可以理解，也可以包括其他属性。
步骤4：对水平网格渗透率进行方向变换，以使水平网格渗透率主轴方向与地层一致。
渗透率是数值模拟关键参数之一，为保证水平网格系统渗透率主轴方向和地层保持一致，以实现网格转换前后模型对流体流量的控制基本保持等效，有必要对水平网格渗透率方向进行变换，变换方法可以采用渗透率张量二维变换方法。
步骤5：基于以上步骤建立的水平网格系统建立水平网格模型，在数值模拟过程中采用动态局部网格加密方法对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放。
在所建立的水平网格系统模型基础上，数值模拟过程中根据不同水平井生产时间段，应用局部“不等时、不等距”动态网格加密技术对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放，模型网格总量得到有效控制，在模拟精度得到提高的同时，能有效缩减此类油藏数值模拟模型计算量。
动态局部网格加密主要包括：
步骤5.1：统计每口水平井生产时间段(注意剔除关井修井作业时间段)。
步骤5.2：根据每口水平井井身结构以及水平段钻遇储层的物性参数，设置每口水平井近井地带网格加密区域以及网格大小。
如图4所示，T1时刻的加密区域为R1、R2，R1加密区域平面网格步长为10m×10m，R2加密区域平面网格步长均为25m×25m；如图5所示，T2时刻的加密区域为R1、R3，R1加密区域平面网格步长为10m×10m，R3加密区域平面网格步长均为25m×25m。
步骤5.3：根据前两步骤准备的数据资料，为每口水平井量身定制一套近井地带局部网格动态加密方案，具体地，根据每口水平井开井关井时间节点，动态控制各自局部网格加密的起止时间。
以T1和T2两个时刻为例，T1时刻的加密区域为R1和R2，在T2时刻加密区域则变为R1和R3，在T2时刻，R2区域加密网格被自动释放，从而实现局部网格随时加密与释放，模型网格总量得到有效控制。
本发明还提出了一种油藏模拟网格转换系统，该系统主要包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)基于顺层倾斜网格系统对于油藏建立顺层倾斜网格模型；
2)拾取所述顺层倾斜网格模型中的顺层倾斜角点网格信息，基于所述网格信息求取水平网格厚度，并生成水平网格系统；
3)通过水平网格厚度加权平均方法对水平网格属性进行赋值；
4)对水平网格渗透率进行方向变换，以使水平网格渗透率主轴方向与地层一致；
5)基于以上步骤建立的水平网格系统建立水平网格模型，在数值模拟过程中采用动态局部网格加密方法对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放。
在一个示例中，在步骤2)中，根据以下公式求取水平网格厚度，所述水平网格厚度包括气层水平网格厚度、油层水平网格厚度以及水层水平网格厚度：
其中：Hg为气层水平网格厚度；Ng为气层水平网格层数；Ho为油层水平网格厚度；No为油层水平网格层数；Hw为水层水平网格厚度；Nw为水层水平网格层数；为顺层倾斜网格系统中气层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中气层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最低点深度；
在一个示例中，在步骤3)中通过以下公式对水平网格属性进行赋值：
其中，φf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的属性值；
+(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的属性值；
Hf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的厚度；
H(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的厚度。
在一个示例中，所述水平网格属性包括孔隙度和流体饱和度。
在一个示例中，5.1)统计每口水平井生产时间段，包括开井关井时间节点；
5.2)根据每口水平井井身结构以及水平段钻遇储层的物性参数，设置每口水平井近井地带局部网格加密区域以及网格大小；
5.3)根据每口水平井开井关井时间节点控制各自局部网格加密的起止时间。
本发明所提出的油藏模拟网格转换方法及系统已应用于尼日利亚Akam、加蓬Obangue等油田，部署并完钻7口水平井，单井平均初期日产油80吨/天。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种油藏模拟网格转换方法，其特征在于，包括：
1)基于顺层倾斜网格系统对于角度不整合地层建立顺层倾斜网格模型；
2)拾取所述顺层倾斜网格模型中的顺层倾斜角点网格信息，基于所述网格信息求取水平网格厚度，并生成水平网格系统；
3)通过水平网格厚度加权平均方法对水平网格属性进行赋值；
4)对水平网格渗透率进行方向变换，以使水平网格渗透率主轴方向与地层一致；
5)基于以上步骤建立的水平网格系统建立水平网格模型，在数值模拟过程中采用动态局部网格加密方法对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放。
2.根据权利要求1所述的油藏模拟网格转换方法，其中，在步骤2)中，根据以下公式求取水平网格厚度，所述水平网格厚度包括气层水平网格厚度、油层水平网格厚度以及水层水平网格厚度：
其中：Hg为气层水平网格厚度；Ng为气层水平网格层数；Ho为油层水平网格厚度；No为油层水平网格层数；Hw为水层水平网格厚度；Nw为水层水平网格层数；为顺层倾斜网格系统中气层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中气层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最低点深度；
3.根据权利要求1所述的油藏模拟网格转换方法，其中，在步骤3)中通过以下公式对水平网格属性进行赋值：
其中，φf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的属性值；
φ(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的属性值；
Hf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的厚度；
H(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的厚度。
4.根据权利要求3所述的油藏模拟网格转换方法，其中，所述水平网格属性包括孔隙度和流体饱和度。
5.根据权利要求1所述的油藏模拟网格转换方法，其中，步骤5)包括：
5.1)统计每口水平井生产时间段，包括开井关井时间节点；
5.2)根据每口水平井井身结构以及水平段钻遇储层的物性参数，设置每口水平井近井地带局部网格加密区域以及网格大小；
5.3)根据每口水平井开井关井时间节点控制各自局部网格加密的起止时间。
6.一种油藏模拟网格转换系统，其特征在于，所述系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)基于顺层倾斜网格系统对于油藏建立顺层倾斜网格模型；
2)拾取所述顺层倾斜网格模型中的顺层倾斜角点网格信息，基于所述网格信息求取水平网格厚度，并生成水平网格系统；
3)通过水平网格厚度加权平均方法对水平网格属性进行赋值；
4)对水平网格渗透率进行方向变换，以使水平网格渗透率主轴方向与地层一致；
5)基于以上步骤建立的水平网格系统建立水平网格模型，在数值模拟过程中采用动态局部网格加密方法对水平井近井地带进行局部网格随时加密与释放。
7.根据权利要求6所述的油藏模拟网格转换系统，其中，在步骤2)中，根据以下公式求取水平网格厚度，所述水平网格厚度包括气层水平网格厚度、油层水平网格厚度以及水层水平网格厚度：
其中：Hg为气层水平网格厚度；Ng为气层水平网格层数；Ho为油层水平网格厚度；No为油层水平网格层数；Hw为水层水平网格厚度；Nw为水层水平网格层数；为顺层倾斜网格系统中气层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中气层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中油层最低点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最高点深度；为顺层倾斜网格系统中水层最低点深度；
8.根据权利要求6所述的油藏模拟网格转换系统，其中，在步骤3)中通过以下公式对水平网格属性进行赋值：
其中，φf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的属性值；
φ(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的属性值；
Hf(if,jf,kf)为水平网格系统中网格(if,jf,kf)的厚度；
H(i,j,k)为顺层倾斜网格系统中网格(i,j,k)的厚度。
9.根据权利要求8所述的油藏模拟网格转换系统，其中，所述水平网格属性包括孔隙度和流体饱和度。
10.根据权利要求6所述的油藏模拟网格转换系统，其中，步骤5)包括：
5.1)统计每口水平井生产时间段，包括开井关井时间节点；
5.2)根据每口水平井井身结构以及水平段钻遇储层的物性参数，设置每口水平井近井地带局部网格加密区域以及网格大小；
5.3)根据每口水平井开井关井时间节点控制各自局部网格加密的起止时间。
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