CN114198072B - 多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法 - Google Patents

多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法 Download PDF

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Abstract

一种多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法，采用以下步骤：一：对研究单元进行地质建模；二：对油田的水驱油进行分解；其是将三维驱替过程转化为纵向水驱油和平面水驱油过程；三：设置纵向细分层系方案，计算纵向矛盾程度；四：设置平面井网部署方案，计算平面矛盾程度；五：对纵向和平面方案进行组合，确定最优井网部署方案。本发明不仅对不同纵向层系划分方案和平面井网部署方案矛盾程度进行定量化；而且，还确定了每个方案的总矛盾程度；并根据单井增油量的最小经济界限，以确定最优的井网部署方案；同时，还考虑了纵向划分层系和平面井网部署对开发效果的影响，解决了多层合采油藏水驱开发井网优化难的问题。

Description

多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法
技术领域
本发明属于油气田勘探开发技术领域，尤其涉及多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法。
背景技术
目前，由于渤海油田的天然能量不足，在对其开发过程中，多采用注水开发。受海上油田勘探开发成本的制约，针对多层油田，多采用大井距和大段合采的开发方式，因此，在油田在开发过程中，平面矛盾和纵向矛盾比较突出。在油田开发方案编制过程中，油田开发井网的部署是减缓油田平面矛盾和纵向矛盾的根本，其是确保油田经济高效开发的基础。
现有的多层合采油藏水驱开发井网优化部署，主要采用类比法和数值模拟法，但是，不论类比法还是数值模拟法，都是以解决纵向矛盾优先；其采用以下步骤：
S1；划分纵向上开发层系；
S2；针对每个层系开展井网和井距优化；
S3；确定整个油田的井网优化部署方法。
由于传统方法对平面矛盾考虑不够，最终，确定的井网优化部署方案常常不是最优方案，造成了资源浪费；且由于目前还没有同时考虑平面矛盾和纵向矛盾的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法。因此，急需建立一种同时考虑纵向层系划分和平面井网部署的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法，以指导多层合采水驱油藏的高效开发。
发明内容
本发明目的在于提供一种多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法,以解决多层合采水驱油藏的高效开发的技术问题。
为实现上述目的，本发明的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法的具体技术方案如下：
一种多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法，采用以下步骤：
第一步：对研究单元进行地质建模；
第二步：对油田的水驱油进行分解；其是将三维驱替过程转化为纵向水驱油和平面水驱油过程；
第三步：设置纵向细分层系方案，计算纵向矛盾程度；
第四步：设置平面井网部署方案，计算平面矛盾程度；
第五步：对纵向和平面方案进行组合，确定最优井网部署方案。
进一步，所述第一步中，研究单元为：研究基础资料，且研究基础资料为：油田的钻井、录井、测井以及地震资料，并多次随机建模后，对模型参数取平均值作为推荐地质模型。
进一步，所述第二步中，对油田的开发过程进行分解：油田开发为三维驱替过程，而多层合采油藏水驱开发剩余油主控因素，能够分为层间差异型和平面动用不均型，并根据剩余油主控因素，将水驱油的三维过程，转化为纵向水驱油过程和平面水驱油过程。
进一步，所述第三步中，确定纵向的开发层数，根据推荐地质模型计算每个层的平均渗透率，并对每个层依据渗透率进行从大到小排序，排序前三分之一的层为高渗层，排序后三分之一的层为低渗层，其余的层为中渗层，求取高渗层、中渗层和低渗层的平均渗透率；并设置四套划分层系方案，方案一：划分为一套层系，高渗层、中渗层和低渗层合采；方案二：划分为两套层系，其中，高渗层单采，中渗层和低渗层合采；方案三：划分为两套层系，其中，低渗层单采，高渗层和中渗层合采；方案四：划分为三套层系，其中的高渗层、中渗层和低渗层均单采；采用等压差的方式模拟方案中存在合采的水驱油过程，定义了纵向矛盾系数定量表征了不同层系划分方案的纵向矛盾程度；如前所述方案一：高渗层、中渗层和低渗层合采，方案二：存在中渗层和低渗层合采，方案三：存在高渗层和中渗层合采；设置时间步长和单位时间步长的总注水量，计算初始时刻t＝0合采下单层的含水率，t时刻含水率的数学表达式为：
式中：i的取值为1、2、3，其中，1为高渗层，2为中渗层，3为低渗层；fwti为t时刻第i层的含水率，％；krwit为t时刻第i层的水相相对渗透率；μwi为第i层的水相粘度，mPa.s；kroit为t时刻第i层的油相相对渗透率；μoi为第i层的油相粘度，mPa·s；
计算t时刻合采层的平均含水率，其表达式为:
式中：fwt为t时刻合采层的平均含水率，％；hi为第i层的厚度，m；
若fwt大于等于98％，停止该合采方案模拟过程，若fwt低于98％，继续进入下一时刻的水驱油过程模拟；
计算t时刻的合采下单层的两相渗流能力系数，其表达式为：
式中：λit为t时刻第i层的渗流能力系数，10-3μm2·m；Ki为第i层的平均渗透率，10-3μm2；
根据单层渗流能力系数计算每个层的注入量：
式中：Qi为单位时间步长第i层的注入量，m3；Qz为单位时间步长的总注水量，m3；
每个层的注采比为1.0，计算下一时刻每个层的含水饱和度：
式中：Swi(t)为t时刻第i层的含水饱和度；Swi(t+1)为t+1时刻第i层的含水饱和度；PVi为第i层的孔隙体积，m3；
进入下一时刻水驱油过程模拟，计算模拟停止时合采层平均含水饱和度，其表达式为：
式中：Sw(tend)模拟停止时某一方案的平均含水饱和度，Swi(tend)模拟停止时第i层的平均含水饱和度；
根据相渗曲线和油水粘度，绘制不同含水饱和度下的含水率曲线，利用绘图法，计算含水98％时的含水饱和度Sw98％，该值为各方案中单采层最终的含水饱和度；
计算纵向层系划分方案的纵向矛盾系数，其数学表达式为：
式中：Sws为束缚水饱和度；纵向矛盾系数表征的纵向矛盾程度，其数值为0到1之间，其数值越小矛盾程度越高，其数值为1时表示不存在矛盾。
进一步，所述第四步中，采用如下步骤：
⑴对于推荐的地质模型纵向渗透率取平均值，将纵向多层模型合并成单层模型；
⑵利用数值模拟计算初始时刻单个网格流量值，按照从小到大对不同的流量值进行排序；
⑶根据初始流量值排序结果，按照数值将平面划分为三个区域，这三个区域分别是高流量区、中流量区和低流量区；其中，低流量区的流量值排名在前三分之一，高流量区的流量值排名为后三分之一，其余为中流量区；并采用等压差的方式不同平面井网部署方案中水驱油过程，定义了平面矛盾系数定量表征了不同层系划分方案的平面矛盾程度；
计算高流量区、中流量区和低流量区的孔隙体积；
计算初始时刻高流量区、中流量区和低流量区平均流量，数学表达式为：
式中：j的取值为1、2、3，其中1为高流量区，2为中流量区，3为低流量区；Ej为第j个流量区平均流量值，m3/d；Ek为第k个网格的流量值，m3/d；nj为第j个流量区的网格个数，个；
计算第j个流量区的孔隙体积：
式中：PVj为第j个流量区孔隙体积，m3；PVk为第k个网格的孔隙体积，m3；
采用平面不同区域等压差驱替模拟高流量区、中流量区和低流量区同时进行水驱油过程，设置时间步长和单位时间步长的总注水量，计算初始时刻t＝0高流量区、中流量区和低流量区的含水率，t时刻含水率的数学表达式为：
式中：fwtj为t时刻第j个流量区的含水率，％；krwjt为t时刻第j个流量区的水相相对渗透率；μwj为第j个流量区的水相粘度，mPa.s；krojt为t时刻第j个流量区的油相相对渗透率；μoj为第j个流量区的油相粘度，mPa·s；
计算t时刻平面上的平均含水率，其表达式为:
式中：fwpt为t时刻平面上的平均含水率；
若fwpt大于等于98％，停止该平面井网部署方案模拟过程，若fwpt低于98％，继续进入下一时刻的水驱油过程模拟。
计算初始时刻的平面合采不同流量区的两相渗流能力系数，其表达式为：
式中：λjt为t时刻第j个流量区的渗流能力系数，m3/d；
根据不同流量区的两相渗流能力系数计算每个流量区的注入量：
式中：Qj为单位时间步长第j个流量区的注入量，m3；
每个流量区的注采比为1.0，计算下一时刻每个流量区的含水饱和度：
式中：Swj(t)为t时刻第j个流量区的含水饱和度；Swj(t+1)为t+1时刻第j个流量区的含水饱和度；PVj为第j个流量区的孔隙体积，m3；
进入下一时刻水驱油过程模拟，计算模拟停止时平面上的平均含水饱和度，其表达式为：
式中：Swp(tend)为模拟停止时某一方案的平均含水饱和度，Swi(tend)模拟停止时第i层的平均含水饱和度；
计算平面井网部署方案的矛盾系数，其数学表达式为：
式中：CH为平面矛盾系数，平面矛盾系数表征的平面矛盾程度，其数值为0到1之间，其数值越小矛盾程度越高，其数值为1时表示不存在矛盾。
进一步，所述第五步中，对纵向和平面方案进行排列组合，形成总体井网部署方案，计算不同总体井网部署方案的总矛盾程度，其数学表达式为：
C＝CVCH
式中：C为总矛盾系数；
对不同方案进行对比，计算对比方案的单井增油量，对比公式如下：
式中：为/>方案与β方案相比单井增油量，104m3；N为研究区地质储量，104m3；/>为/>方案的总矛盾程度；Cβ为β方案的总矛盾程度；/>为/>方案的井数，口；wβ为β方案的井数，口；
若大于经济理想增油量，则/>方案优于β方案，将所有方案两两进行对比，确定最优的井网部署方案。
本发明的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法具有以下优点：
1.本发明根据剩余油主控因素，将三维驱替转化纵向水驱油和平面水驱油过程，分别对不同纵向层系划分方案和平面井网部署方案矛盾程度进行定量化；
2.本发明对不同的纵向层系划分方案和平面井网部署方案进行组合，以确定每个方案的总矛盾程度；
3.本发明根据单井增油量的最小经济界限，以确定最优的井网部署方案，同时，还考虑了纵向划分层系和平面井网部署对开发效果的影响，解决了多层合采油藏水驱开发井网优化难的问题。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的三维地质模型示意图；
图3为本发明的纵向水驱油模型简化示意图；
图4为本发明的平面水驱油模型简化示意图；
图5为本发明的采用的油水相对渗透率曲线示意图。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法做进一步详细的描述。
如图1所示，本发明采用以下步骤：
第一步：对研究单元进行地质建模；
基于油田的钻井、录井、测井以及地震资料对研究单元进行建模，并多次随机建模后，对模型参数取平均值作为推荐地质模型；
上述研究单元为：研究单元为研究基础资料，且研究基础资料为油田的钻井、录井、测井以及地震资料；
第二步：对油田的水驱油进行分解；
将三维驱替过程转化为纵向水驱油和平面水驱油过程；
上述油田开发过程为：三维驱替过程，而多层合采油藏水驱开发剩余油主控因素，可以分别层间差异型和平面动用不均型，并根据剩余油主控因素，将水驱油的三维过程转化为纵向水驱油过程和平面水驱油过程，纵向水驱油模型简化图如图3所示，平面水驱油模型简化图如图4所示；
第三步：设置纵向细分层系方案，计算不同层系划分方案的纵向矛盾程度；
在渤海X油田地质模型上，纵向上一共划分15个层，根据推荐地质模型计算每个层的平均渗透率，并对每个层依据渗透率从大到小进行排序，排序前三分之一的层为高渗层，排序后三分之一的层为低渗层，其余的层为中渗层，求取高渗层、中渗层和低渗层的平均渗透率；每个层的渗透率如表1所示：
表1渤海X油田纵向各层平均渗透率
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
渗透率(10-3μm2) 7.2 20.9 55.7 31.9 38.3 42.3 90.1 148.7
序号 9 10 11 12 13 14 15
渗透率(10-3μm2) 262.6 314.1 587.3 245.7 471.8 606.9 570.3
将第10、11、13、14和15层划为高渗层，高渗层的平均渗透率为510.1×10-3μm2，将第3、7、8、9和12层划为中渗层，中渗层的平均渗透率为160.6×10-3μm2，将第1、2、4、5和6层划为低渗层，低渗层的平均渗透率为28.1×10-3μm2，设置四套划分层系方案，其中，方案一：将纵向上划分为一套层系，高渗层、中渗层和低渗层合采；方案二：将纵向上划分为两套层系，其中的高渗层单采，中渗层和低渗层划分为合采；方案三：将纵向上划分为两套层系，其中的低渗层划分为一套层系，高渗层和中渗层划分为一套层系；方案四：将纵向上划分为三套层系，其中的高渗层、中渗层和低渗层均单采；采用等压差的方式模拟方案中，存在纵向合采的水驱油过程，如前所述方案一：存在高渗层、中渗层和低渗层合采，方案二：存在中渗层和低渗层合采，方案三：存在高渗层和中渗层合采；设置时间步长为1天，单位时间步长的总注水量3000方，从t＝0时刻开始模拟，直到满足终止条件，计算t时刻合采下单层的含水率，t时刻含水率的数学表达式为：
式中：i的取值为1、2、3，其中，1为高渗层，2为中渗层，3为低渗层；fwti为t时刻第i层的含水率，％；krwit为t时刻第i层的水相相对渗透率；μwi为第i层的水相粘度，mPa.s；kroit为t时刻第i层的油相相对渗透率；μoi为第i层的油相粘度，mPa·s；采用的油水相对渗透率曲线，如图5所示。
计算t时刻合采层的平均含水率，其表达式为:同上所示；
算每个层的平均渗透率，每个层的渗透率如表2所示：
表2渤海X油田纵向各层平均渗透率
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
渗透率(10-3μm2) 7.2 20.9 55.7 31.9 38.3 42.3 90.1 148.7
序号 9 10 11 12 13 14 15
渗透率(10-3μm2) 262.6 314.1 587.3 245.7 471.8 606.9 570.3
将第10、11、13、14和15层划为高渗层，高渗层的平均渗透率为510.1×10-3μm2，将第3、7、8、9和12层划为中渗层，中渗层的平均渗透率为160.6×10-3μm2，将第1、2、4、5和6层划为低渗层，低渗层的平均渗透率为28.1×10-3μm2，设置四套划分层系方案，方案一将纵向上划分为一套层系，高渗层、中渗层和低渗层合采；方案二将纵向上划分为两套层系，其中高渗层单采，中渗层和低渗层划分为一套层系；方案三将纵向上划分为两套层系，其中低渗层划分为一套层系，高渗层和中渗层划分为一套层系；方案四将纵向上划分为三套层系，高渗层、中渗层和低渗层均单采；采用等压差的方式模拟方案中存在纵向合采的水驱油过程，定义了纵向矛盾系数定量表征了不同层系划分方案的纵向矛盾程度；如前所述方案一存在高渗层、中渗层和低渗层合采，方案二存在中渗层和低渗层合采，方案三存在高渗层和中渗层合采；设置时间步长为1天，单位时间步长的总注水量3000方，从t＝0时刻开始模拟，直到满足终止条件，计算t时刻合采下单层的含水率，t时刻含水率的数学表达式为：
式中：i的取值为1、2、3，其中1为高渗层，2为中渗层，3为低渗层；fwti为t时刻第i层的含水率，％；krwit为t时刻第i层的水相相对渗透率；μwi为第i层的水相粘度，mPa.s；kroit为t时刻第i层的油相相对渗透率；μoi为第i层的油相粘度，mPa·s；采用的油水相对渗透率曲线如图5所示。
计算t时刻合采层的平均含水率，其表达式为:
式中：Sw(tend)模拟停止时某一方案的平均含水饱和度，Swi(tend)模拟停止时第i层的平均含水饱和度；
计算t时刻合采层的平均含水率，其表达式为:
式中：fwt为t时刻合采层的平均含水率，％；hi为第i层的厚度，m；
若fwt大于等于98％，停止该合采方案模拟过程，若fwt低于98％，继续进入下一时刻的水驱油过程模拟；
计算t时刻的合采下单层的两相渗流能力系数，其表达式为：
式中：λit为t时刻第i层的渗流能力系数，10-3μm2·m；Ki为第i层的平均渗透率，10-3μm2；
根据单层渗流能力系数计算每个层的注入量：
式中：Qi为单位时间步长第i层的注入量，m3；Qz为单位时间步长的总注水量，m3；
根据图5所示，相渗曲线和油水粘度，绘制不同含水饱和度下的含水率曲线，并利用绘图法，计算含水98％时的含水饱和度Sw98％为0.54，该值为各方案中单采层最终的含水饱和度。
表3不同纵向细分层系方案各层最终平均含水饱和度
计算纵向细分方案的矛盾系数，其数学表达式为：
式中：Sws为束缚水饱和度；纵向矛盾系数表征的纵向矛盾程度，其数值为0到1之间，其数值越小矛盾程度越高，其数值为1时表示不存在矛盾；纵向细分方案一的矛盾系数为0.56、方案二的矛盾系数为0.87、方案三的矛盾系数为0.77、方案四的矛盾系数为1.00，由于方案三与方案二比相比，层系划分套数均为两套，筛选掉严格劣方案方案三，将方案一、方案二和方案四作为备选方案。
第四步：设置平面的井网部署方案，计算不同方案的平面矛盾程度；并采用如下步骤：
⑴对于推荐的地质模型纵向渗透率取平均值，将纵向多层模型合并成单层模型，其中，部署不同的平面的注采方案，方案一的井数为36口，方案二的井数为25口，方案三的井数为20口，方案四的井数为15口。
⑵利用数值模拟计算初始时刻单个网格流量值，按照从小到大对不同的流量值进行排序；
⑶根据初始流量值排序结果，按照数值将平面划分为三个区域，这三个区域分别是高流量区、中流量区和低流量区；其中，低流量区的流量值排名在前三分之一，高流量区的流量值排名为后三分之一，其余为中流量区。并采用等压差的方式不同平面井网部署方案中水驱油过程，定义了平面矛盾系数定量表征了不同层系划分方案的平面矛盾程度；
上述计算高流量区、中流量区和低流量区的孔隙体积。计算初始时刻高流量区、中流量区和低流量区平均流量，数学表达式为：
式中：j的取值为1、2、3，其中1为高流量区，2为中流量区，3为低流量区；Ej为第j个流量区平均流量，m3/d；Ek为第k个网格的流量值，m3/d；nj为第j个流量区的网格个数，个；
计算第j个流量区的孔隙体积：
式中：PVj为第j个流量区孔隙体积，m3；PVk为第k个网格的孔隙体积，m3；不同平面井网部署方案的高流量区、中流量区和低流量区的孔隙体积，如表4所示：
表4不同平面井网部署方案各流量区孔隙体积
采用平面不同区域等压差驱替模拟方案中平面高流量区、中流量区和低流量区同时进行水驱油过程，设置时间步长和单位时间步长的总注水量，计算初始时刻t＝0高流量区、中流量区和低流量区的含水率，t时刻含水率的数学表达式为：
式中：fwtj为t时刻第j个流量区的含水率，％；krwjt为t时刻第j个流量区的水相相对渗透率；μwj为第j个流量区的水相粘度，mPa.s；krojt为t时刻第j个流量区的油相相对渗透率；μoj为第j个流量区的油相粘度，mPa·s；
计算t时刻平面上的平均含水率，其表达式为:
式中：fwpt为t时刻平面上的平均含水率；
若fwpt大于等于98％，停止该平面井网部署方案模拟过程，若fwpt低于98％，继续进入下一时刻的水驱油过程模拟。
计算初始时刻的平面合采不同流量区的两相渗流能力系数，其表达式为：
式中：λjt为t时刻第j个流量区的渗流能力系数，m3/d；
根据不同流量区的两相渗流能力系数计算每个流量区的注入量：
式中：Qj为单位时间步长第j个流量区的注入量，m3；
每个流量区的注采比为1.0，计算下一时刻每个流量区的含水饱和度：
式中：Swj(t)为t时刻第j个流量区的含水饱和度；Swj(t+1)为t+1时刻第j个流量区的含水饱和度；PVj为第j个流量区的孔隙体积，m3；
进入下一时刻水驱油过程模拟，计算模拟停止时平面上的平均含水饱和度，其表达式为：
式中：Swp(tend)为模拟停止时某一方案的平均含水饱和度，Swi(tend)模拟停止时第i层的平均含水饱和度；
表5不同平面井网部署方案各流量区最终平均含水饱和度
根据相渗曲线和油水粘度，绘制不同含水饱和度下的含水率曲线，利用绘图法计算含水98％时的含水饱和度Sw98％，该值为各方案中单采层最终的含水饱和度。
计算平面井网部署方案的矛盾系数，其数学表达式为：
式中：CH为平面矛盾系数，平面矛盾系数表征的平面矛盾程度，其数值为0到1之间，其数值越小矛盾程度越高，其数值为1时表示不存在矛盾；
第五步：对纵向和平面方案进行组合，基于单井增油量确定油田的最优井网部署方案。
对纵向和平面方案进行排列组合，形成总体井网部署方案，计算不同总体井网部署方案的总矛盾程度，其数学表达式为：
式中：C为总矛盾系数；
表6不同总体部署方案的井数和总矛盾程度
总体方案 纵向方案 平面方案 井数 总矛盾程度
总体方案一 方案一 方案四 15 0.30
总体方案二 方案一 方案三 20 0.34
总体方案三 方案一 方案二 25 0.36
总体方案四 方案二 方案四 30 0.47
总体方案五 方案一 方案一 36 0.41
总体方案六 方案二 方案三 40 0.52
总体方案七 方案四 方案四 45 0.55
总体方案八 方案二 方案二 50 0.55
总体方案九 方案四 方案三 60 0.61
总体方案十 方案二 方案一 72 0.63
总体方案十一 方案四 方案二 75 0.65
总体方案十二 方案四 方案一 108 0.74
对不同方案进行对比，计算对比方案的单井增油量，对比公式如下：
式中：为/>方案与β方案相比单井增油量，104m3；N为研究区地质储量，104m3；/>为/>方案的总矛盾程度；Cβ为β方案的总矛盾程度；/>为/>方案的井数，口；wβ为β方案的井数，口；
若大于经济理想增油量，则/>方案优于β方案，将所有方案两两进行对比，确定最优的井网部署方案，对比时首先对各方案按照井数进行排序，然后建立两两对比矩阵矩阵的元素值为/>对比矩阵如表6所示。
表7方案对比矩阵
设置单井的理想增油量定义为5×104m3，选择对角线元素左侧所有元素都大于5×104m3而对角线元素右侧所有元素都小于5×104m3的方案作为最优方案，最终确定总体方案九为本实施例的推荐井网部署方案。
上述未作说明的技术为现有技术，故不再赘述。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法，其特征在于，采用以下步骤：
第一步：对研究单元进行地质建模；
第二步：对油田的水驱油进行分解；其是将三维驱替过程转化为纵向水驱油和平面水驱油过程；
第三步：设置纵向细分层系方案，计算纵向矛盾程度；
第四步：设置平面井网部署方案，计算平面矛盾程度；
第五步：对纵向和平面方案进行组合，确定最优井网部署方案；
所述第三步中，确定纵向的开发层数，根据推荐地质模型计算每个层的平均渗透率，并对每个层依据渗透率进行从大到小排序，排序前三分之一的层为高渗层，排序后三分之一的层为低渗层，其余的层为中渗层，求取高渗层、中渗层和低渗层的平均渗透率；并设置四套划分层系方案，方案一：划分为一套层系，高渗层、中渗层和低渗层合采；方案二：划分为两套层系，其中，高渗层单采，中渗层和低渗层合采；方案三：划分为两套层系，其中，低渗层单采，高渗层和中渗层合采；方案四：划分为三套层系，其中的高渗层、中渗层和低渗层均单采；采用等压差的方式模拟方案中存在合采的水驱油过程，定义了纵向矛盾系数定量表征了不同层系划分方案的纵向矛盾程度；如前所述方案一：高渗层、中渗层和低渗层合采，方案二：存在中渗层和低渗层合采，方案三：存在高渗层和中渗层合采；设置时间步长和单位时间步长的总注水量，计算初始时刻t＝0合采下单层的含水率，t时刻含水率的数学表达式为：
式中：i的取值为1、2、3，其中，1为高渗层，2为中渗层，3为低渗层；fwti为t时刻第i层的含水率，％；krwit为t时刻第i层的水相相对渗透率；μwi为第i层的水相粘度，mPa.s；kroit为t时刻第i层的油相相对渗透率；μoi为第i层的油相粘度，mPa·s；
计算t时刻合采层的平均含水率，其表达式为:
式中：fwt为t时刻合采层的平均含水率，％；hi为第i层的厚度，m；
若fwt大于等于98％，停止该合采方案模拟过程，若fwt低于98％，继续进入下一时刻的水驱油过程模拟；
计算t时刻的合采下单层的两相渗流能力系数，其表达式为：
式中：λit为t时刻第i层的渗流能力系数，10-3μm2·m；Ki为第i层的平均渗透率，10-3μm2；
根据单层渗流能力系数计算每个层的注入量：
式中：Qi为单位时间步长第i层的注入量，m3；Qz为单位时间步长的总注水量，m3；
每个层的注采比为1.0，计算下一时刻每个层的含水饱和度：
式中：Swi(t)为t时刻第i层的含水饱和度；Swi(t+1)为t+1时刻第i层的含水饱和度；PVi为第i层的孔隙体积，m3；
进入下一时刻水驱油过程模拟，计算模拟停止时合采层平均含水饱和度，其表达式为：
式中：Sw(tend)模拟停止时某一方案的平均含水饱和度，Swi(tend)模拟停止时第i层的平均含水饱和度；
根据相渗曲线和油水粘度，绘制不同含水饱和度下的含水率曲线，利用绘图法，计算含水98％时的含水饱和度Sw98％，该值为各方案中单采层最终的含水饱和度；
计算纵向层系划分方案的纵向矛盾系数，其数学表达式为：
式中：Sws为束缚水饱和度；纵向矛盾系数表征的纵向矛盾程度，其数值为0到1之间，其数值越小矛盾程度越高，其数值为1时表示不存在矛盾；
所述第四步中，采用如下步骤：
⑴对于推荐的地质模型纵向渗透率取平均值，将纵向多层模型合并成单层模型；
⑵利用数值模拟计算初始时刻单个网格流量值，按照从小到大对不同的流量值进行排序；
⑶根据初始流量值排序结果，按照数值将平面划分为三个区域，这三个区域分别是高流量区、中流量区和低流量区；其中，低流量区的流量值排名在前三分之一，高流量区的流量值排名为后三分之一，其余为中流量区；并采用等压差的方式不同平面井网部署方案中水驱油过程，定义了平面矛盾系数定量表征了不同层系划分方案的平面矛盾程度；
计算高流量区、中流量区和低流量区的孔隙体积；
计算初始时刻高流量区、中流量区和低流量区平均流量，数学表达式为：
式中：j的取值为1、2、3，其中1为高流量区，2为中流量区，3为低流量区；Ej为第j个流量区平均流量值，m3/d；Ek为第k个网格的流量值，m3/d；nj为第j个流量区的网格个数，个；
计算第j个流量区的孔隙体积：
式中：PVj为第j个流量区孔隙体积，m3；PVk为第k个网格的孔隙体积，m3；
采用平面不同区域等压差驱替模拟高流量区、中流量区和低流量区同时进行水驱油过程，设置时间步长和单位时间步长的总注水量，计算初始时刻t＝0高流量区、中流量区和低流量区的含水率，t时刻含水率的数学表达式为：
式中：fwtj为t时刻第j个流量区的含水率，％；krwjt为t时刻第j个流量区的水相相对渗透率；μwj为第j个流量区的水相粘度，mPa.s；krojt为t时刻第j个流量区的油相相对渗透率；μoj为第j个流量区的油相粘度，mPa·s；
计算t时刻平面上的平均含水率，其表达式为:
式中：fwpt为t时刻平面上的平均含水率；
若fwpt大于等于98％，停止该平面井网部署方案模拟过程，若fwpt低于98％，继续进入下一时刻的水驱油过程模拟；
计算初始时刻的平面合采不同流量区的两相渗流能力系数，其表达式为：
式中：λjt为t时刻第j个流量区的渗流能力系数，m3/d；
根据不同流量区的两相渗流能力系数计算每个流量区的注入量：
式中：Qj为单位时间步长第j个流量区的注入量，m3；
每个流量区的注采比为1.0，计算下一时刻每个流量区的含水饱和度：
式中：Swj(t)为t时刻第j个流量区的含水饱和度；Swj(t+1)为t+1时刻第j个流量区的含水饱和度；PVj为第j个流量区的孔隙体积，m3；
进入下一时刻水驱油过程模拟，计算模拟停止时平面上的平均含水饱和度，其表达式为：
式中：Swp(tend)为模拟停止时某一方案的平均含水饱和度，Swi(tend)模拟停止时第i层的平均含水饱和度；
计算平面井网部署方案的矛盾系数，其数学表达式为：
式中：CH为平面矛盾系数，平面矛盾系数表征的平面矛盾程度，其数值为0到1之间，其数值越小矛盾程度越高，其数值为1时表示不存在矛盾；
所述第五步中，对纵向和平面方案进行排列组合，形成总体井网部署方案，计算不同总体井网部署方案的总矛盾程度，其数学表达式为：
C＝CVCH
式中：C为总矛盾系数；
对不同方案进行对比，计算对比方案的单井增油量，对比公式如下：
式中：为/>方案与β方案相比单井增油量，104m3；N为研究区地质储量，104m3；/>为/>方案的总矛盾程度；Cβ为β方案的总矛盾程度；/>为/>方案的井数，口；wβ为β方案的井数，口；
若大于经济理想增油量，则/>方案优于β方案，将所有方案两两进行对比，确定最优的井网部署方案。
2.根据权利要求1所述的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法，其特征在于，所述第一步中，研究单元为：研究基础资料，且研究基础资料为：油田的钻井、录井、测井以及地震资料，并多次随机建模后，对模型参数取平均值作为推荐地质模型。
3.根据权利要求1所述的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法，其特征在于，所述第二步中，对油田的开发过程进行分解：油田开发为三维驱替过程，而多层合采油藏水驱开发剩余油主控因素，能够分为层间差异型和平面动用不均型，并根据剩余油主控因素，将水驱油的三维过程，转化为纵向水驱油过程和平面水驱油过程。
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