专利名称：用于模拟成熟油气田的产量模拟器的制作方法
用于模拟成熟油气田的产量模拟器技术领域
本发明的技术领域是油气田的开发。更具体地，本发明涉及一种在成熟油田的具体情况下构建能够相对于开采参数预测采出量的可靠模拟器的方法。
背景技术：
成熟油气田存在在投资和人力资源分配两者上的特殊挑战，这是因为任何新投资的净现值被成熟度削弱。因此，在支持油田开发的油藏研究中可能会投资越来越少的时间和精力。然而，即使在很少的投资下，仍然可以提高对整个熟油田的所谓的“基线”或“一切照常”特性的开采。在操作油气田的方式上的以前的战略选择已经使压力和饱和度产生一些不均匀性。这些可能被彻底重访并因此开采参数被转变。相对于成熟油气田，过去已经探索了许多开采手段，并且可以应用学习过程可以以低风险执行转变参数。
当前已知两种现有技术方法来模拟油气田的特性并预测响应于给定组的应用开米参数而开米的预期量。
称作“网格模拟”或“有限元模拟”将储层分成多个100，000个单元(单元、流程线...)，每一个单元携带多个参数(渗透率、孔隙度、原始饱和度...)，并将自然规律应用于所述单元中的每一个以模拟油气田中的流体的特性。在这种情况下，从其中选择模拟器的方案S的空间的所谓的Vapnik-ChervonenkiS、V C维h非常大。因此，即使用于熟油田，h可得到的历史数据中的测量数据的数量m相对较小，并且比值一相对于I表现得非常大。作腫为随后进一步提及的Vapnik学习理论的结果，预测的期望风险没有被适当地界限(由于Φ 项)，并且即使这种模拟器提供与历史数据非常良好的吻合，这种模拟器也不能被认为是可靠的。实际上，广泛地认为对于这种网格模型，良好的历史拟合不能保证良好的预测存在亿万种方式与历史数据匹配，从而产生提供良好预测的较大的不确定性。
相反，第二种方法使用过简化模型，例如，递减曲线或物质平衡。然而，这被大大简化而不能正确地考虑储层的有关物理学和地质概况，具体地不能考虑复杂的相互作用和现象。在此情况下，预测期望风险R没有被最小化，这是因为可能不能达到良好的匹配(试验风险Remp项保持较大)。发明内容
总之，本发明代表太复杂模拟方法与太简单模拟方法之间的适当折衷。这仅对以历史数据HD的形式传输充分的过去信息的成熟油田是有用的，以允许对用于称为油田开采模拟器的候选者构建空间S，所述空间S足够大以考虑油田中的成为问题的所有关键现象，而不需要变得太复杂，由此不需要对太多的历史数据进行校准。
Vapnik统计学习理论定义可以在哪一种条件下设计这种模拟器。这种模拟器可以被设计成使得所述模拟器遵守可靠预测能力的条件。
本本发明的目的是一种开米模拟器，用于模拟成熟油气田从而提供每一相、每一口井、每一层(或一组层)和每一时间的作为开采参数的函数的采出量，其中所述开采模拟器与所述成熟油气田的历史数据进行充分良好地匹配并验证Vapnik条件。所述Vapnik条件确保每一相、每一口井、每一层(或一组层)和每一时间的所述采出量是精确的。这将允许该模拟器的使用者根据不同的开采参数采取不同的开采情形，所述开采情形中的每一个都提供可靠的参量，使得这种情形可以被适当地相互比较，并且可以根据具体的判据选择适当的情形。因为所有开采情形将提供可靠的参量，因此所选择的一个情形也将提供可靠的开采预测，并因此使得开采油气田变得低风险并成为开采油气田的优选途径。
根据本发明的另一个特征，当对于大于现有值的P %，Iin 一 ο1] #*11 乂 φ并且相对于同一时间区间[T1-XyJ1]的累积采油量精确到达时，获得与历史数据的匹配，其中
Q^ith是由开米模拟器确定的每一相#、每一口井、每一层或一组层和每一个时间的米出量，
O * 是在历史数据中发现的每一相、每一口井、每一层或一组层和每一个时间的相同米出量，
[T1-Xy, T1]是包括在时间T1之前的最近X年的时间区间，
T1是可获得历史数据(HD)的最后日期，
Mt,τ表示Z相对于时间区间[T1, T2]的模数，
ε I是小于I的正数，
ε2是小于I的正数，以及
P是接近100%的正数。
当认为模拟器可以提供令人满意的历史匹配(其作为必要条件)时，这种特征允许实际限定该情形为显示令人满意的预测性能的候选方案。
根据本发明的另一个特征，X = 5, ε I = O. 2, ε 2 = O. 15和ρ = 90%。
这种特征允许设计条件，该条件下历史数据可以被认为是精确的；其给出了可被预期用于令人满意的预测量的精度的量级。
根据本发明的另一个特征，Vapnik条件被表示为一S OJ其中m ,h是方案的空间S的Vapnik-Chervonenkis维度,从方案的空间S中选择模拟器，
以及
m是历史数据中可获得的独立测量值的数量。这种特征允许设计条件(当它们可以被计算时)，以实现令人满意的预测能力。 根据本发明的另一个特征，Vapnik条件通过相对于N年进行由以下步骤确定的令人满意的盲试(blind test)被验证
-确定相对于在T-Ny前的时间区间与历史数据匹配的开采模拟器；
-在时间区间[T_Ny，T]上的给定采出参数的情况下，预测在同一时间区间[T_Ny， T]的采出量，
-当对于大于现有值的
权利要求
1.一种用于模拟成熟油气田的开米模拟器，从而提供每一相、每一口井、每一层或一组层以及每一个时间的作为开采参数的函数的采出量，其中所述开采模拟器由在方案空间内的一组参数α限定，与所述成熟油气田的历史数据相匹配，并显示良好的预测可靠性，所述预测可靠性能够根据统计学习理论由与所述参数α相关联的低预测期望风险R(a)表征。
2.根据权利要求1所述的开采模拟器1，所述开采模拟器由在方案空间内的一组参数α限定，由于所述开采模拟器最小化由Vapnik不等式尺+ — ,δ推导出来的因此所述开采模拟器能够展示低预测期望风险R( α )，R(a)是与参数a相关联的预测期望风险，Remp(a)是与参数a相关联的通过与历史数据HD的匹配过程确定的经验风险， δ是接近零的正数，且1-δ限定不等式成立的概率，以及 Φ是由以下公式限定的函数
3.根据权利要求1所述的开采模拟器，其中当对于大于现有值的
4.根据权利要求3所述的开采模拟器,其中,X= 5, ε I = O. 2, ε 2 = O. 15和ρ = 90%。
5.根据权利要求1所述的开采模拟器，其中，Vapnik条件被表示为
6.根据权利要求1所述的开采模拟器，其中，Vapnik条件通过相对于N年进行由以下步骤确定的令人满意的盲试被验证-确定相对于在T-Ny前的时间区间与历史数据匹配的开采模拟器；-在时间区间[T-Ny，T]上的给定采出参数的情况下，预测在同一时间区间[T-Ny，T] 的采出量，|r-f· .-当对于所有值的I]—-M-1Sg1并且在同一 [T-Ny，T]时间区域
7.根据权利要求6所述的开采模拟器，其中，P= 90%，ε1 = 0.1和ε2 = 0.1以及N =3。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的开采模拟器，其中，Vapnik条件是当如果
9.根据权利要求8所述的开采模拟器，其中，ε=0.05，η = 2和N =3。
10.根据权利要求1所述的开采模拟器，通过以下步骤进行构建-限定初始详细储层分隔、岩石特性、储层物理学定律和井物理学定律；-使所述储层分隔、岩石特性、储层物理学定律和井物理学定律尺度上升直到所述 Vapnik条件被验证；以及-通过在开采模拟器候选方案中进行选择来优化所述开采模拟器，所述候选方案最小化预测期望风险R(a)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过以下步骤使所述储层分隔尺度上升-将储层G分隔成基本部分Gab，使得G = 01^,,<,且对于@ b)_,(a, b,)Grfi 作=0其中a€(丨,..A}描述χ-y区域,而b€!{1 ...B}描述z层;-将显示均质岩石特性的相邻基本部分Gab分成子地质G。，其中e€p...C} ο
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述岩石特性通过以下步骤被尺度上升根据公式 ^.1f RPit相对于每一个子地质G。平均化岩石特性RP。，其中V。是子地质G。的体积。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，储层物理学定律被尺度上升，使得所述储层物理学定律与子地质G。的函数参数一起应用，其中与子地质G。相关联的空间和时间尺度被确定，使得相关联的方案空间以良好的水平与历史数据的复杂性一致。
14.根据权利要求1所述的开采模拟器，通过以下步骤进行构建-限定初始粗糙储层分隔、岩石特性、物理学储层定律和井物理学定律；-在保持所述Vapnik条件被验证的同时，使所述储层分隔、岩石特性、物理学储层定律和井物理学定律尺度下降，直到开采模拟器与历史数据相匹配为止；以及-通过在开采模拟器候选方案中进行选择来优化所述开采模拟器，所述候选方案最小化预测期望风险R(a)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述储层分隔通过以下步骤被尺度下降-从整个储层开始；-将所述储层分成子地质G。，其中ct’i1...€}，其中特性的实质变化存在于所述子地质之间的界限周围。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，岩石特性通过相对于每一个子地质G。限定新的单独的岩石特性而被尺度下降。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，储层物理学定律被尺度下降使得所述储层物理学定律与子地质G。的函数参数一起应用，并且其中与子地质G。相关联的空间和时间尺度被确定使得相关联的方案空间以良好的水平与历史数据的复杂性一致。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，储层物理学定律由流体的动量守恒和质量守恒(Navier-) Stokes方程推导出，所述流体形成在作为多孔介质的岩石模型中，所述多孔介质仅由其每子地质c每一相f的平均孔隙度、渗透率和相对渗透率表征。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述储层物理学定律包括以下公式
20.根据权利要求19所述的方法，其中，储层物理学定律还包括由以下公式给出的流体或气体与岩石之间的热传递定律
21.根据权利要求20所述的方法，其中储层物理学定律进一步包括由以下公式给出的相定律XV 二是子地质C处的相卩的粘度，所述粘度是局部压力P和局部温度T的函数，P9k是子地质c处的相,的密度，所述密度是局部压力P和局部温度T的函数，子地质c处的相#的相对渗透率系数，所述相对渗透率系数是局部压力P和局部温度T的函数。
22.根据权利要求10所述的方法，其中井物理学定律包括以下公式Q# =71.(15 ,.,I/*〕其中Grifc是子地质C中每一口井k处每一个时间t时相炉的采出量，Tkc是子地质c中每一口井k的传递函数，PPktc是在时间t时应用于子地质C中的井k的开采参数，以及 〃 是子地质c中井k处的相-的速度。
23.一种用于优化开发成熟油气田的方法，包括以下步骤-构建根据权利要求1所述的开采模拟器；-对所述开采模拟器迭代多次以得到优化由所述采出量推导出的增益值的最优开采参数；以及-应用如此获得的所述最优开采参数以开发所述油气田。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述优化的增益值是所述油气田的净现值或储藏量。
25.根据权利要求25所述的方法，其中，所述净现值NPV使用以下公式被确定
全文摘要
本发明公开了一种开采模拟器(2)，用于模拟成熟油气田，从而提供每一相、每一口井、每一层(或一组层)和每一时间的作为开采参数(PP)的函数的采出量其中所述开采模拟器(2)与所述成熟油气田的历史数据(HD)相匹配并验证Vapnik条件。
文档编号G01V1/00GK103003718SQ201180029441
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月15日 优先权日2010年6月16日
发明者吉恩-马克·欧利, 布鲁诺·海因茨, 休斯·德圣杰曼 申请人:Foroil公司