海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法与流程

本发明涉及油气田勘探开发，具体地，涉及一种海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法。

背景技术：

1、注采结构优化是改善注水开发油田开发效果的一项重要技术，准确评价各注水井的注水效率是事关注水方案调整的重要问题，因而一直被油藏工作者所关心。渤海油田天然能量不足，86％的储量需要注水开发补充能量，海上油田投资成本高，需要准确评价注水效率并在此基础上优化注采结构。因此，研究海上油田注水效率计算模型，为注水开发油田提供注采结构优化方法具有重要意义。目前常用的注水效率评价方法主要有类比法、动态法和基于注水劈分及含水率的计算法，这些方法在应用中均存在一定程度的不适应性，如类比法在定量预测采收率时主观性强；而动态法则要求生产动态资料较多，而海上油田受到成本的制约，资料录取相对较少；传统注水效率计算法仅考虑了某一时刻的动态数据。

2、为此，需要设计一种海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法方法，解决以上技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，以解决海上油田水驱最优注采参数设置的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供一种海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，该方法采用以下步骤：

3、s1：根据研究对象地质油藏特征，划定注采井组；

4、s2：将所述注采井组简化为若干个流管组成的连通模型，所述连通模型包括液流强度和流管储量两个参数；

5、s3：通过计算所述液流强度和所述流管储量分别表征每条所述流管内流体的流动能力和控制储量的大小；

6、s4：基于生产动态数据反演修正所述液流强度和所述流管储量；

7、s5：利用所述液流强度和所述流管储量定量计算各所述注采井的注采方向的累产油量和剩余可采储量；

8、s6：基于注水效率最优为目标，进行注采结构优化。

9、进一步地，在步骤s1中，所述注采井组包括采油井组和注水井组。

10、进一步地，在步骤s1中，所述地质油藏特征包括：实际生产井位的分布、过路井位的分布、储层的厚度分布、渗透率分布、沉积相分布、断层的分布、水体的分布及生产动态有强相关性的采油井和注水井。

11、进一步地，在步骤s2中，在步骤s2中，基于所述流管间的矢量性的连通模型以反映所述流管内油水的流量大小和分布比例。

12、进一步地，在步骤s3中，所述流管储量的初值计算式如下：

13、

14、所述液流强度的初值计算式如下：

15、

16、其中，i，j为节点序号，分别表示i节点与j节点之间的平均含油饱和度、平均孔隙度、平均厚度、平均渗透率；nw为节点个数；li,j表示i节点与j节点的距离；kro为油相相对渗透率；μo表示地下原油粘度；vr表示油藏孔隙体积；α为单位换算系数，0.0864；

17、油藏孔隙体积的计算公式如下：

18、vr＝shφ

19、其中，s表示油藏含油面积；h表示油藏平均厚度；φ表示油藏平均孔隙度。

20、进一步地，在步骤s4中，基于步骤s3中得到的所述液流强度和所述流管储量的数值与真实的油田生产动态指标信息存在差异，将单井计算日产油和单井实际日产油之差的平方和定义为误差函数，利用同步扰动随机逼近算法能够求解所述误差函数的最小值。

21、进一步地，所述误差函数计算式如下：

22、

23、其中，s表示采油井个数，共有no口采油井；t表示时间步数，共有n个时间步；qoc表示单井计算日产油；qor表示单井实际日产油。

24、进一步地，在步骤s5中，利用反演后的基于所述流管的所述液流强度乘以当前时刻所述流管两端的压差计算得到所述流管内的流量，结合所述流管出口端当前时刻的含水率，得到所述流管在当前时刻的产油量，重复上述步骤，即可求得每条所述流管的累产油量，基于s4中拟合得到的所述流管储量乘以油藏的初始饱和度，得到所述流管的控制储量，两者之间的差值为所述流管的剩余可采储量。

25、进一步地，在步骤s6中，基于s5计算得到的流管流量求得所述注水井的注水劈分系数，再结合各所述流管的剩余可采储量占比、各所述采油井的含水率，计算各个所述注水井的注水效率，进而求得平均单井注水效率。

26、进一步地，对于油藏内真实的注水井，若所述注水井的注水效率大于所述平均单井注水效率，则需要增注，反之，则需要降注。

27、通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：

28、第一，在连通模型建模过程中，考虑了海上油田的特殊性，通过优化大井距注采井组在模型中的表征方式，本发明形成了较传统油藏数值模拟方法适用性更强、计算代价更小的流管模型；

29、第二，在连通模型拟合过程中，应用同步扰动随机逼近算法自动拟合模型参数，相较传统油藏数值模拟方法的历史拟合过程，本发明简化拟合流程、减少了主观因素影响、保证了拟合结果的科学可信；

30、第三，在模型优化过程中，本发明通过引入剩余可采储量占比这一参数，提高了注水效率的计算精度，增强了注水效率评价指标的可信度，克服了传统注水效率优化方法只考虑劈分系数与含水率的影响，不考虑井间物质基础差异的问题，在实现注水效率最优的同时，保证了累增油最大化。

31、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，该方法采用以下步骤：

2.根据权利要求1所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，在步骤s1中，所述注采井组包括采油井组和注水井组。

3.根据权利要求1所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，在步骤s1中，所述地质油藏特征包括：实际生产井位的分布、过路井位的分布、储层的厚度分布、渗透率分布、沉积相分布、断层的分布、水体的分布及生产动态有强相关性的采油井和注水井。

4.根据权利要求1所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，在步骤s2中，基于所述流管间的矢量性的连通模型以反映所述流管内油水的流量大小和分布比例。

5.根据权利要求1所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，在步骤s3中，所述流管储量的初值计算式如下：

6.根据权利要求1所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，在步骤s4中，基于步骤s3中得到的所述液流强度和所述流管储量的数值与真实的油田生产动态指标信息存在差异，将单井计算日产油和单井实际日产油之差的平方和定义为误差函数，利用同步扰动随机逼近算法能够求解所述误差函数的最小值。

7.根据权利要求6所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，所述误差函数计算式如下：

8.根据权利要求1所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，在步骤s5中，利用反演后的基于所述流管的所述液流强度乘以当前时刻所述流管两端的压差计算得到所述流管内的流量，结合所述流管出口端当前时刻的含水率，得到所述流管在当前时刻的产油量，重复上述步骤，即可求得每条所述流管的累产油量，基于s4中拟合得到的所述流管储量乘以油藏的初始饱和度，得到所述流管的控制储量，两者之间的差值为所述流管的剩余可采储量。

9.根据权利要求1所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，在步骤s6中，基于s5计算得到的流管流量求得所述注水井的注水劈分系数，再结合各所述流管的剩余可采储量占比、各所述采油井的含水率，计算各个所述注水井的注水效率，进而求得平均单井注水效率。

10.根据权利要求9所述的海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，其特征在于，对于油藏内真实的注水井，若所述注水井的注水效率大于所述平均单井注水效率，则需要增注，反之，则需要降注。

技术总结
本发明涉及油气田勘探开发技术领域，具体公开了一种海上油田基于注水效率最优的注采结构优化方法，该方法采用以下步骤：S1：根据研究对象地质油藏特征，划定注采井组；S2：将注采井组简化为若干个流管组成的连通模型，连通模型包括液流强度和流管储量两个参数；S3：通过计算液流强度和流管储量分别表征每条流管内流体的流动能力和控制储量的大小；S4：基于生产动态数据反演修正液流强度和流管储量；S5：利用液流强度和流管储量定量计算各注采井的注采方向的累产油量和剩余可采储量；S6：基于注水效率最优为目标，进行注采结构优化。本发明适用性强、减少了主观因素影响、实现注水效率最优的同时，保证了累增油最大化。

技术研发人员：马奎前,蔡晖,常会江,刘英宪,李彦来,王少鹏,张宏友,谢书剑,吴春新,张博
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15