伪相生产模拟：在储层流动模拟中经由连续相似阶跃函数相对渗透率受控模型来访问准 ...的制作方法
【专利说明】伪相生产模拟:在储层流动模拟中经由连续相似阶跃函数相 对渗透率受控模型来访问准多相流生产的信号处理方法
[0001] 发明背景 1.发明领域
[0002] 本发明大体设及计算机化的储层建模的领域，并且更具体地，设及一种被配置来 使用一个或多个伪相单流相对渗透率曲线来近似多相流模拟的系统和方法。
[0003] 2.相关技术讨论
[0004] 设及通过多孔介质的多相流（即，存在多于两相(例如，水和油）的流）的储层建模 和数值模拟部分归因于相之间的接口而提出了比单向流的储层建模和数值模拟更大的困 难。由于多相流模拟的总体复杂性，因而模拟多相流所需要的时间实质上大于它的单相对 应物。此外，多相流的模拟需要更好理解流体属性特征W便准确建模复杂的流体系统。
[0005] 因此，本公开的实施方案寻求提供与包含多相流的储层建模相关联的W上问题中 的一个或多个的一种或多种解决方案。
[0006] 附图简述
[0007] 在下文参考附加的附图详细描述本发明的示例性实施方案，所述实施方案W引用 方式并入本文并且其中：
[0008] 图1A-1B描绘根据本公开的实施方案的示出用于近似多相流的过程的实例的流程 图；
[0009] 图2为描绘根据本公开的实施方案的排油-水相对渗透率曲线的实例的图；
[0010] 图3为描绘根据本公开的实施方案的相对渗透率比曲线的实例的图；
[0011] 图4为描绘根据本公开的实施方案的阶跃函数采样/伪相相对渗透率曲线的实例 的图；
[0012] 图5为描绘根据本公开的实施方案的油-水相对渗透率曲线的实例的图，所述油-水相对渗透率曲线示出被显示具有若干伪相相对渗透率曲线的基本的原始相对渗透率，所 述若干伪相相对渗透率曲线在伪相模拟中使用，W便近似通过单个"伪"相的两相流；
[0013] 图6为描绘根据本公开的实施方案的相对于原始的(未内插的）油生产率曲线图所 示出的历史油生产率曲线的实例的图，所述原始的（未内插的）油生产率曲线图从不同的伪 相模拟运行所得；
[0014] 图7为描绘根据本公开的实施方案的相对于时间内插的油生产率曲线图所示出的 历史油生产率曲线的实例的图，所述随时间变化的油生产率曲线图从不同的伪相模拟运行 所得；
[0015] 图8为描绘根据本公开的实施方案的每个伪相生产油速率曲线相对于历史生产的 计算相关性的结果的实例的图；
[0016] 图9为描绘根据本公开的实施方案的在相对于历史模拟数据的单个伪相生产油速 率结果之间的相对差异的实例的图；
[0017] 图10为描绘根据本公开的实施方案的用于改变随时间的推移所计算的伪相生产 运行的相对误差的实例的图；
[0018] 图11为描绘根据本公开的实施方案的伪相生产油速率随整个模拟时间的推移相 对于历史数据的累积误差的实例的图；
[0019] 图12为描绘根据本公开的实施方案的与时间内插的伪相生产率曲线和历史生产 率曲线并置的复合曲线的实例的图；
[0020] 图13为描绘根据本公开的实施方案的用来源于数值和加权(全局和局部)平均化 技术的多个平均伪相生产率曲线绘制的伪相生产时间内插的速率曲线的实例的图；并且
[0021] 图14为示出用于实施本公开的实施方案的系统的一个实施方案的框图。
[0022] 详述
[0023] 本公开的实施方案包括系统、计算机程序产品、和被配置来执行伪相生产模拟的 计算机实现的方法。如本文所引用的伪相意味着使用单相流来近似两个或更多的相（即多 相)流。伪相生产模拟的目的是延伸单相流模拟的应用，作为预测实际的多相储层生产的有 效方式。另外地，本公开的实施方案试图处理相对渗透率曲线，所述曲线被输入至储层模拟 器中，W便描述流体-流体和流体-岩石相互作用，作为合成信号来近似可在生产期间存在 的不同流态;随后使用运个近似来相对于生产历史验证给定的静态模型。
[0024] 本公开的实施方案的一个优点是与用于进行多相流生产模拟的运行次数相比，它 将减少运行次数。此外，本公开的实施方案减少提供通用流动建模相对于用于非机密用户 的生产历史的比较所需要的复杂性和知识。
[0025] 本公开的实施方案及其附加的优点通过参考附图中的图1A-14得到最好理解，类 似的数字用于所述各种附图的类似和对应的部分。基于下面的附图及详述的检查，对于本 领域的普通技术人员来说，本公开的实施方案的其他特征和优点将会更加明显。运意味着 所有此类附加特征和优点包括在本公开的实施方案的范围内。另外，所示出的图仅是示例 性的并且不旨在主张或意味关于不同实施方案可被实施的环境、构造、设计或过程的任何 限制。
[0026] 开始于图1A，展示了根据本公开的实施方案的用于近似多相流的计算机实现的方 法/过程100的实例。过程100通过导入/接收一个或多个岩石物理学岩石模型(通常也被称 为地球模型）和生产历史数据而在步骤102处开始。在一个实施方案中，地球模型包括=维 (3D)体积/单元，所述=维(3D)体积/单元包括描述物理和化学的岩石属性W及它们与流体 的相互作用的分配值。例如，在一个实施方案中，分配值包括与岩石类型相关联的渗透率值 和孔隙率值。地球模型可使用软件(诸如，但不限于，购自Landmark Gra曲ics Corporation 的De切sioiiSpace參地球建模软件)来产生。在一个实施方案中，多个地球模型是联合模拟 的（即，利用轻微不同的属性值来产生地球模型的多个实现，例如，对于每个实现来说孔隙 率和渗透率是不同的）。在某些实施方案中，过程100可选择特定实现，所述特定实现基于用 户定义的参数和/或基于先前生产数据的比较被确定成最精确的，随后行进至具有所选择 的实现的模拟。在其他实施方案中，过程100可对地球模型的多个实现进行模拟。
[0027] 如上所述，在步骤102处，过程100还接收生产历史数据，诸如但不限于生产率数 据。生产历史数据的数量可从几个月到几年内变化。在一个实施方案中，储层生产历史数据 表示被处理作为具有变化的频率分量的时间相关信号的时间域特征，W用于分析时间域数 据W便确定流态的存在。另外地，在一些实施方案中，过程被配置来根据在信号处理期间存 在于所得的生产中的光谱质量来识别流动行为的分量化。
[00%]此外，在步骤104处，过程200包括创建描述流体-流体和流体-岩石相互作用的一 个或多个伪相生产相对渗透率化r)曲线。渗透率是流体在多孔介质中流动的能力。在多相 流中，相的相对渗透率是相对于随时间变化的饱和度变化的独立测量的、那个相的有效渗 透率与绝对渗透率的相关比的测量化r =時就/咬師)。
[0029] 相对渗透率曲线200的实例在图2中示出。具体地，相对渗透率曲线200为排油-水 相对渗透率曲线。尽管水饱和度被表示成独立轴线，但是它实际上是对时间的代理。运在己 克利-莱弗里特(Buckley-Leverett)输运方程中展示，所述输运方程用于建模多孔介质中 的两相流。己克利-莱弗里特方程被表示成：
[0031] 其中
[003引在此，S(x, t)是水饱和度，f是分流动速率，Q是总流动，聲是孔隙率，并且A是多孔 介质中的横截面面积。
[0034] 相对渗透率曲线200描绘排两相系统，其中非润湿流体（油）相取代在多孔介质中 存在的湿润(水)相。多孔介质初始用水来饱和并且随后经由将油相注射到多孔介质中触发 的取代过程，随着油体积增加，水饱和度（即存在的水的相对体积)减少。在相对渗透性曲线 200的末端处，水饱和度为大约0.15(或15% )，其被称为束缚水饱和度(或Swirr)。因此，由 于一个流体相饱和度相对于另一个的改变，相对渗透率随时间改变。运种关系可使用W下 公式来表示：
[0035] Sw(t)^krw,nw(Sw,t)
[0036] 其中，X'是水饱和度，'kr'是相对渗透性，V下标指湿润流体化'nw'下