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_2

文档序号:9925319阅读:来源:国知局
标指非 湿润流体相,并且't'为时间。
[0037] 随时间的水饱和度轮廓通常可源于在特殊岩屯、分析(SCAL或SPCAN)期间进行的岩 屯、/塞溢流试验W便产生相对渗透率曲线。特殊岩屯、分析是用于对从石油储层提取的岩屯、 塞进行流动试验的实验室程序。具体地,特殊岩屯、分析包括两相流属性的测量,从而使用钻 探的井眼的岩屯、、块、侧壁或塞来确定相对渗透率、和毛细管压力W及电阻率指数。所得到 的相对渗透率和毛细管压力作为到储层模拟器中的输入,W便描述在地下多孔介质中的多 相流,并且允许模拟在介质中的流体,达到将模拟与生产数据匹配并且预测未来生产的必 需目的。特殊岩屯、分析的过程已知采用18至24个月的上限,并且由于程序误差/不精确性W 及与对物理物体(岩屯、、塞等)进行侵入式实验相关联的其他风险,因而结果通常不被保证。
[0038] 基于与执行特殊岩屯、分析相关联的W上限制,本公开的实施方案提供一种用于在 缺乏在岩屯、/侧壁/塞中测量(即,源于特殊岩屯、分析)的相对渗透率的情况下,确定给定岩 石类型的相对渗透率轮廓的替代性方法。例如,本公开的实施方案建议使用新型方法(在此 被称为伪相生产)W便使用通过W确定的稳定流体饱和度周期对相对渗透率的相异实例进 行采样的单向流来近似多相流。具体地,在一个实施方案中,计算机实现的方法被公开,所 述计算机实现的方法通过W分阶段的方法(即一次使一个相流动,而抑制另一个相的运动) 模拟流动-从而创建伪相模拟来近似对于给定饱和度的相对渗透率的不同实例。换言之,两 个流体相将在系统中存在,但仅一个流体相在给定的瞬间处于运动。
[0039] 在一个实施方案中,本公开的实施方案利用离散的、非物理的、相对渗透率曲线W 便使用阶跃函数相对渗透率曲线(在此也被称为伪相曲线)的集合来近似流体流动。阶跃函 数相对渗透率曲线表示在另一个固定流体相存在下的单相的流动。阶跃函数相对渗透率曲 线在交叉点处相对渗透率突然改变,在所述交叉点处运动流体变得固定,并且初始固定的 流体变得运动(即,相对渗透率比化rw/krnw)等于1的曲线中的位置)。用于图2中的曲线相 对渗透率比化rw/krnw)的示例性说明被示出作为图3中的对数曲线图,其中V指湿润的水 相,并且' nw '指为非湿润相的油相。
[0040] 在一个实施方案中,阶跃函数相对渗透率曲线W类似流动系统的形式来创建。例 如,示例性阶跃函数采样曲线/伪相曲线在图4中示出。
[0041] 在一些实施方案中,随着相应的交叉点在各种饱和度区间处发生,产生了多个阶 跃函数相对渗透率曲线。本公开的实施方案随后使用在沿原始相对渗透率曲线的变化点处 具有交叉位置的对应的阶跃函数相对渗透率曲线的集合,W便对在水-油建模系统中的多 相流进行采样。例如,图5示出相对于原始的相对渗透率曲线(502和504)的所选择的采样的 伪相相对渗透率曲线(506-524)。在所描绘的实施方案中,所示出的伪相曲线在执行随后的 模拟中使用;由此每个被执行的模拟分别使用伪相曲线中的每一个。
[0042] 重新参见图1A,一旦伪相曲线产生,过程在步骤106处将伪相曲线作为合成信号导 入至用于执行流动模拟的储层模拟应用中,诸如但不限于购自Landmark Graphics Corporat ion的Nexus?储层模拟软件。另外地,过程接收模拟配置参数,诸如但不限于,网 格属性(例如,网格单元尺寸和模拟单元的总数目)、储层模型类型(例如,油/水)、模拟的时 间段、生产井和注水井的数目,连同速率和压力限制、初始压力-体积-溫度(PVT)条件和相 接触深度。
[0043] -旦参数被配置,过程在步骤108处进行伪相模拟。在一个实施方案中,所述过程 输出从相对于历史生产并置的伪相模型所得的油生产率曲线图。例如,图6示出来自流动模 拟的原始油生产率结果,所述流动模拟使用来自图2的KRW_0RG和KR0_0RG作为对于相对渗 透率的单独输入来进行理解。相对于从相异的伪相模拟运行所得的原始(未内插的)油生产 率曲线图(604-616),示出历史油生产率曲线602。如在图6中描绘的,在1000天的累积模拟 时间之前,鉴于原始(历史)运行的油生产率相对于所得的伪相生产运行所得的油生产率相 等,建模的储层保持在单相消耗中。
[0044] 在一些实施方案中,过程在步骤110处在时间轴线上按需进行速率数据的内插,W 便将伪相结果与生产历史作比较。内插是在已知数据点的离散集合范围内构造新的数据点 的方法,W使得在结果中存在一致性(例如,结果曲线图可被调节W便具有相同数目的数据 点、相同的时标、和在相同时间点处的测量)。例如,与图6对比,图7示出时间内插的油生产 率曲线图,W使得所有的油生产率曲线图具有相同的时间离散化。相对于作为独立虚线示 出的从相异的伪相模拟运行所得的时间内插油生产率曲线图(704-716),描绘历史油生产 率曲线(702)。类似于图6,在1000天的累积时间之前,鉴于原始(历史)运行的油生产率相对 于所得的伪相生产运行所得的油生产率相等,建模的储层保持在单相消耗中。
[0045] 为了访问用于每个伪相生产相对渗透率曲线的相对渗透率交叉的位置的关系,所 述过程在步骤112处计算每个伪相生产油速率曲线相对于历史生产的相关性系数。例如,在 一个实施方案中,所述过程可在步骤114处绘制如图8所示的伪相生产相关性W便确定最佳 的相关性。在所描绘的实例中,具有在0.3 (在表1中标记为PSEUDOMULT13)的水饱和度处的 交叉的伪相相对渗透率曲线具有与实际相对渗透率曲线的最大相关性。
[0047] 表1:相对于历史生产的伪相生产相关性
[0048] 在步骤116处,所述过程随后计算的伪相生产率曲线在所有模拟时间上相对于历 史数据的相对误差,W便确定在给定时间实例的生产率之间的差异。在某些实施方案中,所 述过程在步骤118处可任选地产生将伪相生产曲线(904-914)与历史生产(902)对比的图 900(如在图9中示出的),其在相对于自身的每个时间实例处具有"0"的相对误差,并且用计 算的最小化函数(标记为最小函数916)来显示。最小函数916描述源于遵循构造的对象函数 的构造的复合曲线的相对误差,所述构造的对象函数试图最小化用于每个实施的伪相曲线 的所有模拟时间实例的相对误差。此外,最小函数916使得能够使用来自单独伪相生产率的 最小误差率来确定历史数据的最佳近似。
[0049] 另外地,在某些实施方案中,所述过程在步骤124处可计算在图9中的每个曲线下 的区域(例如,使用梯形法则),W便确定通过最小化油生产率中的误差来最好地近似历史 生产的最佳伪相曲线。在一个实施方案中,所述过程将总误差确定为奇异值,W便识别相对 于历史生产率具有最小误差的伪相生产曲线。例如,在一些实施方案中,所述过程在步骤 126处可产生绘制在模拟时间上的相对误差并且作为累积值的一个或多个图。例如,图10示 出作为针对每个伪相曲线随时间的函数的误差曲线图的相对误差,而图11示出用于在每个 伪相生产情景的模拟时间上的总计算的相对误差的柱状图。如在图10和11中示出的,在所 描绘的实例中,随模拟时间变化的最小总误差为7.86平方单位(在运行PS抓D0MULT12中发 生),而第二最小的总误差为9.62平方单位(在运行?沈抓01111;1'13中发生)。
[0050] 在步骤124处,所述过程确定在最佳伪相曲线相对于在先前步骤(例如,在图10和 11中示出的PSEUDOM化T12)中确定的历史生产率之间的差异是否在用户定义的误差阔值 内。换言之,用户可定义多大的误差可存在于所确定的最佳伪相曲线相比于历史数据之间。 例如,如果在最佳伪相曲线和历史生产率之间的误差超过用户定义的误差阔值,那么确定 在伪相曲线相对于历史生产率之间不存在良好的相关性(即,特定的伪相运行不近似来自 特定储层的任何生产实例)。在一个实施方案中,如果在最佳伪相曲线与历史生产率之间的 误差超过用户定义的误差阔值,那么所述过程返回步骤104,并且创建新的伪相生产相对渗 透率曲线并且重复过程100。
[0051] 参考图1B,在一个实施方案中,如果在最佳伪相曲线相对于历史生产率之间的误
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