分带模拟饱和度方法.pdf

本发明提供一种分带模拟饱和度方法，该分带模拟饱和度方法包括：步骤1，根据单井测井二次解释成果，提取油层段饱和度值，并且运用截断控制只模拟油层的饱和度；步骤2，在油水界面分析的基础上，确定外油水界面砂体的范围，并且赋含水饱和度为100%；步骤3，在过渡带砂体确定的基础上，利用J函数作为协约束条件，模拟过渡带饱和度；以及步骤4，把三次模拟结果进行计算和整合，最终得到分带精细模拟的饱和度模型。该分带模拟饱和度方法实现了饱和度的精细模拟，为储量计算提供了更准确的参数。该分带模拟饱和度方法技术思路清楚、应用简单，突破了以往饱和度模型油水混合模拟的方法，为储量计算和油藏数值模拟提供了可靠参数。

1.  分带模拟饱和度方法，其特征在于，该分带模拟饱和度方法包括：
步骤1，根据单井测井二次解释成果，提取油层段饱和度值，并且运用截断控制只模拟油层的饱和度；
步骤2，在油水界面分析的基础上，确定外油水界面砂体的范围，并且赋含水饱和度为100%；
步骤3，在过渡带砂体确定的基础上，利用J函数作为协约束条件，模拟过渡带饱和度；以及
步骤4，把三次模拟结果进行计算和整合，最终得到分带精细模拟的饱和度模型。

2.  根据权利要求1所述的分带模拟饱和度方法，其特征在于，在步骤1中，首先根据井点解释的饱和度成果构建一条油层的饱和度曲线，然后根据井点值模拟饱和度，即只模拟油层饱和度，并且通过地质认识，确定油层饱和度的两端截止值，即进行输入输出截断控制，确保模拟出的油层饱和度不会出现异常值。

3.  根据权利要求1所述的分带模拟饱和度方法，其特征在于，在步骤2中，根据油水界面，确定纯水区，产生水层的饱和度，并对纯水区含水饱和度赋100%。

4.  根据权利要求1所述的分带模拟饱和度方法，其特征在于，在步骤3中，利用J函数处理得到含油高度和饱和度的关系，在模拟时用此关系作为纵向约束条件，模拟的结果反映出在油水过渡带处，饱和度随深度的变化。

5.  根据权利要求1所述的分带模拟饱和度方法，其特征在于，在步骤3中，J函数是一个无因次量，是含水饱和度的函数，它与渗透率、孔隙度、界面张力以及润湿角无关，将该J函数应用到含有任何润湿和非润湿流体组合，具有任何渗透率和孔隙度的油层毛管压力曲线上，以用来对毛管压力资料进行分类和平均，其中，
毛管压力的计算公式为：
                  Pc＝（2×10^-3σcosθ）/r         （公式1）
式中：Pc             毛管压力，MPa；
    σ            界面张力，dyn/cm；
       θ            润湿角，Radian；
       r             毛管半径，μm；
J函数的计算公式：J（Sw）＝c×Pc
c=(k/Φ)^0.5/(σcosθ)            （公式2）
式中：J（Sw)          J函数，无因次量；
K             空气渗透率，达西；
Φ            孔隙度，小数；
c             常数项；
由公式1得实验室毛管压力：
Pc_L＝（2×10^-3σ_Lcosθ_L）/r       （公式3）
由公式1得油藏毛管压力：
Pc_R＝（2×10^-3σ_Rcosθ_R）/r       （公式4）
由公式3，公式4可得油藏毛管压力与实验室毛管压力的关系为：
Pc_R＝Pc_L×（σ_Rcosθ_R）/（σ_Lcosθ_L） （公式5）
含油高度：
H=100×Pc_R/（ρ_w-ρ_o）               （公式6）
式中：Pc_L ，Pc_R       实验室毛管压力，油藏毛管压力，MPa；
      σ_L ，σ_R        实验室条件下界面张力，油藏条件下界面张力，dyn/cm；
      θ_L ，θ_R        实验室条件下润湿角，油藏条件下润湿角，Radian；
       H           油藏的自由水面以上高度，m；
ρ_w，ρ_o    油藏条件下的水密度和油密度，g/cm³。

6.  根据权利要求1所述的分带模拟饱和度方法，其特征在于，在步骤4中，油层处饱和度选步骤1的模拟结果，水层处选步骤2的模拟结果，油水过渡带处选步骤3的模拟结果。

分带模拟饱和度方法
技术领域
本发明涉及石油开发地质三维地质建模技术领域，特别是涉及到一种分带进行模拟，达到精细描述各区带饱和度的方法。
背景技术
油藏精细地质建模目前已成为油田开发中对油藏进行精细油藏描述的关键环节，通过三维建模可以建立“三维数字油藏”，以供油藏工程技术人员开展油藏数值模拟、开发调整及跟踪等研究，最终达到改善油藏开发效果、提高油藏采收率的目的。
饱和度参数是三维属性模型中的一个关键参数，该参数对储量计算以及数值模拟都会有较大影响。以往的饱和度模拟一般不考虑过渡带的变化，在地质建模中通常采用油水界面确定的方法，即油水界面以上为油层，油水界面以下为水层，水层统一含水饱和度（Sw）赋100%，油层则用井点测井解释的值进行模拟。这样的模拟存在缺点，一是模拟时油水混合，容易在油区产生较高含水饱和度值，二是不能反映过渡带饱和度的变化。因为实际的油藏中，在油水接触时，油和水并不是完全分离的，而是呈过渡带的形式存在。
为了准确描述油藏饱和度的变化，需要采用新的方法精细模拟饱和度参数，分区带模拟显得尤为重要。为此我们发明了分带模拟，最后整合的饱和度模拟方法、解决了以上技术问题。
发明内容
本发明提供一种三维地质建模中利用分区带模拟饱和度的方法，解决饱和度模型中不能考虑过渡带饱和度变化而导致饱和度模型不够准确的问题，实现饱和度模型精细模拟的目的。   
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：分带模拟饱和度方法，该分带模拟饱和度方法包括：步骤1，根据单井测井二次解释成果，提取油层段饱和度值，并且运用截断控制只模拟油层的饱和度；步骤2，在油水界面分析的基础上，确定外油水界面砂体的范围，并且赋含水饱和度为100%；步骤3，在过渡带砂体确定的基础上，利用J函数作为协约束条件，模拟过渡带饱和度；以及步骤4，把三次模拟结果进行计算和整合，最终得到分带精细模拟的饱和度模型。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，首先根据井点解释的饱和度成果构建一条油层的饱和度曲线，然后模拟饱和度，即只模拟油层饱和度，并通过地质认识，确定油层饱和度的两端截止值，即进行输入输出截断控制，确保模拟出的油层饱和度不会出现异常值。
在步骤2中，根据油水界面，确定纯水区，产生水层的饱和度，并对纯水区含水饱和度赋100%。
在步骤3中，利用J函数处理得到含油高度和饱和度的关系，在模拟时用此关系作为纵向约束条件，模拟的结果反映出在油水过渡带处，饱和度随深度的变化。
在步骤3中，J函数是一个无因次量，是含水饱和度的函数，它与渗透率、孔隙度、界面张力以及润湿角无关，将该J函数应用到含有任何润湿和非润湿流体组合，具有任何渗透率和孔隙度的油层毛管压力曲线上，以用来对毛管压力资料进行分类和平均，其中，
毛管压力的计算公式为：
            Pc＝（2×10^-3σcosθ）/r         （公式1）
式中：Pc             毛管压力，MPa；
       σ            界面张力，dyn/cm；
       θ            润湿角，Radian；
        r             毛管半径，μm；
J函数的计算公式：J（Sw）＝c×Pc
c=(k/Φ)^0.5/(σcosθ)              （公式2）
式中：J（Sw)          J函数，无因次量；
K              空气渗透率，达西；
Φ             孔隙度，小数；
c              常数项；
由公式1得实验室毛管压力：
Pc_L＝（2×10^-3σ_Lcosθ_L）/r       （公式3）
由公式1得油藏毛管压力：
Pc_R＝（2×10^-3σ_Rcosθ_R）/r       （公式4）
由公式3，公式4可得油藏毛管压力与实验室毛管压力的关系为：
Pc_R＝Pc_L×（σ_Rcosθ_R）/（σ_Lcosθ_L） （公式5）
含油高度：
H=100×Pc_R/（ρ_w-ρ_o）               （公式6）
式中：Pc_L ，Pc_R       实验室毛管压力，油藏毛管压力，MPa；
      σ_L ，σ_R        实验室条件下界面张力，油藏条件下界面张力，dyn/cm；
      θ_L ，θ_R        实验室条件下润湿角，油藏条件下润湿角，Radian；
       H           油藏的自由水面以上高度，m；
ρ_w，ρ_o   油藏条件下的水密度和油密度，g/cm³。
在步骤4中，油层处饱和度选步骤1的模拟结果，水层处选步骤2的模拟结果，油水过渡带处选步骤3的模拟结果。
本发明技术思路清楚、应用简单，突破了以往饱和度模型油水混合模拟的方法，与以往相比具有更好的操作性，具有创新性、实用性，利于推广。为实现饱和度分区带模拟，精细模拟过渡带饱和度提供了切实可行的方法。
附图说明
图1为本发明的分带模拟饱和度方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中井点解释的油层的饱和度曲线Sw1的构建的示意图；
图3为本发明的一具体实施例中输出饱和度的截断控制的示意图；
图4为本发明的一具体实施例中模拟得到的油层饱和度三维模型；
图5为本发明的一具体实施例中纯水区饱和度赋值的示意图；
图6为本发明的一具体实施例中J函数处理曲线图；
图7为本发明的一具体实施例中含油高度与饱和度的关系曲线图；
图8为本发明的一具体实施例中J函数的应用的示意图；
图9为本发明的一具体实施例中将利用J函数处理得到含油高度和饱和度的关系作为纵向约束条件模拟得到的过渡带饱和度模型；
图10为本发明的一具体实施例中三次模拟结果合并后的剖面图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的分带模拟饱和度方法的一具体实施例的流程图。
在步骤101，根据单井测井二次解释成果，提取油层段饱和度值，并且运用截断控制只模拟油层的饱和度。具体说来，首先根据井点解释的饱和度成果构建一条油层的饱和度曲线Sw1，然后模拟Sw1，即只模拟油层饱和度，这样在模拟油层饱和度时，可以通过地质认识，确定油层饱和度的两端截止值，即进行输入输出截断控制，确保模拟出的油层饱和度不会出现异常值。图2为本发明的一具体实施例中井点解释的油层的饱和度曲线Sw1的构建，图3为本发明的一具体实施例中输出饱和度的截断控制，图4为本发明的一具体实施例中模拟得到的油层饱和度三维模型，如图2到4所示，根据井点解释的饱和度成果构建一条油层的饱和度曲线，并通过截断控制模拟纯油区饱和度。流程进入到步骤102。
在步骤102，在油水界面分析的基础上，确定外油水界面砂体的范围，并且赋含水饱和度为100%。也就是说，根据油水界面，确定纯水区，产生水层的饱和度，并对纯水区含水饱和度赋100%。图5为本发明的一具体实施例中纯水区饱和度赋值，图5通过油水界面确定纯水区，并对纯水区赋含水饱和度为100%。流程进入到步骤103。
在步骤103，在过渡带砂体确定的基础上，利用J函数作为协约束条件，模拟过渡带饱和度。利用J函数处理得到含油高度和饱和度的关系，在模拟时用此关系作为纵向约束条件，这样，模拟的结果就可以反映出在油水过渡带处，饱和度随深度的变化。图6为本发明的一具体实施例中J函数处理曲线图，图7为本发明的一具体实施例中含油高度与饱和度的关系曲线图，图8为本发明的一具体实施例中J函数的应用，如图6到8所示，利用J函数处理得到含油高度和饱和度的关系，并且作为过渡带模拟的约束条件。图9为将利用J函数处理得到含油高度和饱和度的关系作为纵向约束条件模拟得到的过渡带饱和度模型。
毛管压力的计算公式为：
                  Pc＝（2×10^-3σcosθ）/r         （公式1）
式中：Pc             毛管压力，MPa；
   σ            界面张力，dyn/cm；
    θ            润湿角，Radian。
    r             毛管半径，μm。
J函数是一个无因次量，是含水饱和度的函数，它与渗透率、孔隙度、界面张力以及润湿角无关。可以把这个函数应用到含有任何润湿和非润湿流体组合，具有任何渗透率和孔隙度的油层毛管压力曲线上，所以J函数可用来对毛管压力资料进行分类和平均。
J函数的计算公式：J（Sw）＝c×Pc
c=(k/Φ)^0.5/(σcosθ)              （公式2）
式中：J（Sw)          J函数，无因次量；
K              空气渗透率，达西；
Φ             孔隙度，小数；
c              常数项；
由公式1得实验室毛管压力：
Pc_L＝（2×10^-3σ_Lcosθ_L）/r       （公式3）
由公式1得油藏毛管压力：
Pc_R＝（2×10^-3σ_Rcosθ_R）/r       （公式4）
由公式3，公式4可得油藏毛管压力与实验室毛管压力的关系为：
Pc_R＝Pc_L×（σ_Rcosθ_R）/（σ_Lcosθ_L） （公式5）
含油高度：
H=100×Pc_R/（ρ_w-ρ_o）               （公式6）
式中：Pc_L ，Pc_R       实验室毛管压力，油藏毛管压力，MPa；
      σ_L ，σ_R        实验室条件下界面张力，油藏条件下界面张力，dyn/cm；
      θ_L ，θ_R        实验室条件下润湿角，油藏条件下润湿角，Radian；
       H           油藏的自由水面以上高度，m；
ρ_w，ρ_o   油藏条件下的水密度和油密度，g/cm³。
在步骤104，通过逻辑判断，将三次模拟结果进行计算和整合，最终得到分带精细模拟的饱和度模型。最后对三次模拟结果进行合并，油层处饱和度选第一步模拟结果，水层处选第二步模拟结果，油水过渡带处选第三步模拟结果。这样采用分步模拟的饱和度将更准确，更合理。图10为三次模拟结果合并后的剖面图。
在应用本发明的一具体实施例中，埕岛油田主体馆上段自1993年投入开发，已完钻339口老井。为河流相沉积，储层物性好，平均孔隙度33.4%，平均渗透率1520×10^-3μm²。油藏类型为高孔高渗、中等丰度常规稠油岩性构造层状油藏。主力层系馆上段综合含水达65.8%，进入中含水阶段。
在精细油藏描述的基础上，在该区三维地质模型建立中成功运用该方法，实现饱和度模型的精细模拟，模型区面积96km²，总网格数18085312。根据该模型设计新井181口，覆盖地质储量6389×10⁴t，新增产能128×10⁴t。已全部完钻，陆续投产油井113口，新井平均单井初期日油43.3t/d，含水36.2%，新井累积产油223.2×10⁴t，经济效益显著。