偽相生產(chǎn)模擬：在儲層流動模擬中經(jīng)由連續(xù)相似階躍函數(shù)相對滲透率受控模型來訪問準 ...的制作方法
【專利說明】偽相生產(chǎn)模擬:在儲層流動模擬中經(jīng)由連續(xù)相似階躍函數(shù)相 對滲透率受控模型來訪問準多相流生產(chǎn)的信號處理方法
[0001] 發(fā)明背景 1.發(fā)明領域
[0002] 本發(fā)明大體設及計算機化的儲層建模的領域，并且更具體地，設及一種被配置來 使用一個或多個偽相單流相對滲透率曲線來近似多相流模擬的系統(tǒng)和方法。
[0003] 2.相關(guān)技術(shù)討論
[0004] 設及通過多孔介質(zhì)的多相流（即，存在多于兩相(例如，水和油）的流）的儲層建模 和數(shù)值模擬部分歸因于相之間的接口而提出了比單向流的儲層建模和數(shù)值模擬更大的困 難。由于多相流模擬的總體復雜性，因而模擬多相流所需要的時間實質(zhì)上大于它的單相對 應物。此外，多相流的模擬需要更好理解流體屬性特征W便準確建模復雜的流體系統(tǒng)。
[0005] 因此，本公開的實施方案尋求提供與包含多相流的儲層建模相關(guān)聯(lián)的W上問題中 的一個或多個的一種或多種解決方案。
[0006] 附圖簡述
[0007] 在下文參考附加的附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施方案，所述實施方案W引用 方式并入本文并且其中：
[0008] 圖1A-1B描繪根據(jù)本公開的實施方案的示出用于近似多相流的過程的實例的流程 圖；
[0009] 圖2為描繪根據(jù)本公開的實施方案的排油-水相對滲透率曲線的實例的圖；
[0010] 圖3為描繪根據(jù)本公開的實施方案的相對滲透率比曲線的實例的圖；
[0011] 圖4為描繪根據(jù)本公開的實施方案的階躍函數(shù)采樣/偽相相對滲透率曲線的實例 的圖；
[0012] 圖5為描繪根據(jù)本公開的實施方案的油-水相對滲透率曲線的實例的圖，所述油-水相對滲透率曲線示出被顯示具有若干偽相相對滲透率曲線的基本的原始相對滲透率，所 述若干偽相相對滲透率曲線在偽相模擬中使用，W便近似通過單個"偽"相的兩相流；
[0013] 圖6為描繪根據(jù)本公開的實施方案的相對于原始的(未內(nèi)插的）油生產(chǎn)率曲線圖所 示出的歷史油生產(chǎn)率曲線的實例的圖，所述原始的（未內(nèi)插的）油生產(chǎn)率曲線圖從不同的偽 相模擬運行所得；
[0014] 圖7為描繪根據(jù)本公開的實施方案的相對于時間內(nèi)插的油生產(chǎn)率曲線圖所示出的 歷史油生產(chǎn)率曲線的實例的圖，所述隨時間變化的油生產(chǎn)率曲線圖從不同的偽相模擬運行 所得；
[0015] 圖8為描繪根據(jù)本公開的實施方案的每個偽相生產(chǎn)油速率曲線相對于歷史生產(chǎn)的 計算相關(guān)性的結(jié)果的實例的圖；
[0016] 圖9為描繪根據(jù)本公開的實施方案的在相對于歷史模擬數(shù)據(jù)的單個偽相生產(chǎn)油速 率結(jié)果之間的相對差異的實例的圖；
[0017] 圖10為描繪根據(jù)本公開的實施方案的用于改變隨時間的推移所計算的偽相生產(chǎn) 運行的相對誤差的實例的圖；
[0018] 圖11為描繪根據(jù)本公開的實施方案的偽相生產(chǎn)油速率隨整個模擬時間的推移相 對于歷史數(shù)據(jù)的累積誤差的實例的圖；
[0019] 圖12為描繪根據(jù)本公開的實施方案的與時間內(nèi)插的偽相生產(chǎn)率曲線和歷史生產(chǎn) 率曲線并置的復合曲線的實例的圖；
[0020] 圖13為描繪根據(jù)本公開的實施方案的用來源于數(shù)值和加權(quán)(全局和局部)平均化 技術(shù)的多個平均偽相生產(chǎn)率曲線繪制的偽相生產(chǎn)時間內(nèi)插的速率曲線的實例的圖；并且
[0021] 圖14為示出用于實施本公開的實施方案的系統(tǒng)的一個實施方案的框圖。
[0022] 詳述
[0023] 本公開的實施方案包括系統(tǒng)、計算機程序產(chǎn)品、和被配置來執(zhí)行偽相生產(chǎn)模擬的 計算機實現(xiàn)的方法。如本文所引用的偽相意味著使用單相流來近似兩個或更多的相（即多 相)流。偽相生產(chǎn)模擬的目的是延伸單相流模擬的應用，作為預測實際的多相儲層生產(chǎn)的有 效方式。另外地，本公開的實施方案試圖處理相對滲透率曲線，所述曲線被輸入至儲層模擬 器中，W便描述流體-流體和流體-巖石相互作用，作為合成信號來近似可在生產(chǎn)期間存在 的不同流態(tài);隨后使用運個近似來相對于生產(chǎn)歷史驗證給定的靜態(tài)模型。
[0024] 本公開的實施方案的一個優(yōu)點是與用于進行多相流生產(chǎn)模擬的運行次數(shù)相比，它 將減少運行次數(shù)。此外，本公開的實施方案減少提供通用流動建模相對于用于非機密用戶 的生產(chǎn)歷史的比較所需要的復雜性和知識。
[0025] 本公開的實施方案及其附加的優(yōu)點通過參考附圖中的圖1A-14得到最好理解，類 似的數(shù)字用于所述各種附圖的類似和對應的部分?；谙旅娴母綀D及詳述的檢查，對于本 領域的普通技術(shù)人員來說，本公開的實施方案的其他特征和優(yōu)點將會更加明顯。運意味著 所有此類附加特征和優(yōu)點包括在本公開的實施方案的范圍內(nèi)。另外，所示出的圖僅是示例 性的并且不旨在主張或意味關(guān)于不同實施方案可被實施的環(huán)境、構(gòu)造、設計或過程的任何 限制。
[0026] 開始于圖1A，展示了根據(jù)本公開的實施方案的用于近似多相流的計算機實現(xiàn)的方 法/過程100的實例。過程100通過導入/接收一個或多個巖石物理學巖石模型(通常也被稱 為地球模型）和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)而在步驟102處開始。在一個實施方案中，地球模型包括=維 (3D)體積/單元，所述=維(3D)體積/單元包括描述物理和化學的巖石屬性W及它們與流體 的相互作用的分配值。例如，在一個實施方案中，分配值包括與巖石類型相關(guān)聯(lián)的滲透率值 和孔隙率值。地球模型可使用軟件(諸如，但不限于，購自Landmark Gra曲ics Corporation 的De切sioiiSpace參地球建模軟件)來產(chǎn)生。在一個實施方案中，多個地球模型是聯(lián)合模擬 的（即，利用輕微不同的屬性值來產(chǎn)生地球模型的多個實現(xiàn)，例如，對于每個實現(xiàn)來說孔隙 率和滲透率是不同的）。在某些實施方案中，過程100可選擇特定實現(xiàn)，所述特定實現(xiàn)基于用 戶定義的參數(shù)和/或基于先前生產(chǎn)數(shù)據(jù)的比較被確定成最精確的，隨后行進至具有所選擇 的實現(xiàn)的模擬。在其他實施方案中，過程100可對地球模型的多個實現(xiàn)進行模擬。
[0027] 如上所述，在步驟102處，過程100還接收生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，諸如但不限于生產(chǎn)率數(shù) 據(jù)。生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)的數(shù)量可從幾個月到幾年內(nèi)變化。在一個實施方案中，儲層生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù) 表示被處理作為具有變化的頻率分量的時間相關(guān)信號的時間域特征，W用于分析時間域數(shù) 據(jù)W便確定流態(tài)的存在。另外地，在一些實施方案中，過程被配置來根據(jù)在信號處理期間存 在于所得的生產(chǎn)中的光譜質(zhì)量來識別流動行為的分量化。
[00%]此外，在步驟104處，過程200包括創(chuàng)建描述流體-流體和流體-巖石相互作用的一 個或多個偽相生產(chǎn)相對滲透率化r)曲線。滲透率是流體在多孔介質(zhì)中流動的能力。在多相 流中，相的相對滲透率是相對于隨時間變化的飽和度變化的獨立測量的、那個相的有效滲 透率與絕對滲透率的相關(guān)比的測量化r =時就/咬師)。
[0029] 相對滲透率曲線200的實例在圖2中示出。具體地，相對滲透率曲線200為排油-水 相對滲透率曲線。盡管水飽和度被表示成獨立軸線，但是它實際上是對時間的代理。運在己 克利-萊弗里特(Buckley-Leverett)輸運方程中展示，所述輸運方程用于建模多孔介質(zhì)中 的兩相流。己克利-萊弗里特方程被表示成：
[0031] 其中
[003引在此，S(x, t)是水飽和度，f是分流動速率，Q是總流動，聲是孔隙率，并且A是多孔 介質(zhì)中的橫截面面積。
[0034] 相對滲透率曲線200描繪排兩相系統(tǒng)，其中非潤濕流體（油）相取代在多孔介質(zhì)中 存在的濕潤(水)相。多孔介質(zhì)初始用水來飽和并且隨后經(jīng)由將油相注射到多孔介質(zhì)中觸發(fā) 的取代過程，隨著油體積增加，水飽和度（即存在的水的相對體積)減少。在相對滲透性曲線 200的末端處，水飽和度為大約0.15(或15% )，其被稱為束縛水飽和度(或Swirr)。因此，由 于一個流體相飽和度相對于另一個的改變，相對滲透率隨時間改變。運種關(guān)系可使用W下 公式來表示：
[0035] Sw(t)^krw,nw(Sw,t)
[0036] 其中，X'是水飽和度，'kr'是相對滲透性，V下標指濕潤流體化'nw'下