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研究油藏的主要手段
打印 2015/09/24 17:00 字体: [大] [中] [小]

油气田开发进程离不开科学技术,利用现代科技手段不断深入研究油气田、认识油气田,是提高油气田开发效益的必经之路,油藏数值模拟主要研究的是油气田在不同开发条件下对油藏动态的正确认识,特别是强调对剩余油分布的认识,以便于后期提高开发效果,这与地质上的油藏静态描述有所不同,油藏数值模拟的前提首先是研究油藏、认识油藏,研究油藏的方法从大的方面来说有直接观察法和间接模拟法。

1、直接观察法

直接观察法(DirectObservationalMethod)就是直接在油田上进行试验或取得资料,以便进行分析。其基本方法如下。

(1)打观察井

在油田开发过程中,专门用来观察油田地下动态而打的井叫做观察井(ObservationWell),它可以观察各类油层的压力,含水变化规律,也可以直接取芯取样(ReservoirRockandFluidSamplesRetrievedfromDrilledWells),分析油层岩性和物性以及流体性质和在油层中的分布,它一般不负担生产任务。

(2)直接测试

直接测试(DirectMeasurementorDirectTesting)包括测井(Logging)、生产测井(ProductionLogging)、井间地震(SeismicCrosshole)、井下电视(BoreholeTeleviewerorDownholeTeleviewer,BHTVorDHTV)、井下电磁波(BoreholeElectromagneticWave)、试井(WellTesting)、井间示踪剂测试(InterwelI'TracerTest)等以及CT测试(ComputerTomographyExamination)、核磁共振(NuclearMagneticResonance)、图像分析仪(ImageAnalyzer)等。

(3)开辟试验区

油田开发中重大的技术措施在应用以前,一般应在油田内部选择一个有代表性地区进行小型的现场开发试验,作为一种中间试验,检查室内实验和模拟研究的成果,了解所计划的开发措施的可行性,然后指导今后整个油田的开发生产,即开辟开发试验区或者叫先导性试验区。我国的大庆、胜利、辽河、吉林等大油田,都开辟过开发试验区。如大庆的小井距进行单层注水和各种提高采收率的方法的试验等。

直接观察法的优点是直观,看得见,摸得着,所得结果易于人接受;而且比较准确,客观存在,避免了人为误差。直接观察法的确定具有一定的局限性,适用范围小。特别是观察井、井下测试以及生产试验区只能在局部井下,代表的只是局部现象,成本高,周期长,不能重复进行。

2、间接模拟法

间接模拟法(IndirectObservationalMethod)就是用类比方法或模型方法来研究物理过程。其中模型方法基本上有两种:一类是摸得着的物理方法,另一类是摸不着的数学方法。间接模拟方法从大的方面分为类比法、物理法和数学法等三种方法。

(1)类比法(categoriesmethodsoranalogicalmethod)

利用己开发成熟油藏(MatureReservoir)的特性来预测目标区域或目标油藏(TargetReservoir)的动态,该己开发油藏与目标油藏在地理性质或岩石物性(GeographicallyorPetrophysicallyProperties)上具有相似性。在钻井前,当受到某些方面的限制或是不能获取有关数据时,油藏工程师进行经济预测的唯一方法就是类比法,在该方法中,处于同一地质盆地或油区,或是具有相似岩石物理性质的油藏将用来预测目标油藏。将两个相似油藏进行对比并采用类似的开发策略就可以得到可靠的结果,但如果考虑不同的开发策略,将遇到困难。

(2)物理法(PhysicalMethods)

物理模拟法(PhysicalSimulationMethods),有时也称实验方法(ExperimentalMethods),主要是测量实验室模型的物性(如产量、压力和饱和度等),然后将这些结果放大到整个烃类油气藏,物理模拟法又分为:模拟模型和物理模型。

①模拟模型(AnalogModels)

利用流体在多孔介质中的流动现象与其他物理现象的相似性来模拟油藏动态,水、电、热相似原理是模拟模型的基础。

②物理摸型(PhysicalModels)

与模拟模型相反,物理模型用来对多孔介质中的流体的性质直接测量,石油工业中所使用的物理模型有两种----原体模型和相似模型。在20世界60年代(电子计算机问世)以前,物理模拟是研究地下油藏中流体运动规律的主要模拟方法之一。

3、数学法(MathematicalApproachorMethod)

在一定的定解条件下,通过求解描述某一物理过程的数学方程组(数学模型)来研究其物理变化规律的方法,利用数学方程式来预测油藏动态的一种方法。数学模型不是一个实体模型,而是从物理现象中抽象出来。同一个物理概念,可以建立不同的数学模型,数学模拟(方法)又可细分为:经验统计法、物质平衡法,递减曲线法等油藏工程方法以及解析法(渗流力学法)、数值法(数值模拟法)等。

4、“双模”

间接模拟法中的物理模拟和数学模拟都是研究油藏规律的重要手段,二者简称“双模”(Dual-mode),物理模拟主要优点是保持和模拟原型的物理本质,特别是对那些物理机理还不够清楚的问题,首先要靠物理模拟来研究,才能正确地从中抽象提取出反应其物理本质的数学关系,建立数学模型。即使对于已经建立的数学模型,也常常要靠物理模型来进行检验、改进和完善。物理模拟考虑非均质的多维、多井等问题,完全严格的模拟是不可能的,所以很少用大型的物理模型来模拟复杂的地质条件。数学模型可考虑多种复杂因素的实际问题,代价低,速度快,对于十分复杂的地质条件,也可以在短期内进行多种方案的运算和对比,只要能取得符合实际的实验和现场数据,则能比较迅速地得出所需要的各种数据。

它们二者是机理和应用(MechanismandApplication)相辅相承,只有物理模拟而没有数值模拟,物理模拟实验的结果便不能得到宏观应用,只有数值模拟而没有物理模拟,数值模拟的结果便不足以相信,物理模拟是数学模拟的基础,为数学模拟提供必要的参数,验证数学模型的结果,提出新的数学模型,二者相结合是探索油藏工程新技术、新方法的重要手段。

间接模拟法的优点是能重复开发,由于实际油田的开发是不可逆的,因此可以进行所谓的“多次开发”,和“短期开发”;成本相对较低;可以模拟各种非均质条件和开发要求,结果可以直接用于油田开发。间接模拟法的缺点在于使用的前提条件存在误差,模拟的基础在于油藏描述和生产动态,若油藏参数和生产数据不准确,将导致模拟的误差;同时任何模型本身有一定的假设条件,既然有假设肯定都与实际油藏有一定的误差。

2015/09/24 17:00 来源: 责任编辑: