考慮夾層影響的滲透率粗化方法
2023-04-25 07:08:56 2
考慮夾層影響的滲透率粗化方法
【專利摘要】本發明公開了一種考慮夾層影響的滲透率粗化方法，包括如下步驟：A、將精細地質模型中的精細網格與粗化網格對應；B、對粗化網格內部的砂體進行連通性判斷並對連通砂體進行編號；C、針對每一個粗化網格，判斷是否有夾層對粗化網格不同方向造成遮擋；D、通過判斷不同粗化網格內部夾層是否造成遮擋得到的結果對滲透率參數場進行具體的粗化。本發明解決了地質模型粗化過程中造成的夾層信息丟失，無法有效將精細地質模型中的滲透率模型有效地過渡到粗化模型中的問題，可以廣泛應用於三維地質建模領域。
【專利說明】考慮夾層影響的滲透率粗化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及三維地質建模領域，特別是涉及一種考慮夾層影響的滲透率粗化方法。
【背景技術】
[0002]在油田開發中後期，夾層的研究越來越精細，其對油氣運移的影響越來越受到開發者們的重視，許多學者對夾層進行了不同程度的研究。不同成因的夾層作為一種非滲透性的介質，其導致的儲層非均質性在不同程度上控制著剩餘油的分布。
[0003]夾層引起的滲流屏障和滲流差異直接表現在不同方向的滲透率中，在建立地質模型時需要對滲透率及夾層分布進行精細研究才能對其進行有效的表徵。夾層的分布厚度變化較大，從幾十釐米到幾米、幾十米不等且分布極不規則。夾層造成的儲層非均質性會對油氣運移及油田開發中後期的剩餘油預測及開採造成較大程度的影響。不同形態的夾層對粗化網格的滲透率影響不一樣。圖1為四種不同形態的夾層:圖1(a)中的夾層阻礙了 I方向的滲流通道，粗化為一個網格後，該網格I方向應該為非滲透，而J方向具有滲透性；圖1(b)中的傾斜夾層造成了對1、J方向的遮擋，粗化後1、J方向都應為非滲透；圖1(c)與圖1(a) 一樣夾層僅造成了 I方向的遮擋；圖1(d)中夾層僅造成了 J方向的遮擋。
[0004]由於精細模型網格數量大，而受計算機硬體的限制，精細地質模型和油藏數值模擬能夠承受的網格規模之間還有較大差異，為了合理解決模擬耗時與微機性能的問題，必須對精細模型進行粗化。隨著微機性能的穩步提升和建模方法的逐步優化，儲層地質模型越來越精細，對夾層的描述越來越清楚，將精細地質模型中夾層的信息如何有效的保留到粗化模型中成為研究的難點。
[0005]單純對於滲透率的粗化，國外已經有許多成熟的方法及新的研究，國內的研究也取得了豐富成果，但對非滲透夾層對滲透率粗化結果的影響考慮甚少，特別是傾斜狀的夾層，如點壩側積層，其對油氣的側向遮擋直接控制了剩餘油的分布。
[0006]滲透率不同於孔隙度、飽和度等標量屬性，是一種張量屬性，粗化時要考慮到其方向性。滲透率的粗化方法有最簡單的單一算數平均法、幾何平均法、調和平均法及加權平均法，雖然速度快但得到結果是各向同性的，不能反映出不同方向上滲透性的差異。而利用達西定律及質量守恆方程求解流動方程的粗化方法較多，能夠表現出滲透率的各向異性，但都沒有考慮非滲透夾層的影響:當粗化網格的某一方向存在夾層遮擋時，該網格在對應方向應該為非滲透性的。
[0007]具體參見圖2和圖3，以圖2中1、J、K方向各5個網格粗化為一個網格為例，精細模型中存在傾斜狀遮擋的夾層，通過序貫高斯模擬方法計算得到精細網格的滲透率模擬結果,滲透率分布在50-100毫達西之間。
[0008]通過成熟商業化軟體包含的常用滲透率粗化方法對該精細網格進行粗化，圖2中分別是算術平均法、幾何平均法、Direct1nal averaging方法及Flow-based upscaling方法粗化之後的結果。由於條件數據中存在傾斜夾層的遮擋，如圖2 (b)，精細網格粗化為一個網格後，該網格在K方向和J方向應該為非滲透，而I方向具有滲透性。圖3 (a)為算術平均法粗化結果，粗化後結果為82毫達西，在50-100毫達西的正常範圍內且不能體現不同方向的滲透性，顯然與實際不符；圖3(b)為幾何平均法粗化結果，顯示為O毫達西，結果與實際能夠對應，但是得到的模擬結果為均質性的，不同方向的滲透率都為O毫達西，實際上在I方向應該有滲透性，該方法也無法體現滲透率粗化後的非均質性；圖3((:)為Direct1nalaveraging方法粗化結果,該方法雖然能夠產生不同方向的滲透率，但是在這種情況下，粗化結果在1、J、K三個方向均為82毫達西，與實際分析結論相差甚遠，不能反應夾層對滲透率粗化的影響；其中，圖3(d)、圖3(e)和圖3(f)為Flow-based upscaling方法粗化結果，該方法粗化後1、J、K方向結果分別為82毫達西、42毫達西、34毫達西，滲透率在J、K方向降低的比較厲害，一定程度上體現了夾層的影響，但是該網格K方向仍然具有滲透性，說明該方法在表徵夾層影響上仍然存在缺陷，不能有效刻畫夾層對滲透率模型粗化的影響。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種考慮夾層影響的滲透率粗化方法，解決了地質模型粗化過程中造成的夾層信息丟失，無法有效將精細地質模型中的滲透率模型有效地過渡到粗化模型中的問題。
[0010]本發明提供的一種考慮夾層影響的滲透率粗化方法，包括如下步驟:A、將精細地質模型中的精細網格與粗化網格對應；B、對粗化網格內部的砂體進行連通性判斷並對連通砂體進行編號；C、針對每一個粗化網格，判斷是否有夾層對粗化網格不同方向造成遮擋；D、通過判斷不同粗化網格內部夾層是否造成遮擋得到的結果對滲透率參數場進行具體的粗化。
[0011]在上述技術方案中，所述步驟B中，連通性判斷並對連通砂體進行編號的過程如下:1)從I方向開始對連通的砂體進行編號:從i = O, j = O, k = O開始，以I, J, K依次增加的順序首先找到第一個為砂體的網格，編號為1，之後按照順序依次選擇一個為砂體的網格a，如果在I方向上與其相鄰的網格b為砂體，則將網格b的砂體編號賦值給砂體a ;否則判斷J方向上與其相鄰的網格c是否為砂體，如果是砂體，則將網格c的砂體編號賦值給砂體a ;如果1、J方向都沒有砂體，則按照相同的方法判斷K方向；如果1、J、K三個方向都沒有滿足條件的砂體，則對網格a進行新的砂體編號；2)從J方向開始對連通的砂體進行編號:判斷J方向兩個相鄰的網格m、η砂體編號是否一致，如果不一致，將編號大的所有網格的砂體編號賦值為該相鄰網格的編號；3)從K方向開始對連通的砂體進行編號:判斷K方向兩個相鄰的網格砂體編號是否一致，如果不一致，將編號大的所有網格的砂體編號賦值為該相鄰網格的編號。
[0012]在上述技術方案中，所述步驟B第I)項中，所述網格b在I方向上的編號為網格a在I方向上的編號減1，所述網格c在J方向上的編號為網格a在J方向上的網格編號減
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[0013]在上述技術方案中，所述步驟C中，判斷粗化網格內部某一砂體是否穿過了某一方向所在的精細網格的最大值和最小值分別對應的兩個截面，以此來判斷該砂體是否穿過了整個粗化網格。
[0014]在上述技術方案中，所述步驟C中，同一夾層必須判斷1、J、K三個方向造成的遮擋情況。
[0015]在上述技術方案中，所述步驟D中，從1、J、K三個方向對粗化網格的滲透率分別粗化，某一方向夾層對該粗化網格造成遮擋，則該方向的粗化後的滲透率值直接賦值為O ;否則通過滲透率粗化方法對該網格該方向進行滲透率粗化。
[0016]在上述技術方案中，還包括步驟E，所述步驟E的過程如下:單個粗化網格是否被夾層遮擋的判斷結束後，判斷一個泥巖夾層覆蓋幾個粗化網格，遍歷所有的砂體，記錄砂體所穿過的1、J、K三個方向的粗化網格，並記錄砂體的起始網格，找到所述砂體在某一方向上穿過的最小值所對應的粗化網格X及最大值所對應的粗化網格Y，如果砂體的起點不在網格X上，結束點不在網格Y上，找到具有相同性質的網格X和網格Y，保證該砂體穿過網格X的最小截面和網格Y的最大截面，記錄網格X和網格Y在該方向上的最大值序號和最小值序號，除去粗化網格中序號在該方向上的小於最小值序號和大於最大值序號的網格，將所述砂體穿過的所有粗化網格的滲透率重新計算，以同樣的判斷方式對另外兩個方向進行判斷，以達到判斷連續夾層對網格的遮擋情況。
[0017]在上述技術方案中，還包括步驟F，輸出不同方向的滲透率粗化結果。
[0018]在上述技術方案中，所述步驟A中，將精細地質模型中的精細網格與粗化網格對應之前，建立精細地質模型，包括夾層及滲透率模型；並建立相應的粗化骨架模型。
[0019]本發明考慮夾層影響的滲透率粗化方法，具有以下有益效果:通過本發明得到的滲透率粗化結果既能夠有效刻畫夾層對粗化後滲透率的影響，也能夠保證粗化後滲透率的非均值性。
[0020]運用本發明能夠有效利用地質上認識的夾層，並將夾層信息保留到粗化後的滲透率參數場中，更加準確地刻畫流體的滲流路徑，為剩餘油的挖潛提供決策依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為不同形態泥巖夾層對滲透率粗化結果的影響示意圖；
[0022]圖2為示例中通過現有的滲透率粗化方法得到的滲透率模擬結果及夾層分布情況；
[0023]圖3為常用的滲透率粗化方法粗化後的滲透率模擬結果；
[0024]圖4為本發明考慮夾層影響的滲透率粗化方法的流程示意圖；
[0025]圖5為本發明考慮夾層影響的滲透率粗化方法步驟B中連通砂體編號示意圖；
[0026]圖6為本發明考慮夾層影響的滲透率粗化方法步驟C中I方向砂體連通性判斷示意圖；
[0027]圖7為本發明考慮夾層影響的滲透率粗化方法步驟E中一個泥巖夾層覆蓋多個粗化網格時連續夾層對網格遮擋的判斷示意圖；
[0028]圖8為本發明考慮夾層影響的滲透率粗化方法中對示例的滲透率粗化結果；
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。
[0030]圖1至圖3中現有滲透率粗化方法在【背景技術】中已有描述，在此不再贅述。
[0031]參見圖4，本發明考慮夾層影響的滲透率粗化方法，包括如下步驟:
[0032]A、建立精細地質模型，包括夾層及滲透率模型；並建立相應的粗化骨架模型；將精細地質模型中的精細網格與粗化網格對應。
[0033]B、參見圖5，對粗化網格內部的砂體進行連通性判斷並對連通砂體進行編號，具體過程如下:
[0034]I)從I方向開始對連通的砂體進行編號:從i = O, j = O, k = O開始，以I, J, K依次增加的順序首先找到第一個為砂體的網格，編號為1，之後按照順序依次選擇一個為砂體的網格a，如果在I方向上與其相鄰的網格b為砂體(所述網格b在I方向上的編號為網格a在I方向上的編號減I)，則將網格b的砂體編號賦值給砂體a ;否則判斷J方向上與其相鄰的網格c是否為砂體(所述網格c在J方向上的編號為網格a在J方向上的網格編號減I)，如果是砂體，則將網格c的砂體編號賦值給砂體a ;如果1、J方向都沒有砂體，則按照相同的方法判斷K方向；如果1、J、K三個方向都沒有滿足條件的砂體，則對網格a進行新的砂體編號，以二維例子為例，得到的結果如圖5(a)；
[0035]2)從J方向開始對連通的砂體進行編號:參見圖5(a)，判斷J方向兩個相鄰的網格m、η砂體編號是否一致,如果不一致，將編號大的所有網格的砂體編號賦值為該相鄰網格的編號，圖5(a)中將砂體編號2賦值為1，得到圖5(b)的結果，並最後得到圖5(c)的結果;
[0036]3)從K方向開始對連通的砂體進行編號:判斷K方向兩個相鄰的網格砂體編號是否一致，如果不一致，將編號大的所有網格的砂體編號賦值為該相鄰網格的編號。
[0037]C、針對每一個粗化網格，判斷是否有夾層對粗化網格不同方向造成遮擋即判斷連通砂體是否穿過整個粗化網格，由於粗化網格內部，同一夾層可能造成粗化網格某一方向的遮擋，也可能造成幾個方向的遮擋，所以同一夾層必須判斷1、J、K三個方向造成的遮擋情況，針對每一個粗化網格，以I方向為例，判斷是否有連通的砂體穿過整個粗化網格(如圖6)。如果有，則該網格在I方向為連通，如果所有砂體在該粗化網格內部都不連通，則該粗化網格在I方向被夾層遮擋，具體過程如下:
[0038]I)針對粗化網格內部的某一個砂體k，如果該砂體網格數小於I方向粗化網格包含的精細網格數量，說明該砂體規模過小，不足以穿過整個粗化網格，重新選擇該粗化網格內部的另一砂體，否則進入下一步；
[0039]2)判斷粗化網格內部某一砂體是否穿過了某一方向所在的精細網格的最大值和最小值分別對應的兩個截面，以此來判斷該砂體是否穿過了整個粗化網格，仍以I方向為例，識別出粗化網格中I方向上對應的精細網格最小I值及最大I值所對應的兩個截面(分別對應圖6中的A面和B面)，如果砂體k在這兩個截面上同時存在，則表示該砂體規模足夠大且穿過了整個粗化網格，說明該粗化網格在I方向連通，只要I方向連通，其他砂體則不用判斷；如果砂體k在這兩個截面上不同時存在則認為該粗化網格在I方向被夾層遮擋，由於另外的砂體可能在該粗化網格內部連通，繼續判斷另一砂體，重新執行上一步；
[0040]3)以同樣的方式對J、K方向進行判斷；
[0041]依次對每個粗化網格內部砂體的連通性進行判斷，即能得到夾層對所有粗化網格的遮擋情況。
[0042]D、通過不同粗化網格內部夾層是否造成遮擋判斷得到的結果對滲透率參數場進行具體的粗化:從1、J、K三個方向對粗化網格的滲透率分別粗化，某一方向夾層對該粗化網格造成遮擋，則該方向的粗化後的滲透率值直接賦值為O ;否則通過滲透率粗化方法對該網格該方向進行滲透率粗化，該滲透率粗化方法包括前述的算術平均法、幾何平均法、Direct1nal averaging 方法及 Flow-based upscaling 方法等。
[0043]E、單個粗化網格是否被夾層遮擋的判斷結束後，判斷一個泥巖夾層覆蓋幾個粗化網格，如圖7所示(粗線外框表示粗化網格)，圖中包含4個粗化網格，分別為X1、X2、YUY2，單獨判讀時，只有X2網格在I方向具有滲透性；由於圖中的砂體具有連續性，導致X2、Yl及Y2三個網格整體上會具有滲透性。具體操作如下:遍歷所有的砂體，記錄砂體所穿過的1、J、K三個方向的粗化網格，並記錄砂體的起始網格，以圖7的I方向為例，找到所述砂體在I方向上穿過的最小I值所對應的粗化網格(圖7中為Xl及X2網格)及最大I值所對應的粗化網格(圖7中為Yl及Y2網格)；找到砂體在I方向的起點及結束點對應的網格，圖中為X2及Y1，保證該砂體穿過網格X2的最小I截面和網格Yl的最大I截面(執行步驟C第(2)項)，將所述砂體在I方向上穿過的所有粗化網格I方向的滲透率利用滲透率粗化方法進行重新計算。以同樣的判斷方式對另外兩個方向進行判斷，以達到判斷連續夾層對網格的遮擋情況。
[0044]F、輸出不同方向的滲透率粗化結果。
[0045]利用本發明對圖7的模擬結果粗化後得到的結果如圖8所示，在K方向和J方向滲透率粗化後結果均為O毫達西，I方向粗化後結果為40毫達西。最終得到結果與實際分析情況相符，較好的體現了夾層對滲透率的影響。
[0046]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
[0047]本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:包括如下步驟: A、將精細地質模型中的精細網格與粗化網格對應； B、對粗化網格內部的砂體進行連通性判斷並對連通砂體進行編號； C、針對每一個粗化網格，判斷是否有夾層對粗化網格不同方向造成遮擋； D、通過判斷不同粗化網格內部夾層是否造成遮擋得到的結果對滲透率參數場進行具體的粗化。
2.根據權利要求1所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:所述步驟B中，連通性判斷並對連通砂體進行編號的過程如下: 1)從I方向開始對連通的砂體進行編號:從i= O, j = O, k = O開始，以I，J，K依次增加的順序首先找到第一個為砂體的網格，編號為1，之後按照順序依次選擇一個為砂體的網格a，如果在I方向上與其相鄰的網格b為砂體，則將網格b的砂體編號賦值給砂體a ;否則判斷J方向上與其相鄰的網格c是否為砂體，如果是砂體，則將網格c的砂體編號賦值給砂體a ;如果1、J方向都沒有砂體，則按照相同的方法判斷K方向；如果1、J、K三個方向都沒有滿足條件的砂體，則對網格a進行新的砂體編號； 2)從J方向開始對連通的砂體進行編號:判斷J方向兩個相鄰的網格m、n砂體編號是否一致，如果不一致，將編號大的所有網格的砂體編號賦值為該相鄰網格的編號； 3)從K方向開始對連通的砂體進行編號:判斷K方向兩個相鄰的網格砂體編號是否一致，如果不一致，將編號大的所有網格的砂體編號賦值為該相鄰網格的編號。
3.根據權利要求2所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:所述步驟B第I)項中，所述網格b在I方向上的編號為網格a在I方向上的編號減1，所述網格c在J方向上的編號為網格a在J方向上的網格編號減I。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:所述步驟C中，判斷粗化網格內部某一砂體是否穿過了某一方向所在的精細網格的最大值和最小值分別對應的兩個截面，以此來判斷該砂體是否穿過了整個粗化網格。
5.根據權利要求4所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:所述步驟C中，同一夾層必須判斷1、J、K三個方向造成的遮擋情況。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:所述步驟D中，從1、J、K三個方向對粗化網格的滲透率分別粗化，某一方向夾層對該粗化網格造成遮擋，則該方向的粗化後的滲透率值直接賦值為O ;否則通過滲透率粗化方法對該網格該方向進行滲透率粗化。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:還包括步驟E，所述步驟E的過程如下:單個粗化網格是否被夾層遮擋的判斷結束後，判斷一個泥巖夾層覆蓋幾個粗化網格，遍歷所有的砂體，記錄砂體所穿過的1、J、K三個方向的粗化網格，並記錄砂體的起始網格，找到所述砂體在某一方向上穿過的最小值所對應的粗化網格X及最大值所對應的粗化網格Y，如果砂體的起點不在網格X上，結束點不在網格Y上，找到具有相同性質的網格X和網格Y，保證該砂體穿過網格X的最小截面和網格Y的最大截面，記錄網格X和網格Y在該方向上的最大值序號和最小值序號，除去粗化網格中序號在該方向上的小於最小值序號和大於最大值序號的網格，將所述砂體穿過的所有粗化網格的滲透率重新計算，以同樣的判斷方式對另外兩個方向進行判斷，以達到判斷連續夾層對網格的遮擋情況。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:還包括步驟F，輸出不同方向的滲透率粗化結果。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的考慮夾層影響的滲透率粗化方法，其特徵在於:所述步驟A中，將精細地質模型中的精細網格與粗化網格對應之前，建立精細地質模型，包括夾層及滲透率模型；並建立相應的粗化骨架模型。
【文檔編號】G06T17/05GK104331925SQ201410510718
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】張昌民, 李少華, 李君 , 喻思羽 申請人:長江大學