伪相生产模拟：在储层流动模拟中经由连续相似的阶跃函数相对渗透率受控模型来评估 ...的制作方法
【专利说明】伪相生产模拟:在储层流动模拟中经由连续相似的阶跃函数 相对渗透率受控模型来评估准多相流生产以便对多个岩石物 理学实现排序的信号处理方法
[0001]发明背景
[0002] 1.发明领域
[0003] 本发明大体涉及计算机化的储层建模的领域，并且更具体地，涉及一种被配置来 使用一个或多个伪相单流相对渗透率曲线来近似多相流模拟以用于对多个岩石物理学实 现进行排序的系统和方法。
[0004] 2.相关技术讨论
[0005] 涉及通过多孔介质的多相流（即，存在多于两相(例如，水和油）的流）的储层建模 和数值模拟部分归因于相之间的接口而提出了比单向流的储层建模和数值模拟更大的困 难。由于多相流模拟的总体复杂性，因而模拟多相流所需要的时间实质上大于它的单相对 应物。此外，多相流的模拟需要更好理解流体属性特征以便准确建模复杂的流体系统。
[0006] 因此，本公开的实施方案寻求提供与包含多相流的储层建模相关联的以上问题中 的一个或多个的一种或多种解决方案。
【附图说明】
[0007] 在下文参考附加的附图详细描述本发明的示例性实施方案，所述实施方案以引用 方式并入本文并且其中：
[0008] 图IA和图IB是根据本公开的实施方案的示出用于近似多相流的过程的实例的流 程图；
[0009]图2示出根据公开的实施方案的排油-水相对渗透率曲线的实例；
[0010] 图3示出根据公开的实施方案的相对渗透率比的实例；
[0011] 图4示出根据公开的实施方案的阶跃函数/伪相相对渗透率曲线的实例；
[0012] 图5为描绘根据本公开的实施方案的油-水相对渗透率曲线的实例，所述油-水相 对渗透率曲线示出被显示具有若干伪相相对渗透率曲线的基本的原始相对渗透率，所述若 干伪相相对渗透率曲线在伪相模拟中使用，以便近似通过单个"伪"相的两相流；
[0013] 图6为示出根据本公开的实施方案的相对于原始的(非内插的）油生产率曲线图所 绘制的历史油生产率曲线的实例的图，所述原始的(非内插的）油生产率曲线图从不同的伪 相模拟运行所得；
[0014] 图7为示出根据本公开的实施方案的相对于时间内插的油生产率曲线图所示出的 历史油生产率曲线的实例的图，所述时间内插的油生产率曲线图从不同的伪相模拟运行所 得；
[0015] 图8为示出根据本公开的实施方案的在相对于历史模拟数据的单个伪相产油率结 果之间的相对差异的图表的实例；
[0016] 图9为示出根据本公开的实施方案的具有时间内插的伪相生产率曲线和历史生产 率曲线的复合曲线的图表的实例;并且
[0017] 图10为示出用于实施本公开的实施方案的系统的一个实施方案的框图。
【具体实施方式】
[0018] 本公开的实施方案包括被配置来执行伪相生产模拟的系统、计算机程序产品和计 算机实现的方法。如本文所引用的伪相意味着使用单相流来近似两个或更多的相（即多相） 流。伪相生产模拟的目的是延伸单相流模拟的应用，作为预测实际的多相储层生产以便对 多个实现进行排序的有效方式。例如，在某些实施方案中，粘度比不变量相对渗透率曲线用 来相对于用于油-水模型的实际的油田场生产历史验证多个随机岩石物理学实现的排序。 另外地，本公开的实施方案试图处理相对渗透率曲线，所述曲线被输入至储层模拟器中，以 便描述流体-流体和流体-岩石相互作用，作为合成信号来近似可在生产期间存在的不同流 态;随后使用这个近似来相对于生产历史验证给定的静态模型。
[0019] 本公开的实施方案的一个优点是与用于进行多相流生产模拟的运行次数相比，它 将减少弱运行次数。此外，本公开的实施方案减少提供通用流动建模相对于用于非机密用 户的生产历史的比较所需要的复杂性和知识。
[0020] 本公开的实施方案及其附加的优点通过参考附图中的图IA至图10得到最好理解， 类似的数字用于所述各种附图的类似和对应的部分。基于下面的附图及详述的检查，对于 本领域的普通技术人员来说，本公开的实施方案的其他特征和优点将会更加明显。这意味 着所有此类附加特征和优点包括在本公开的实施方案的范围内。另外，所示出的附图仅是 示例性的，并非旨在断言或暗示对其中可实现不同实施方案的环境、体系结构、设计或过程 的任何限制。
[0021] 开始于图1A，展示了根据本公开的实施方案的用于近似多相流的计算机实现的方 法/过程100的实例。过程100通过导入/接收一个或多个岩石物理学学岩石模块(通常也被 称为地球模型）和生产历史数据而在步骤102处开始。在一个实施方案中，地球模型包括三 维(3D)体积/单元，所述三维(3D)体积/单元包括描述物理和化学岩石属性以及它们与流体 的相互作用的分配值。例如，在一个实施方案中，分配值包括与岩石类型相关联的渗透率值 和孔隙率值。可使用软件（诸如但不限于购自Landmark Graphics Corporation的 DecMonSpace?地球建模软件)来产生。根据公开的实施方案，多个地球模型是联合模拟 的（即，利用轻微不同的属性值来产生地球模型的多个实现，例如，对于每个实现来说孔隙 率和渗透率是不同的）。例如，在一个实施方案中，使用PlO实现、P50实现和P90实现。P90指 代探明储量，P50指代探明的和大概的储量并且PlO指代探明的、大概的和有可能的储量。
[0022] 如上所述，在步骤102处，过程100还接收生产历史数据，诸如但不限于生产率数 据。生产历史数据的数量可从几个月到几年内变化。在一个实施方案中，储层生产历史数据 表示被处理作为具有变化的频率分量的时间相关信号的时间域特征，以用于分析时间域数 据以便确定流态的存在。另外地，在一些实施方案中，过程被配置来根据在信号处理期间存 在于所得的生产中的光谱质量来识别流动行为的分量化。
[0023]此外，在步骤104处，过程200包括创建描述流体-流体和流体-岩石相互作用的一 个或多个伪相生产相对渗透率(Kr)曲线。渗透率是流体在多孔介质中流动的能力。在多相 流中，相的相对渗透率是相对于随时间变化的饱和度变化的独立测量的、那个相的有效渗 透率与绝对渗透率的相关比的测量(K r = KWK继寸)。
[0024] 在图2中示出相对渗透率曲线200的实例。具体地，相对渗透率曲线200为排油-水 相对渗透率曲线。尽管水饱和度被表示成独立轴线，但是它实际上是对时间的代理。这在巴 克利-莱弗里特(Buckley-Leverett)输运方程中展示，所述输运方程用于建模多孔介质中 的两相流。巴克利-莱弗里特方程被表示成：
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] 在此，S(x，t)是水饱和度，f是分流动速率，Q是总流量，Φ是孔隙率，并且A是多孔 介质中的横截面面积。
[0029] 相对渗透率曲线200描绘排两相系统，其中非润湿流体（油）相取代在多孔介质中 存在的润湿(水)相。多孔介质初始用水来饱和并且随后经由将油相注射到多孔介质中触发 的取代过程，随着油体积增加，水饱和度（即，存在的水的相对体积)减少。在相对渗透性曲 线200的末端处，水饱和度为大约0.15(或15%)，其被称为束缚水饱和度(或Swirr)。因此， 由于一个流体相饱和度相对于另一个的改变，相对渗透率随时间改变。这种关系可使用以 下公式来表示：
[0030] Sw(t)^krw,nw(Sw,t)
[0031] 其中，X'是水饱和度，'kr'是相对渗透率，V下标指润湿流体相，'nw'下标指非 润湿流体相，并且't'为时间。
[0032]随时间的水饱和度轮廓通常可源于在特殊岩心分析(SCAL或SPCAN)期间进行的岩 心/塞溢流试验以便产生相对渗透率曲线。特殊岩心分析是用于对从石油储层提取的岩心 塞进行流动试验的实验室程序。具体地，特殊岩心分析包括两相流属性的测量，从而使用钻 探的井眼的岩心、块、侧壁或塞来确定相对渗透率、和毛细管压力以及电阻率指数。所得到 的