应用程序的一个准确和高效的多尺度裂缝性储层建模方法在南中国海

文摘

碳酸盐岩储层在南中国海主要包含天然裂缝与各种长度尺度和强度不同,导致巨大的挑战在有效储层建模和模拟流动。现有的基于双孔隙度和双重渗透率模型不能反映在某些井生产数据的特点。准确高效地描述骨折多尺度的特征,提出了一种混合断裂特征方法。首先,骨折分为两种类型根据几何尺寸和解释方法。然后,小规模的骨折,主要由图像特征日志解释,由传统的双孔隙度/双重渗透率建模(DP)方法。和大规模的骨折,以地震解释和控制流态,由嵌入离散裂缝建模方法(EDFM)实现精度和效率。最后,遗传性其中三种类型的网格计算生成混合媒介DP + EDFM流仿真的模型。拟议的方法应用于碳酸盐岩裂缝性储层在南中国海。整个过程快速、可靠和含水匹配的领域和具体的井都显著提高。比较仿真结果与传统DP模型,该方法产量更准确预测快速水突破和高含水断裂的水库。

1。介绍

裂缝性储层的有效建模仍然是一个挑战,因为现实的描述骨折是困难的,和高度认可算法获得油田规模断裂属性从地震资料处理结果尚未公布。地震的进步和图像记录解释断裂映射了过去二十年里,使定量建模的自然断裂系统成为可能。作为一个结果,它是可行的,尽管有重大不确定性,代表实际断裂分布在储层建模和运行详细通过离散流模拟方法(1]。

提出了离散裂缝模型(DFM)根据其实际几何精确描述每个骨折([2- - - - - -8];Matthai et al ., 2005)。但是人们普遍认识到,dfm很难适用于油田规模复杂地质问题在多尺度结构和大量的骨折。骨折和模型的混合模型,结合不同尺度在不同类型和尺度的网格提供了一个有效的方法来解决这个问题。Moinfar et al。9)提出了嵌入式离散裂缝模型(EDFM)模型不同尺度的骨折在一起成一个双孔隙度的媒体类型。EDFM的最重要的优势是它避免了非结构化网格生成,这通常是非常具有挑战性的复杂断裂分布和交互。然而,在最初的EDFM方法论,基质细胞和骨折之间的传播能力是计算分析假设一个线性压力分布沿流路径(10,11]。使用DP模型密集裂隙和DFM稀疏宏观尺度骨折模型,分别,王9)提出了一个混合DP-DFM模型来模拟深水区域造成在非常规储层水力压裂。作为改进,DP和DFM媒体之间的传播能力是根据他们的计算网格几何在某种程度上。然而,形状因子计算在这个工作是基于分布式裂缝与特定的边界条件假设和方糖,因此限制了其应用更为现实和任意分布式裂缝系统。

在这项工作中,我们提出一个系统化的方法来描述实际断裂分布,在此基础上,生成一个混合网格离散裂缝模型建设,而且执行流模拟。在这种混合模型,大规模骨折被建模为嵌入离散骨折和小规模骨折骨折被建模为双孔隙度,分别。和矩阵之间的传播性和小规模的骨折,矩阵和大规模的骨折,骨折的不同尺度可以准确地计算实际的几何图形。最后混合模型可以通过connection-list-based模拟流模拟器。

这篇论文进展如下:部分2介绍了该方法的方法和工作流程。部分3展示了新的建模方法应用于一个实际的裂缝性储层在南中国海。流仿真结果然后提交给演示混合模型在现有模型的优点。

2。方法和工作流

工作流构建不同的数值模型应用到多尺度混合模型提出的骨折如图1。首先,小型断裂网络后生成一个标准的离散裂缝网络(DFN)建模过程基于图像测井解释。其次,传统的DP网格构造系统作为基础网格模型。第三,大规模骨折骨折重建过程来确定基于叠后地震解释。第四,大规模骨折是嵌入到基地DP网格离散模型,以及离散大规模骨折之间的传播性矩阵和骨折的基础DP计算网格系统。最后,混合模型可以模拟在connection-list-based流模拟器。

2.1。大规模断裂重建

先前的研究表明,振幅等地震属性和速度不同椭球对方位各向异性介质(12,13]。所以方位分析纵波地震属性提供了一个有效的裂缝预测方法通过提取纵波地震属性在不同方位角》,然后拟合椭圆(图这些属性2)。在这个分析中,椭圆率表明裂缝的密度和强度,主要和次要的轴的方向指示的方向断裂。

考虑到裂缝密度和方位解释地震各向异性分析,重建一个离散裂缝分布是可行的显式地从地震网格14]。首先,裂缝密度和方位的解释从地震网格映射到地层油藏网格形成裂缝网络元素。在储层网格,通过合并相邻裂缝方向相似的元素(方位)和密度,离散骨折重建。重建结果可能会有所不同,由于不同的搜索方向和路线。但它只介绍一些翻译小于网格单元的长度,因为背景地层网格的大小相比小得多的断裂长度(图3)。同样,在垂直方向上,如果两个骨折元素之间的距离足够小,和他们充分倾斜角度是一致的,我们可以从邻近层合并两个骨折元素(图4)。

2.2。传递率计算混合DP + EDFM模型

使用connection-list-based模拟器,混合EDFM + DP模型是由连接列表中指定的控制量。这需要输入的细胞体积、孔隙度、渗透率、饱和度和深度信息对每个网格的细胞。同时,两点通量近似应用关联传递率与压差和流量

在这里,表示阶段,和表示相邻细胞,是流量,相的密度吗 , 和细胞的压力吗和 ,和细胞之间的传播能力吗和根据渗透率和几何控制的卷。

标准的双孔隙度模型假定断裂的媒体被认为是一个矩阵的重叠连续统一体定义良好的孔隙度和渗透率,在本地连接到对方。每个连续的控制方程可以写基于达西定律和质量守恒: 其中下标和表示矩阵和骨折,地下地层的渗透性,流体压力,和分别对流体密度和粘度。

EDFM,骨折的定义与单个细胞数量,整个网格系统变成非结构化,虽然背景油藏网格通常是一个结构化的角点网格系统。因此,关键是要计算遗传性nonneighboring矩阵和骨折细胞之间

在哪里是该地区开放的流动,谐波的平均渗透率,特征之间的距离两个控制体积与nonneighbor连接(NNC)。

我们需要正确计算遗传性NNCs图的三种类型5。三种类型的遗传性NNCs计算如下:(1)一双nonneighboring连接矩阵和骨折的细胞,来标示的断裂表面网格块,然后呢来标示的低平均裂缝和基质渗透率接近低端矩阵渗透率一般。此外,李,李10)和Hajibeygi et al。11)认为,在一个网格块,压力变化是线性的在每个断裂表面的法线方向。下面的方程是用来计算平均正常距离, : 在哪里的体积元积分,元素的正常距离到骨折,然后呢一个网格块的体积吗(2)用一双nonneighboring两个相交的骨折细胞之间的连接,我们扩展Karimi-Fard等提出的方法。5)获得的遗传性 在哪里是交叉线的长度黑色实线的图吗5 (b),和骨折光圈和渗透率,是断裂的中心之间的平均距离地下和交叉线。此外,对于场景与两个以上的骨折相交在一个网格块,每一对交叉裂缝卷形成NNC并计算其传播性需要。最后,当两个骨折穿透相同的网格块,但他们彼此不相交网格中的块,没有骨折的NNC网格块(3)一双nonneighboring连接两个人之间骨折细胞,等于裂缝渗透率,是两个断裂表面的中心之间的距离。交叉线的断裂表面和共同面临的两个相邻网格块如图5 (c),十字路口面积计算的产品交叉线长度和裂缝孔径

3所示。现场应用

3.1。背景

目标储层是一个离岸碳酸盐地层在南中国海,自1996年以来一直在生产。它有复杂的地质和开发故障和骨折。储层深度范围从1198到1273,其平均孔隙度为21.49%,其平均渗透率是363.14。储量评估是1.908亿sm³与重油(46.5 - -162.1 mPa·s)。储层压力保持由于大型蓄水层,它主要是由水平井开发。总生产迅速下降,这是由于丰富的骨折,他们作为水渠道。上面的含水率迅速增加到2001年底的90%。

3.2。混合建模的多尺度骨折

在这项工作中,我们研究了不同地震属性,纵波反射信号的瞬时振幅方位裂缝密度和定位地图。图6显示了叠后地震的裂缝密度图解释分析。这通常是大规模的反映骨折。

骨折元素映射图所示7。每一个裂缝的方位元素是通过当地的拟合过程。校准与图像记录,然后使用裂缝密度产生断裂光阑在此基础上计算裂缝量和渗透率。

提出的断裂的方法重建后,大规模的横向和纵向合并骨折元素,和大规模离散裂缝网络重建整个水库(图8)。

通过一个常规DFN建模过程中,小规模骨折的特点是形象测井解释如图9。DP小规模骨折建模的方法,在此基础上重建的大规模骨折后嵌入到提议的方法。最后,我们生成一个包含701125个细胞混合网格系统矩阵和骨折的细胞,和完整的传播性和连接列表获得流动模拟。

3.3。仿真结果和讨论

流强调这种方法的有效性,给出了仿真结果与实际的历史数据,以及以前的基于标准的DP模型的仿真结果。四个与一个相对长水平井生产历史最伟大的利益。,值得注意的是,本研究只涉及几个字段级历史匹配调整。

仿真结果如下所示,其中包括含水为整个字段(图10(图),油率11、控制条件)、水(图12利率(图)和水13四大井)。整体含水,结果从我们提出的混合模型有一个很好的匹配与历史数据,如图12。早期的水快速突破,DP + EDFM模型模拟趋势比DP模型,由于详细表示离散骨折。仿真时间成本而言,DP + EDFM模型略有增加到11162年代,8640年代DP模型与Eclipse运行。这是合理的因为离散大规模骨折导致更多的非线性。

单井含水比较结果是相似的。我们提出的混合模型能够捕捉到剧烈的水突破时期四大井;相比之下,DP模型不匹配高含水和快速爬井1,3,4。除了2,所有井都与大规模的骨折,导致可怜的DP模型相匹配。DP模型、水的生产速度相对较低,变化更加均匀。而在我们提出的模型中,趋势和水的生产水平,特别是瞬态时间精确匹配。

不同类型的骨折的影响可以看到2和其他3井之间。由于其强大的传播能力的大规模的骨折,大量的水从含水层被运送到井在短时间内快速油率下降是在井1,3,4。好2,少油率下降迅速从峰值速率。底水侵入更均匀地通过小规模骨折而大规模的。这两个过程可以完全被混合EDFM + DP模型。

4所示。结论

高效混合裂缝性储层建模方法提出并成功地应用于一个实际的野外研究。(1)混合网格系统精确高效地生成模型大规模和小规模的骨折通过一个集成的方法。它提供了一个方便的方法离散描述骨折背景下结构化网格的关键(2)根据该领域的案例研究结果,混合EDFM + DP模型可以帮助实现高精度仿真结果相比传统DP模型。DP模型未能重现早期的快速水突破造成大规模的骨折。的计算成本,该方法比传统DP模型稍高,明显低于一个完整的DFM方法需要非结构化网格和介绍更多的连接。达到很好的精度和效率之间的平衡在建模和模拟天然裂缝性储层(3)我们最好的知识,该方法是稳定和健壮的大规模骨折时变得更加复杂。混合网格生成过程可以在几分钟内完成一套断裂的5000多个元素。虽然并没有限制裂缝数量和复杂性的网格生成,它可能是非常具有挑战性的流仿真部分。因此,我们建议保持离散为大规模领域应用骨折在适当的水平

数据可用性

因为本文所涉及的油田仍在开发和油田数据仍处于保密状态,油田数据使用的纸现在不能公开。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者承认该项目命名为“应用一个准确和高效的多尺度裂缝性储层建模方法在南海“科技重大项目提供的是中海油中国有限公司(没有。CNOOC-KJ 135 ZDXM 37深圳04深圳)。

引用

1. b .锣、m . Karimi-Fard和l . j . Durlofsky”升级离散裂缝特征双孔隙度,双重渗透率模型与强大的重力效应,有效地模拟流”SPE杂志,13卷,不。1,58 - 67、2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. j·g·金和m·d·托”,有限元,discrete-fracture模型在多孔介质多相流”AICHE杂志,46卷,不。6,1120 - 1130年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. r . Juanes j . Samper, j . Molinero”骨折和边界条件的一般和高效的配方在有限元方法中,“国际期刊工程中的数值方法,54卷,不。12日,第1774 - 1751页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. m . Karimi-Fard和a . Firoozabadi”数值模拟注水断裂的媒体使用discrete-fracture模型和伽辽金方法,”SPE储层评价和工程》第六卷,没有。2、117 - 126年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. m . Karimi-Fard l . j . Durlofsky和k·阿齐兹,”一个高效discrete-fracture模型适用于通用油藏模拟器,”SPE杂志,9卷,不。2、227 - 236年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. 锣,g .秦、c·道格拉斯和美国元,“详细建模的复杂裂缝网络和Near-well页岩气储层的影响,”SPE中东非常规天然气会展2011年1月,阿曼马斯喀特。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. h . Hoteit和a . Firoozabadi”成分建模discrete-fractured媒体没有转移函数间断伽辽金和混合的方法,”SPE杂志,11卷,不。3、341 - 352年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. m .回族b t . Mallison m . h . Fyrozjaee和w·Narr“离散裂缝模型的升级快,没过的IOR和三次采油过程模拟水库、骨折”SPE学报》年度技术会议和展览新奥尔良,洛杉矶,美国。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. a . Moinfar a . Varavei k Sepehrnoori, r·t·约翰斯”发展耦合的双连续和离散裂缝模型模拟的非常规储层,”SPE储层模拟研讨会美国,林地,TX, 2013年2月。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. l·李和s h·李”,高效的油田规模的黑油模拟天然裂缝性储层通过离散裂缝网络和均质媒体,”SPE储层评价和工程,11卷,不。4、750 - 758年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. h . Hajibeygi d Karvounis, p .珍妮,“分层断裂模型的迭代多尺度有限体积方法,”计算物理学杂志,卷230,不。24日,第8743 - 8729页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. f .沈j .塞拉d·r·伯恩斯和m . n . Toksoz”方位偏移量依赖属性应用于碳酸盐岩储层裂缝检测,”地球物理学,卷67,不。2、355 - 364年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. f .沈、朱x和m . n . Toksoz”效应在动速度和骨折P波的方位AVO响应。”地球物理学,卷67,不。3、711 - 726年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. 锣,j·李,y, j .唐问:Wang和l .邓”一个集成的方法基于地震解释的裂缝性储层建模和离散裂缝特征”赛格技术项目扩展摘要2012勘探地球物理学家协会,页1 - 5,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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