不同含水阶段油藏数值模拟开发预测精度分析——以垦西71块东营组为例

杨宏伟，吕德灵，张玉晓 （中石化胜利油田分公司物探研究院，山东东营257022）

油藏数值模拟技术作为油田开发科学决策的工具，是油藏开发方案设计、动态跟踪、机理研究、剩余油分布研究、提高采收率的关键手段，能为油气田开发中各种技术措施的制定提供理论依据。在开发方案设计应用中油藏数值模拟的一个重要功能是对开发指标进行预测。为了提高其预测精度，把握预测风险，分析了在模型质量一定的前提下，油藏数值模拟精度对预测期长短及含水阶段的敏感性。

1 前期基础工作

影响油藏数值模拟预测精度的因素很多［1］，主要有：应用油藏描述技术建立的地质模型不准、数模的流动方程还不完善、数模所用网格太粗、很难描述油藏非均质性。研究在模拟方法、软件及应用技术上提出了改进，并取得了一定的效果［2～4］。在油藏数值模拟技术应用中，选择的基本上是商业化应用软件 （应用推广规模比较大的如Eclipse，VIP 等），因此影响模拟精度的主要是地质模型精度和模拟参数。

选择垦西71块东营组作为分析评价区块，原因主要有两点：一是油藏认识清楚，如果没有此基础，油藏地质认识多解性强，就无法保证油藏数值模拟拟合的可靠性；二是采用Eclipse油藏数值模拟软件进行了模拟预测，油藏数值模拟拟合率高。

1．1 油藏认识

垦西71块东营组油藏地质认识清楚表现在以下几点：一是该块东营组为三角洲前缘相沉积，横向分布稳定、连续；二是井网密度高，可达27口／km2；三是资料全，不仅有测井、常规三维地震、密闭取心、开发动态和监测资料等，作为国内第一块油藏综合地球物理试验区，还采集了高精度三维地震、三维VSP、井间地震等，这都为油藏认识精度的提高奠定了基础。

1．2 油藏数值模拟拟合率高

油藏地质认识是油藏数值模拟拟合的基础，而拟合精度又是油藏数值模拟进行油藏开发预测的基础。理论上讲，拟合精度越高，油藏数值模拟开发预测的精度就会越高。垦西71块拟合率高，单井拟合率达87%，为进行开发预测奠定了基础。

2 不同含水阶段油藏数值模拟预测精度分析

为了保证精度评价的可靠性，采用以下原则：一是油井产液量采用预测期内实际产油量的平均值；二是将单井含水率预测精度作为评价指标；三是预测期内注水井注水量采用油藏单井实际注水量。并采用绝对误差分4个含水阶段进行预测精度分析。

2．1 特高含水阶段预测精度

定义含水率90%以上为特高含水阶段。模拟预测结果表明，在特高含水阶段油藏数值模拟精度较高，绝对误差在0%～0．3%之间，也就是说，每100m3液量的产油量预测误差最大为0．3t，绝对误差为0的预测井数占统计井数的37%。

2．2 高含水阶段预测精度

定义含水率在75%～90%之间为高含水阶段。在高含水阶段，预测精度有所降低，含水预测绝对误差在0%～1．6%之间，而绝对误差为0的预测井数大幅下降，只占统计井数的6．7%。

2．3 中含水阶段预测精度

定义含水率在35%～75%之间为中含水阶段，预测精度进一步降低，含水率预测绝对误差在0．1%～9．3%之间，绝对误差为0的井没有。

2．4 低含水阶段预测精度

定义含水率低于35%时为低含水阶段。在低含水阶段，预测误差普遍增大，含水预测绝对误差在0%～10．6%之间，仅有2口含水率30%左右的井预测绝对误差为0。

总体上，油藏数值模拟预测精度随含水率的升高而提高。初步分析认为，产生这种现象的原因有两种：一种原因是在开发初期，整个开发系统是个不稳定系统，越到开发后期系统越稳定，预测精度就越高；二是油藏数值模拟很难描述开发过程中储层物性及渗流特征的变化［4］，尤其是在初、中、高含水阶段。

3 特高含水期不同预测时间段预测精度分析

截至2014年初，胜利油田平均综合含水率已达91%以上，因此只讨论特高含水期不同预测时间段的油藏数值模拟精度。

特高含水期预测模拟采用以下原则：

1）以垦71块东二段数值模拟为基础，1990年1月1日作为预测起点，分5、10、15a共3个预测时间步长。

2）预测初期以实际生产井和注水井为依据，以初期实际生产井平均液量作为单井预测液量；注水量则是基本按注采比1∶1来配给注水量。

3）预测期间当生产井含水率达98．3%，或者单井采油量低于1t时关井。

4）实际生产中新投产的井，在预测中仍按实际投产时间投产，液量仍按平均液量给定。

根据以上原则，油藏预测指标与实际生产指标对比如表1所示。在5a预测期末，预测的阶段产量与油藏实际阶段产量之间误差6．6%，日产油误差为18．5%，因为已经进入特高含水阶段，含水波动区间较小，所以含水率误差数值也较小，为1．5%。在10a预测期末，预测的阶段产量与油藏实际阶段产量之间误差12．7%，日产油误差为108．5%，含水率误差为0．32%。在15a预测期末，预测的阶段产量与油藏实际阶段产量之间误差29．7%，日产油误差为168．8%，含水率误差为3．1%。可以看出，预测周期越长，油藏开发过程中不确定性因素越多，预测精度越低。因此建议在实际应用中，利用油藏数值模拟技术进行开发预测。预测周期不易过长，以5a左右为宜。

同时，对垦西71块实际生产井生产周期统计分析 （表2），在实际生产过程中，会根据油藏的实际生产情况进行大量的开、关井和换层补孔等工艺，并且大部分井会由于高含水、工程原因或改层系生产等原因停产或报废，同时进行零散井部署及调整，油井生产周期基本都不超过10a，油井生产时间超过10a的只占总井数的18%。

表1 不同预测周期实际生产与预测指标对比

表2 垦西71区块东二段实际开关井数和作业统计

4 结论及建议

1）不同含水阶段油藏数值模拟预测精度不一样，在不考虑软件本身及算法的系统误差情况下，这种误差主要与油藏开发过程中的系统稳定性、储层物性及渗流特征变化有关。

2）不同预测周期油藏数值模拟精度也不一样，预测周期越长，不确定性增加，预测精度越低。因此建议在实际应用中，利用油藏数值模拟技术进行开发预测，预测周期不易过长，以5a左右为宜。

［1］杨宏伟，吕德灵，高寿涛．油藏模型网格尺度对油藏模型精度的影响 ［J］．石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2010，32 （3）：329～331．

［2］陆熠，张原平，梁芹．油藏数值模拟技术的误差分析 ［J］．西安石油学院学报 （自然科学版），2001，16 （2）：13～16．

［3］李玉梅，陈开远，赵玉欣．提高油藏数值模拟精度的对策研究 ［J］．石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2010，32 （3）：350～352．

［4］高博禹，彭仕宓，黄述旺，等．高含水期油藏精细数值模拟研究 ［J］．石油大学学报，2005，29 （2）：11～15．

［5］周贤文，汤达祯，张春书．精细油藏数值模拟研究现状及发展趋势 ［J］．特种油气藏，2008，15 （4）：1～12．