胜坨油田坨21块油藏数模粗化算法及网格优化研究

黄日成 （中石化胜利油田分公司胜利采油厂，山东 东营257051）

目前大多数油藏的剩余油油藏数值模拟显示，剩余油主要存在于油田边部、渗透率较低的层以及井网不完善的区域，因为这些区域的剩余油面积大，在大尺度粗化网格下也容易刻画［1～3］；而在油藏中部剩余油富集量少、分布面积小，甚至不明显，因此进行这类剩余油刻画需要较小的网格，在资料覆盖程度一定的条件下，网格步长小的模拟模型能更精确反映油藏的非均质性，也就可以更好地模拟剩余油的分布特征［4～6］。

坨21断块位于胜坨油田三区西部，为一地堑式长条状断块，是一套河流－三角洲相沉积，其中沙二段是主力含油层系。研究以坨21断块沙二段9砂组为例进行，该地层是一套稳定的三角洲前缘亚相沉积，砂体横向上的稳定性有助于对粗化算法进行研究。笔者讨论了粗化算法对模拟精度的影响，以及模拟小规模剩余油的最优网格尺度。

1 粗化算法优选

以10m×10m网格规模为基准，使用不同粗化方法粗化至30m×30m，研究了不同粗化算法对最终开发效果影响。主要采用了线性流动边界、伴随矩阵法、幂指数平均等9种粗化算法 （表1）。计算结果见图1和表1，通过对不同粗化算法相对误差对比结果可以得出，线性流动边界算法误差最小，因此研究选用了线性流动边界算法进行网格粗化计算。

图1 坨21断块沙二段9砂组井位图

表1 不同粗化算法油藏数值模拟误差对比表

2 模拟网格优化

在数值模拟过程中若以此正方形的面积作为数值模拟网格平面尺寸，则网格划分后，可能出现图2（a）、（b）的情况，即没有一个完整的网格落在剩余油面积上，使得模拟的剩余油形状和中心位置也会发生变化。

若以该剩余油面积的1／9作为网格的大小 （图2（c）），则可以保证剩余油富集中心至少有一个网格，剩余油富集的面积和厚度就可以确定下来。因此采用剩余油面积的1／9作为网格大小进行剩余油模拟研究。

图2 不同网格划分方法剩余油分布图

另外在数值模拟过程中网格步长不仅影响计算时间，对剩余油分布规律也有一定影响。以二注五采井网为例 （图3），采用10、30、50m网格尺寸模拟剩余油富集模式，计算结果如图4所示，10m×10m的剩余油富集形状与30m×30m的剩余油富集形状接近，但50m×50m的剩余油富集形状则明显失真，无法反映真实剩余油富集面积的形状和大小。若以10m×10m网格模型计算出的剩余油富集面积为基准，将剩余油的富集面积概念化为正方形：

图3 注采井网示意图

利用剩余油面积的1／9作为网格大小，剩余油富集面积概念化网格为32．1m，与图4（b）中显示的30m网格相当，可以满足剩余油模拟需求，因而描述整装油田剩余油富集平面最大步长：

式中：L为网格步长，m；Smin为最小面积，m2。

图4 不同网格步长计算的剩余油富集图

比较10m×10m、30m×30m、50m×50m这3种网格计算结果 （表2）可知，以选定最小剩余油面积的1／9作为网格大小，不仅可以刻画出高含水期剩余油的分布，而且可大大降低模型的网格总数，从而降低计算时间。

表2 不同网格步长的计算时间

3 结论及建议

首先通过对线性流动边界、伴随矩阵法、幂指数平均等9种粗化算法对最终开发效果影响分析，认为线性流动边界算法误差较小。并通过剩余油富集中心单一网格化，以及模拟网格的步长优化，选择采用剩余油面积的1／9作为网格大小进行剩余油模拟研究，该网格既可以满足高含水期剩余油分布模拟需要，又可大大降低计算时间。

［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］翁正平，吴冲龙，毛小平，等 ．基于平面图的盆地三维构造——地层格架建模技术 ［J］．地球科学 （中国地质大学学报），2011，26（增刊）：135～138．

［3］王勇，薛胜，潘懋，等 ．基于剖面拓扑的三维矢量数据自动生成算法研究 ［J］．计算机工程与应用，2003，39（5）：1～2．

［4］段林娣，张春雷，王利田，等 ．储层建模新技术、新方法研究——基于模糊系统的储层建模方法 ［J］．内蒙古石油化工，2007，17（4）：76～78．

［5］齐安文，吴立新，李冰，等 ．一种新的三维地学空间构模方法：类三棱柱法 ［J］．煤炭学报，2002，27（2）：158～163．

［6］吴冲龙，何珍文，翁正平，等 ．地质数据三维可视化的属性、分类和关键技术 ［J］．地质通报，2011，30（5）：642～649．