缝洞型碳酸盐岩油藏缝洞单元数值模拟理论与方法研究

摘要

世界己探明储量中碳酸盐岩油气臧储量约占50％，产量占60％以上，具有非常重要的地位。碳酸盐岩油藏和砂岩油藏由于沉积成因不同，在地质特征和开发动态方面都存在着很大的差异。 塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏的地质研究表明，其储层中发育着很多大型的溶蚀洞、缝，储层的平面展布呈现出极度的非均质性，形成了典型的缝洞型碳酸盐岩油藏，根据各种孔隙介质在储层中的组合，将储层分为了溶洞型、裂缝-溶洞型和裂缝型三类；研究表明溶洞储层的发育和构造位置、裂缝的发育、潜水面和风化面的位置等因素有关：多期充注的油气成藏模式导致了流体复杂的赋存状态，由此提出了所谓的“瓶子模型”，解释生产过程中油水界面的变化：特殊的储集空间类型和流体分布特征导致油田在开发过程中表现出很大的不确定性和含水变化的复杂性，为了合理的解释油气阳开发过程中的动态特征，提出了“缝洞单元”的概念，并制定了“缝洞单元”纵横向划分的基本原则和依据及划分方法，并对“缝洞单元”进行了分类和评价；基于地质特征和流体在其中流动规律的研究，提出了缝洞型碳酸盐岩油藏的数值模拟综合解决方案，通过模拟单元的选择、流动类型和参数的等效，建立了三重介质油藏三维三相数值模拟模型，采用不完全LU(DKR)分解预处理共轭梯度法进行了求解；在塔河油田 4区精细油臧描述的基础上，将各种类型的孔隙空间进行了归类组合，建立了S48单元的地质模型：通过对油井生产动态进行分析研究，建立了两类和油井地质、生产动态相对应的单井模型；最后应用三重介质油臧数值模拟软件对单井模型和S48单元进行了数值模拟，通过局部加密和粗化等技术模拟流体流动规律，取得了很好的拟合效果；结合数值模拟结果，分析了各种介质中的储量分命、储量产出的百分比以及地层的能量，认为塔河油田缝洞型油藏中流体绝大多数储集于缝洞系统之中，所产出流体90％以上也来自于缝洞系统，其底水能量属于较充足的类型；模拟结果和油阳实际情况符合较好，说明了地质研究和油藏数值模拟研究的正确性。 通过一系列的研究，为今后缝洞型碳酸盐岩油藏的数值模拟提供了理论方法、技术和工具。

目录

文摘

英文文摘

声明

创新点摘要

引言

第1章塔河油田地质特征及开发现状

1.1塔河油田概况

1.2储集空间类型划分及其特征研究

1.3缝洞储层发育特征研究

本章小结：

第2章流体分布规律

2.1流体分布的控制因素

2.2油水分布模型及变化规律

本章小结：

附图

第3章缝洞单元的划分和评价

3.1缝洞单元的概念

3.2缝洞单元的划分原则及方法

3.3缝洞单元的分类及评价

本章小结：

附表

第4章缝洞型油藏数值模拟解决方案

4.1目前油藏数值模拟方法及其优缺点

4.2缝洞型油藏数值模拟解决方案

本章小结：

第5章缝洞型油藏数值模拟数学模型的建立

5.1方程建立

5.2参数的处理

本章小结：

第6章缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟研究

6.1符号定义

6.2全隐式的求解思想

6.3模型的离散

6.4网格的排列方式

6.5自动时间步长的选择

6.6井的处理

6.7数值模拟计算过程中的过泡点问题

本章小结：

第7章数值求解方法优化研究及软件编制

7.1不完全LU分解

7.2 PILUCG算法

7.3模拟器功能介绍

7.4模拟器的总体结构设计

7.5模拟器性能验证

本章小结：

第8章塔河油田4区典型缝洞单元数值模拟

8.1层面构造建模

8.2模型三维网格设计

8.3储层三维参数模型

8.4流体建模

8.5动态建模

8.6模拟器的选取及参数设置

8.7典型井单井数值模拟

8.8 S48缝洞单元数值模拟

本章小结：

第9章结论及建议

9.1结论

9.2建议

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果