计算储层模拟器的近似油井泄油压力的系统、计算机实现方法和计算机可读程序产品

摘要

提供通过估计一个或多个油井(119)的泄油体积(111)来确定一个或多个任意形状油井(119)的近似静态井压的系统、计算机实现方法和程序产品。例如，一个或多个油井(119)的泄油体积(111)能够从一个或多个所计算流体流动通量向量(107)来估计，并且一个或多个油井(119)的近似静态井压能够随后通过取一个或多个油井(119)的泄油体积(111)中的动态网格块压力的孔隙体积平均数来计算。一个或多个流体流动通量向量(107)能够作为标准模拟器计算的一部分在数值储层模拟器的每个迭代来计算，由此不需要附加的无关计算来计算一个或多个油井(119)的有效泄油体积(111)。

说明书

相关申请

本申请是非临时的并且要求2009年5月7日提交的标题为 “Systems，Computer Implemented Methods，and Computer Readable  Program Products To Compute Approximate Well Drainage Pressure For  A Reservoir Simulator”的美国临时专利申请No.61/176261的优先权 益，通过引用将其完整地结合于此。

技术领域

一般来说，本发明涉及石油储层模拟历史匹配领域。更具体来说， 本发明涉及计算均质和非均质储层中的一个或多个任意形状的油井 的近似静态井压的领域。

背景技术

主要石油公司、独立石油公司、小石油公司和油储层管理咨询人 员在储层管理中常规使用储层模拟器。更具体来说，油田储层模拟器 往往由石油行业专业人员和石油公司用来设计新油田，确定有效且多 产钻探计划，选择最佳油井位置，估计表面设施定时，以及设计内建 方法。历史匹配是储层模拟器中的关键阶段，因为它用于通过匹配关 键储层模拟变量与对应的测量油田数据，来验证由特定储层模拟器所 生成的作为预测工具的模型。在历史匹配中，能够将若干关键变量与 来自现场数据的所测量的量进行匹配，以便检验作为预测工具的特定 模拟器模型，例如含水率、油气比和静态井压。

例如，静态井压是检验作为预测工具的储层模拟器模型的特别有 用变量，并且相应地，静态井压在历史匹配期间受到主要关注。具体 来说，压力变量不仅是储层能量的指标，它还指示影响储层性能的各 种其它因素。相应地，在匹配其它变量之前，首先对静态井压来对许 多储层模拟器进行匹配。

例如，在历史匹配期间，模拟器计算井压能够与来自所测量现场 数据的所测量静态井压进行匹配。所测量静态井压一般从压力内建测 试来得到，并且作为现场数据存储在公司数据库中。这些压力内建测 试在油井的使用寿命期间以某些间隔来进行。理想地，储层模拟器能 够用于例如模拟压力内建测试，由此在每个模拟时间间隔来计算能够 与在每个对应时间间隔的所测量井压历史匹配的静态井压，以便检验 作为预测工具的储层模拟器的完整性。但是，这类内建测试的定时和 数量一般不匹配模拟静态井压的数量，因为储层模拟器在每个模拟时 间步长或迭代来计算静态井压，以致于储层时间步长在数量上远超过 实际内建测试的数量。因此，当将所测量油井数据与储层模拟器数据 历史匹配时，时域中的一对一比率是不太可能的。

如上所述，压力内建测试能够用于计算特定油井的静态井压，并 且对于各压力内建测试，静态井压能够被测量并且记录在现场数据数 据库中。但是，这些压力内建测试每月可能只进行一次，并且因此， 每月只有一个静态井压读数将可在所记录现场数据中得到以用于历 史匹配。相反，储层模拟器能够例如在每个迭代或步长来生成静态井 压，并且这类步长能够在数量上远超过特定油井的所观测、所测量的 静态井压的数量。因此，特定储层模拟器的时间步长或迭代一般经过 调整并且显著降低，以便更好地近似在特定储层的历史期间进行的内 建测试的实际频率。

实际上，储层模拟器使用对于其中对油井进行钻孔的网格块(即， 钻孔单元)的孔隙体积平均网格块压力来近似静态压力。虽然这种近 似对于超大网格块可能是有些合理的，但是，本发明人认识到，它在 使用油井周围的局部细化网格时对于较小网格块不是良好近似，因为 误差变得很显著并且必须经过校正。本领域中已知各种校正因素来校 正使用钻孔单元的孔隙体积平均网格块压力所估计的静态压力，以便 匹配所测量压力内建测试驱动的静态井压。但是，这些校正因素主要 是对于垂直井来开发的，并且相应地无法在应用于分支井 (multi-lateral well)、最大储层接触井以及具有复杂形状的许多较新类 型的油井时适当地起作用。然而，特别是在校正因素无法适当起作用 的情况下，例如对于复杂形状的油井，内插技术能够用于适应内建测 试时间和模拟器时间步长的差。但是，内插技术的使用引起计算机处 理资源的低效使用，并且可能在没有实际需要储层性质的任何修改时 引起或者另外要求错误地引入渗透修改(permeability modifier)以匹配 压力。

发明内容

鉴于前面所述，本发明人认识到需要更准确计算的模拟静态井 压，以便更准确地检验作为预测工具的特定储层模拟器。相应地，本 发明的各个实施例提供用于在无需常规系统的已确定低效和广泛处 理要求或者在没有进行内建测试以确定例如不实际的渗透修改或其 它不实际校正因素的要求的情况下通过模拟来确定静态井压的系统、 程序产品和方法。

如上所述，许多工业模拟器当前生成对于其中对特定油井进行钻 孔的网格块(即，钻孔网格块或单元)的孔隙体积平均井压。令人遗憾 的是，这种特定方式仅可能产生其中使用超大油井网格块或单元的模 拟的静态井压的准确近似。在特定模拟中使用特定油井周围的小网格 块的情况下，与从对于特定储层所进行的内建测试所得到的静态井压 相比，常规方法对于抽油井(producer)产生较低静态井压而对于注水 井(injector)产生较高的压力。虽然在将所测量静态井压(例如作为现场 数据存储在数据库中)与对应模拟静态井压进行历史匹配时有可能引 入渗透修改来校正显著不准确性，但是本发明人认识到，在大多数情 况下不需要修改储层性质。也就是说，本发明的各个实施例有益地消 除了使用不实际渗透修改来校正静态井压中的显著不准确性(这最终 导致不实际静态井压历史匹配)的需要。

有利地，本发明的各个实施例提供新的实用系统、计算机实现方 法和计算机可读程序产品，通过使用从由完全隐式并行储层模拟器例 如在完全隐式储层模拟器的每一个牛顿迭代期间计算的储层流体通 量向量的通量图所计算的任意形状油井的泄油体积中的泄油体积平 均网格块压力，来计算任意形状的油井的近似静态井压。本发明的各 个实施例由此在模拟器的每一个时间步长来计算真实静态井压的准 确近似。相应地，本发明的各个实施例消除了模拟压力内建测试或者 使用校正因素来校正模拟动态网格块压力以匹配所测量压力内建测 试驱动的静态井压的需要。

按照本发明的各个示范实施例，一个或多个油井的泄油体积能够 从一个或多个所计算流体通量向量来估计，并且一个或多个油井的近 似静态井压能够随后通过取一个或多个油井的泄油体积中的动态网 格块压力的孔隙体积平均数来计算。有益地，一个或多个流体通量向 量能够作为标准模拟器计算的一部分在数值储层模拟器的每个迭代 来计算，并且因此不需要附加的无关(extraneous)计算来计算一个或多 个油井的有效泄油体积。具体来说，例如，本发明的各个实施例能够 跟踪所计算通量向量，并且能够确定油井泄油体积的近似大小。泄油 体积中的动态计算的网格块压力例如能够随后经过孔隙体积平均，以 便估计静态井压。有利地，本发明的示范实施例适用于现有油田模拟， 并且能够应用于任何特定油井形状，以便计算准确静态井压，同时防 止引入使历史匹配的精度失真的不实际渗透修改(这最终导致作为预 测工作的特定储层模拟器的有效性的不准确指标)。

更具体来说，本发明的实施例能够包括确定均质和非均质储层中 的一个或多个任意形状的油井的静态井压的系统。按照系统的实施例 的一个示例，这种系统能够包括储层模拟器计算机，其中具有多个处 理器、输入装置、输出装置、包含第一、第二、第三、第四和第五数 据库的存储器。该系统还能够包括确定流体流动通量的流体通量程序 产品、确定一个或多个油井中的每个油井的有效泄油体积的三维边界 的泄油边界程序产品以及确定储层中的一个或多个油井中的每个油 井的静态井压的静态井压程序产品。

流体通量程序产品能够包括在由储层模拟器计算机运行时使储 层模拟器计算机执行下列操作的指令：在有限差网格集中储层模拟器 的每个牛顿迭代来对于与一个或多个油井中的每个油井的有效泄油 体积中包含的多个网格块的每个计算多个相邻网格块的对应多个界 面的每个处的多个流体流动通量向量；以及将多个流体流动通量向量 存储在第一数据库中。

泄油边界程序产品能够包括在由储层模拟器计算机运行时使储 层模拟器计算机执行相应一个或多个油井段的一个或多个泄油平面 中的每个的各种操作的指令，其中各泄油平面定向成垂直于相应一个 或多个油井的一个或多个油井段的方向，并且包括钻孔网格块的表面 和与其相邻的多个网格块的每个的表面。操作能够包括例如对沿定义 从相应泄油平面上的相应钻孔网格块向外延伸的多个通道的多个方 向的每个单独方向所定位的多个网格块的每个执行下列步骤：跟踪沿 从相应泄油平面上的相应钻孔网格块延伸的相应通道所定位的多个 网格块的每个的多个所计算流体流动通量向量的每个的符号，将沿从 相应泄油平面上的相应钻孔网格块延伸的相应通道所定位的多个网 格块的每个的相位通量的幅值与相应泄油平面的钻孔网格块处的对 应相位通量的幅值进行比较，以及确定沿从相应泄油平面上的相应钻 孔网格块延伸的相应通道所定位的多个网格块的每个的距离。

操作还能够包括确定沿从一个或多个油井的每个的一个或多个 油井段的每个的相应泄油平面上的相应钻孔网格块延伸的多个通道 的每个对应单独通道的每个单独泄油边界的位置，由此估计一个或多 个油井的每个的有效泄油体积；以及将所确定泄油边界存储在第二数 据库中。每个单独泄油平面的每个泄油边界的位置按照本发明的实施 例确定为处于下列位置中比下列位置的每另一个位置具有离被分析 油井的钻孔网格块更小距离的一个位置上：沿被遍历通道的网格块的 位置，其中在遍历来自相应泄油平面上的钻孔网格块的通道时首次遇 到网格块的关联流体通量向量的符号的变化；沿被遍历通道的网格块 的位置，其中在遍历来自相应泄油平面上的钻孔网格块的相应通道时 首次遇到相位通量(沿两个垂直轴)的幅值与钻孔网格块处的对应相 位通量的幅值的相位通量比率处于低于预定义比率极限的值；以及沿 来自相应泄油平面上的相应钻孔网格块的相应通道的多个网格块其 中之一的位置，其中在遍历来自相应泄油平面上的相应钻孔网格块的 相应通道时首次遇到多个网格块的相应一个网格块离相应钻孔网格 块的距离具有满足或超过预定义距离极限的值。

静态井压程序产品能够包括在由储层模拟器计算机运行时使储 层模拟器计算机执行下列操作的指令：响应与相应一个或多个油井关 联的一个或多个泄油平面的每个的相应所确定泄油边界而确定一个 或多个油井的每个的有效泄油体积的估计；将一个或多个油井的每个 的有效泄油体积的估计存储在第三数据库中；确定一个或多个油井的 每个的相应有效泄油体积中包含的多个网格块的每个的动态网格块 压力；将动态网格块压力存储在第四数据库中；确定每个相应油井的 每个相应有效泄油体积中包含的多个网格块的至少一个充分子集(a  substantial subset)的动态网格块压力的孔隙体积平均数，由此定义一 个或多个油井的每个的所估计静态井压；以及将一个或多个油井的每 个单独油井的静态井压存储在第五数据库中。

本发明的实施例能够包括作为上述系统的一部分或者作为单独 可交付的有形计算机可读介质上存储的独立产品所提供的确定均质 和非均质储层中的一个或多个任意形状的油井的静态井压的储层建 模程序产品。按照本发明的一个实施例，程序产品能够包括存储在有 形计算机可读介质上的一组指令，在由计算机运行时使计算机执行下 列操作：计算与油井的有效泄油体积中包含的多个网格块的每个的多 个相邻网格块的对应多个界面的每个处的多个流体流动通量向量；以 及选择油井的对应一个或多个油井段的一个或多个泄油平面，其中各 泄油平面定向成垂直于油井的对应一个或多个油井段的方向，并且包 括钻孔网格块的表面和与其相邻的多个网格块的每个的表面。

操作还能够包括对沿定义从一个或多个泄油平面的相应一个泄 油平面上的相应钻孔网格块向外延伸的多个通道的多个方向的每个 单独方向所定位的多个网格块的每个执行下列步骤：跟踪沿从相应泄 油平面上的相应钻孔网格块延伸的相应通道所定位的多个网格块的 每个的多个所计算流体流动通量向量的每个的符号，将沿从相应泄油 平面上的相应钻孔网格块延伸的相应通道所定位的多个网格块的每 个的相位通量的幅值与相应泄油平面的钻孔网格块处的对应相位通 量的幅值进行比较，以及确定沿从相应泄油平面上的相应钻孔网格块 延伸的相应通道所定位的多个网格块的每个的距离。

操作还能够包括确定沿从油井的一个或多个油井段的每个的相 应泄油平面上的相应钻孔网格块延伸的多个通道的每个对应单独通 道的每个单独泄油边界的位置，由此估计油井的有效泄油体积。每个 单独泄油平面的每个泄油边界的位置按照本发明的实施例确定为处 于下列位置中比下列位置的每另一个位置具有离被分析油井的钻孔 网格块更小距离的一个位置上：沿被遍历通道的网格块的位置，其中 在遍历来自相应泄油平面上的钻孔网格块的通道时首次遇到网格块 的关联流体通量向量的符号的变化；沿被遍历通道的网格块的位置， 其中在遍历来自相应泄油平面上的钻孔网格块的相应通道时首次遇 到相位通量(沿两个垂直轴)的幅值与钻孔网格块处的对应相位通量 的幅值的相位通量比率处于低于预定义比率极限的值；以及沿来自相 应泄油平面上的相应钻孔网格块的相应通道的多个网格块其中之一 的位置，其中在遍历来自相应泄油平面上的相应钻孔网格块的相应通 道时首次遇到多个网格块的相应一个网格块离相应钻孔网格块的距 离具有满足或超过预定义距离极限的值。

操作还能够包括：响应一个或多个泄油平面的至少一个的所确定 泄油边界而确定油井的有效泄油体积的估计，由此识别有效泄油体积 中包含的网格块；确定油井的有效泄油体积中包含的多个网格块的每 个的动态网格块压力；以及确定油井的有效泄油体积中包含的多个网 格块的至少一个充分子集的动态网格块压力的孔隙体积平均数，由此 定义油井的所估计静态井压。

按照本发明的另一个实施例，储层建模程序产品能够包括下列操 作：确定沿从油井的油井段的泄油平面上的钻孔网格块延伸的多个通 道的每个对应单独通道的每个单独泄油边界的位置，由此估计油井的 有效泄油体积。对于其中多个油井竞争产液量(fluid production)的储层 模拟，这个操作能够包括将相应泄油边界的位置确定为：沿来自钻孔 网格块的相应通道的多个网格块之一的位置，其中在遍历来自泄油平 面上的钻孔网格块的相应通道时首次遇到多个网格块之一的关联流 体通量向量的符号从沿相应通道的多个网格块的相邻的先前遍历的 网格块的符号的变化。对于其中多个油井没有竞争产液量以使得没有 预计首次遇到流体通量的变化的储层模拟，将相应泄油边界的位置确 定为处于下列位置中比下列位置的另一个具有离钻孔网格块更小距 离的相应一个位置上：沿来自钻孔网格块的相应通道所定位的多个网 格块之一的位置，其中在遍历来自泄油平面上的钻孔网格块的相应通 道时首次遇到多个网格块的相应一个网格块的相位通量的幅值与钻 孔网格块处的对应相位通量的幅值的相位通量比率处于低于预定义 比率极限的值；以及沿来自钻孔网格块的相应通道所定位的多个网格 块其中之一的位置，其中在遍历来自泄油平面上的钻孔网格块的相应 通道时首次遇到多个网格块的相应一个网格块离钻孔网格块的距离 具有满足或超过预定义距离极限的值。有利的是，位置数据能够用于 确定油井的所估计静态井压。这能够通过下列步骤来实现：首先确定 以上所识别的油井的有效泄油体积中包含的多个网格块的每个的动 态网格块压力；以及计算油井的有效泄油体积中包含的多个网格块的 至少一个充分子集的动态网格块压力的孔隙体积平均数，由此定义油 井的所估计静态井压。

本发明的实施例还能够包括例如通过下列步骤来计算一个或多 个任意形状的油井的多个近似静态井压、由此定义一个或多个油井的 所估计静态井压的计算机实现方法：在完全隐式储层模拟器中的多个 牛顿迭代的每个期间从一个或多个所计算通量向量来估计一个或多 个油井的有效泄油体积，并且计算一个或多个油井的所估计泄油体积 中的泄油体积平均网格块压力。具体来说，这种计算机实现方法能够 包括例如下列步骤：经由第一计算机过程在有限差网格集中储层模拟 器的每个牛顿迭代对于一个或多个油井来计算一个或多个网格块与 多个相邻网格块的界面处的多个流体通量向量；以及经由第一计算机 过程通过在有限差网格集中储层模拟器的每个牛顿迭代对于一个或 多个油井分析多个所计算流体通量向量的符号来确定储层流体到一 个或多个油井的流动的方向。按照本发明的示范实施例的计算机实现 方法还能够包括例如下列步骤：在有限差网格集中储层模拟器的每个 牛顿迭代对于一个或多个油井来跟踪多个所计算流体通量向量的符 号，以便确定泄油边界；以及对其进行响应而确定油井泄油体积的泄 油边界的广度(extent)的三维边界。

跟踪多个所计算流体通量向量的符号以确定油井泄油体积的泄 油边界的广度的三维边界的步骤还能够包括例如下列步骤：经由第二 计算机过程来选择包括钻孔网格块并且与一个或多个油井段的一个 或多个垂直的一个或多个油井段的一个或多个泄油平面。此外，对于 其中多个油井竞争产液量的储层模拟，确定油井泄油体积的泄油边界 的广度的三维边界的步骤还能够包括下列步骤：经由第二计算机过 程，对于其中多个油井竞争产液量的储层模拟，来将一个或多个泄油 平面的每个上的泄油边界确定为其中关联流体通量向量的符号发生 变化的位置。相反，对于其它储层，确定油井泄油体积的泄油边界的 广度的三维边界的步骤还能够包括下列步骤：经由第二计算机过程， 对于其中多个油井没有竞争产液量的储层模拟，通过将沿泄油平面的 两个垂直轴的泄油平面上的一个或多个流体通量向量与钻孔网格块 处的通量进行比较，来确定一个或多个泄油平面的每个上的泄油边 界。

另外，按照本发明的一个示范实施例，这种计算机实现方法还能 够包括例如下列步骤：经由第三计算机过程，响应多个流体通量向量 的计算而在完全隐式储层模拟器中的多个牛顿迭代的每个来计算一 个或多个油井的泄油体积的估计；以及经由第三计算机过程，在一个 或多个油井的每个的完全隐式储层模拟器的多个牛顿迭代的每个来 跟踪多个流体通量向量，以便由此确定油井泄油体积的近似大小。该 方法还能够包括下列步骤：经由第三计算机过程，在完全隐式储层模 拟器的多个牛顿迭代的每个来确定一个或多个油井的每个的泄油体 积中的一个或多个动态网格块压力；以及经由第三计算机过程，通过 取一个或多个油井的泄油体积中的动态网格块的动态网格块压力的 孔隙体积平均数，例如在完全隐式储层模拟器的每个牛顿迭代来计算 一个或多个油井的多个静态井压。

按照本发明的另一个实施例，确定储层中的一个或多个任意形状 的油井的多个近似静态井压的计算机实现方法能够包括下列步骤：对 于油井的有效泄油体积中包含的多个网格块的每个，来计算与多个相 邻网格块的对应多个界面的每个处的多个流体流动通量向量；以及选 择油井的对应一个或多个油井段的一个或多个泄油平面。该方法还能 够包括确定沿从一个或多个泄油平面的每个上的相应钻孔网格块延 伸的多个通道的每个对应单独通道的每个单独泄油边界的位置，由此 估计一个或多个油井的每个的有效泄油体积。对于其中多个油井竞争 产液量以使得没有预计首次遇到流体通量的变化的储层模拟，泄油边 界确定步骤能够包括将相应泄油边界的位置确定为沿来自相应泄油 平面上的相应钻孔网格块的相应通道的多个网格块之一的位置，其中 在遍历来自相应泄油平面上的相应钻孔网格块的相应通道时首次遇 到多个网格块之一的关联流体通量向量的符号从沿相应通道的多个 网格块的相邻的先前遍历网格块的符号的变化。另外，对于其中多个 油井没有竞争产液量的储层模拟，泄油边界确定步骤能够包括将相应 泄油边界的位置确定为处于下列位置中比下列位置的另一个具有离 相应钻孔网格块更小距离的相应一个位置上：沿来自相应泄油平面上 的相应钻孔网格块的相应通道所定位的多个网格块之一的位置，其中 在遍历来自相应泄油平面上的相应钻孔网格块的相应通道时首次遇 到多个网格块的相应一个网格块的相位通量的幅值与相应钻孔网格 块处的对应相位通量的幅值的相位通量比率处于低于预定义比率极 限的值；以及沿来自相应泄油平面上的相应钻孔网格块的相应通道所 定位的多个网格块之一的位置，其中在遍历来自相应泄油平面上的相 应钻孔网格块的相应通道时首次遇到多个网格块的相应一个网格块 离相应钻孔网格块的距离具有满足或超过预定义距离极限的值。该方 法还能够包括下列步骤：响应一个或多个泄油平面的每个的所确定泄 油边界而确定油井的有效泄油体积的估计，由此识别有效泄油体积中 包含的网格块；确定油井的有效泄油体积中包含的多个网格块的每个 的网格块压力；以及确定油井的有效泄油体积中包含的多个网格块的 至少一个充分子集的动态网格块压力的孔隙体积平均数，由此定义油 井的所估计静态井压。

附图说明

通过参照形成本说明书的一部分的附图中所示的本发明的实施 例，可具有可在本发明的实施例的更详细、更具体描述中了解本发明 的特征和有益效果以及将变得显而易见的其它方面的方式。但是还要 注意，附图仅示出本发明的各个实施例，并且因此不是要被认为对本 发明的范围的限制，因为本发明的范围也可包括其它有效实施例。

图1是按照本发明的一个示范实施例、确定均质和非均质储层中 的一个或多个任意形状的油井的静态井压的系统的示意框图；

图2是按照本发明的一个示范实施例的单油井情况的储层中的 近似泄油体积盒的三维图形表示，由此泄油边界通过连续直线来近 似，并且泄油体积简化成三维盒；

图3是按照本发明的实施例的储层的有限差网格块描述中的泄 油平面的图形表示；

图4是按照本发明的一个示范实施例、从大储层产生的单油井的 压力分布的图形表示；

图5是按照本发明的一个示范实施例、包括指定单井情况的储层 维(reservoir dimension)、平均性质和单井产量的数据的数据表；

图6是按照本发明的一个示范实施例、计算一个或多个任意形状 的油井的多个近似静态井压的计算机实现方法的示意方块流程图；

图7是按照本发明的一个示范实施例、计算一个或多个任意形状 的油井的多个近似静态井压的计算机实现方法的示意方块流程图；

图8是按照本发明的一个实施例、示出处理器域分解的储层的三 维图形表示的分解图；

图9是对于具有500mD渗透率的单井情况使用常规方法的储层 模拟器计算和观测静态井压的图表的图解说明；

图10是对于具有3000mD渗透率的单井情况使用常规方法的模 拟器计算和观测静态井压的图表的图解说明；

图11是对于单井使用常规方法的模拟器计算静态井压以及使用 按照本发明的一个示范实施例的方法的模拟器计算静态井压的图表 的图解说明，示出一天的油井的关闭；

图12是按照本发明的一个示范实施例、对于具有500mD渗透率 的单井的模拟器计算静态井压和观测静态井压的图表的图解说明；

图13是按照本发明的示范实施例、对于单井在储层模拟器的模 拟运行期间从计算通量图所生成的流线的图表的图解说明，示出流线 或流迹(steamtrace)以及单井的模拟器计算近似泄油盒；

图14是按照本发明的一个示范实施例、示出在确定图13所示的 泄油盒中使用的通量的衰落的X方向油通量轮廓的图表的图解说明；

图15是按照本发明的一个示范实施例、如采用流迹(streamtrace) 和五个不对称定位的抽油井的储层模拟器计算近似泄油盒所示的油 井的实际泄油面积的图表的图解说明；

图16是按照本发明的一个示范实施例、等位面轮廓和五个不对 称定位的抽油井的流迹的图表的图解说明；

图17是按照本发明的一个示范实施例、包括指定具有5百万个 单元的模拟模型的平均形成或矩阵、性质和网格大小的数据的数据 表；

图18是示为散布盒(scatter box)、按照常规方法所计算的计算静 态井压以及按照本发明的一个示范实施例所计算的计算静态井压的 所观测静态井压和产水量的图表的图解说明；以及

图19是示为散布盒(scatter box)、按照常规方法所计算的计算静 态井压以及按照本发明的一个示范实施例所计算的计算静态井压的 所观测静态井压和产水量的图表的图解说明。

具体实施方式

现在，下面将参照附图更全面地描述本发明，附图示出本发明的 各个实施例。但是，本发明可通过许多不同形式来实施，而不应当认 为是局限于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公 开将是全面和完整的，并将向本领域的技术人员全面传达本发明的范 围。要全面理解，下面所述的各个实施例的不同理论可单独地或者按 照任何适当组合来使用，以便产生预期结果。通过阅读各个实施例的 以下详细描述，并且通过参照附图，上述各种特性以及下面更详细描 述的其它特征和特性将是本领域的技术人员显而易见的。在以下附图 和描述中，相似标号通篇表示相似元件。素数符号在使用时表示备选 实施例中的相似元件。附图不一定按照比例绘制。为了清晰和简洁起 见，本公开的某些特征可按比例放大或者采取某种示意形式示出，而 常规元件的部分细节可能未示出。

有利的是，与按照常规方法所提供的相比，本发明的实施例提供 能够更准确计算或估计均质和非均质储层的任意形状的油井的近似 静态井压的系统、计算机实现方法和计算机可读程序产品。为此，本 发明的各个实施例包括用于估计任意形状的油井的泄油体积的硬件、 软件、程序产品和过程步骤。对应地，本发明的各个实施例还包括用 于估计或另外确定各油井的泄油体积的硬件、软件、程序产品和过程 步骤，它们能够提供用于提供相应油井的准确静态井压所需的建模。 按照本发明的一个或多个示范实施例，各油井的泄油体积例如能够通 过分析例如在完全隐式储层模拟器的每一个牛顿迭代期间由完全隐 式储层模拟器所计算的流体通量向量来确定。也就是说，本发明的各 个实施例能够用于跟踪所计算通量向量，并且确定油井泄油体积的近 似大小。泄油体积中的动态计算的网格块压力例如能够随后被确定并 且孔隙体积被平均，以便估计静态井压。

有利的是，按照本发明的一个或多个示范实施例，通过数值解来 提供这种准确静态井压因此能够消除由模拟器来模拟压力内建测试 的需要或者使用校正因素将模拟动态网格块压力校正到所测量压力 内建测试驱动静态井压的需要。此外，有利的是，本发明的各个示范 实施例适用于现有油田模拟，并且能够适用于任何特定油井形状，以 便计算准确近似静态井压，同时防止引入使历史匹配的精度失真的不 实际渗透修改、由此最终导致作为预测工具的特定储层模拟器的有效 性的不准确指标。

按照本发明的一个示范实施例，例如在完全隐式模拟器的时间步 长计算中的各储层模拟器迭代期间能够计算成分通量(component  flux)。在模拟期间，时间步长(组成总时间的时间元素)能够从一天的 一小部分到一月而改变。为了进一步增强精度，本发明的各个实施例 能够在模拟器的每一个时间步长和/或牛顿迭代来计算流体通量向 量、泄油体积和真实静态井压的准确近似。例如在各储层模拟器迭代 期间还能够计算油、水和气体的相位通量。

按照本发明的各个示范实施例，成分通量能够在特定单元的6个 邻居、例如有限差网格集中模拟器的任何模拟器网格块单元的界面处 计算。在这类情况下，所计算通量的符号能够表示油井中的油的流动 方向。因此，本发明的各个实施例能够易于跟踪通量的符号，以便确 定在会聚时间步长结束时的泄油边界的广度。为了执行这种跟踪，包 括钻孔单元的特定油井段的泄油平面能够选作与特定油井段的方向 垂直的平面。按照本发明的各个示范实施例，假定泄油平面上的泄油 边界在通量的符号改变的位置出现。例如，这种特定假设在多个生产 井竞争产液量的大多数通常发生的情况下顺利起作用。然而，当油井 间距与泄油半径相比大许多时，本发明的各个实施例能够切换到不同 停止标准。在这类不规则情况下，沿两个垂直轴的泄油平面上的相位 通量能够与钻孔网格块(单元)处的通量进行比较。在这种配置中，当 所述的单元处的通量与钻孔单元的通量的比率下降到低于预先指定 极限时，计算停止。如果单元与钻孔单元之间的距离超过预定义距离， 则这种计算也能够停止。

本发明的各个实施例能够使用上述步骤来查找YZ平面中的钻孔 网格块的东和西边界、XY平面中的顶和底边界以及ZX平面中的北 和南边界。但是，基于这种通量图，不是总能够得到X、Y和Z方向 的完全直线边界。相应地，在这类情况下，按照本发明的示范实施例， 能够通过连续直线来近似泄油边界，并且泄油体积能够简化成三维近 似泄油体积盒，如图2可能最佳示出。

更具体来说，图1-19示出确定均质和非均质储层中的一个或多 个任意形状的油井的静态井压的示范系统、程序产品和方法。如图1 可能最佳示出，作为举例，按照本发明的实施例的系统能够包括储层 模拟器计算机30，其中具有至少一个(更通常为多个)处理器32、输 入装置34、输出装置34和存储器40。存储器40能够包括本领域的 技术人员已知的易失性和非易失性存储器，其中包括例如RAM、 ROM和磁或光盘，只例举几个。注意，还应当理解，作为举例而给 出示范计算机配置，并且能够使用按照本领域的技术人员已知的各种 其它方法所配置的其它类型的计算机。例如图1示意所示的计算机 30表示单个计算机、服务器或者计算机或服务器集群或群(farm)，以 便包括共享存储器超级计算机(例如SGI Altix)和分布式存储器超级 计算机(例如商品PC集群、大规模并行IBM Blue Gene)。此外，图1 示意所示的处理器表示例如单个处理器、具有多个核心的单个处理 器、位于同一计算机中的多个单独包含处理器和/或分布于多个物理 独立计算机的这类处理器的一个或多个连同本领域的技术人员已知 的其它处理器。

该系统还能够包括存储在例如独立计算机(未示出)、如数据库管 理计算机的内部或外部存储器中、至少一个处理器32可估计 (assessable)的第一92、第二94、第三96、第四98和第五99数据库。 第一数据库92能够包括例如多个流体通量向量，第二数据库94能够 包括例如多个泄油边界，第三数据库96能够包括例如多个泄油体积， 第四数据库98能够包括例如多个网格块压力，以及第五数据库99能 够包括例如多个所计算静态井压。

按照本发明的示范实施例的这种系统还能够包括确定均质和非 均质储层中的一个或多个任意形状的油井的静态井压的储层建模程 序产品50。储层建模程序产品50能够采取微码、程序、例程和符号 语言的形式，它们提供控制硬件的机能并且指导其操作的有序操作集 合的特定集合，这是本领域的技术人员已知和了解的。按照本发明的 一个实施例，储层建模程序产品50无需整体驻留在易失性存储器中， 而是能够根据需要，按照本领域的技术人员已知和了解的各种方法选 择性地加载。储层建模程序产品50能够包括流体通量程序产品60、 泄油边界程序产品70和静态井压程序产品80，它们能够采取单个程 序产品的模块、一个或多个独立程序产品的模块、各个独立可交付物 或者本领域的技术人员了解的其它配置的形式。

正如本领域的技术人员所了解，按照本发明的示范实施例的储层 模拟模型能够通过将储层101分为“有限差网格块”来形成。如图2 和图3可能最佳示出，各网格块103能够类似于建筑物中的“砖”。 这些块或砖103一般称作计算单元。对于各计算单元，储层模拟器或 模拟计算储层变量的单值，例如“压力”或“油-油饱和量(amount of  oil-oil saturation)”等。用于执行各种计算的各种输入变量能够包括渗 透率、孔隙率、三维中的网格块的长度(它能够被认为像直角棱镜或 火柴盒)、含油饱和度、含水饱和度、含气饱和度、毛细压力、相对 渗透率以及例如网格块(网格块表示包含油、水和气体的海绵类型岩 石)内部的流体的粘性和密度等流体性质。无论如何，为了简洁起见， 按照一个优选配置，假定诸如各独立网格块103的网格块压力之类的 变量在网格块(砖)中是恒定的。例如，如果网格块103指配有或者另 外确定成具有2500psi的压力值，则一般假定这个值被指配给网格块 的中心点，并且因此在同一网格块中不会逐点变化。

按照如图1可能最佳示出的系统的一个示范实施例，流体通量程 序产品60能够例如包括在由储层模拟器计算机30运行时使储层模拟 器计算机30执行下列操作的指令：在有限差网格集中储层模拟器的 每个牛顿迭代对一个或多个油井119来计算一个或多个网格块103与 多个相邻网格块103的界面处的多个流体通量向量，例如由流体通量 确定器62来执行；将多个流体通量向量存储在第一数据库92中；以 及通过在有限差网格集中储层模拟器的每个牛顿迭代对一个或多个 油井119分析多个所计算流体通量向量107的符号，来确定一个或多 个油井119中的油的流动方向，例如由形成例如流体通量程序产品60、 泄油边界程序产品70和/或储层建模程序产品50中的独立程序产品 的一部分的流动方向确定器64来执行。

更具体来说，如图3可能最佳所示，作为按照一个示范配置的主 要操作，各网格块103的特定表面105上的流体通量107作为与网格 块103的所选表面105正交(垂直)的向量107来确定。作为特定面105 上的两个相邻网格块103之间的流体流动或通量(例如油相)的速率的 流体通量(q)例如能够由达西方程表示为q＝-(k A/Vis)Dp/Dx，由此 “k”是在相应网格块103的所选面的岩石的渗透率，“A”是网格 块103的同一面的表面积，“Vis”是油粘性，“Dp”是网格块103 的中心与所选相邻网格块103的中心之间的压力差，以及“Dx”是 网格块的中心之间的差。这些通量107具有方向(中心网格块到例如 东邻居、西邻居或北邻居等)。由于沿面105的各相邻网格块103之 间的通量107具有两个方向和幅值，所以它被认为是矢量(vector  quantity)，并且因此它可互换地称作“通量向量”。

按照该系统的示范实施例，泄油边界程序产品70和/或流体通量 程序产品60例如能够包括在由储层模拟器计算机30运行时使储层模 拟器计算机30执行下列操作的指令：通过跟踪沿与相应油井119关 联的各钻孔网格块113的相应钻孔网格块113中包含的特定油井段 117的泄油平面115的多个所计算流体通量向量107的符号，来确定 在一个或多个钻孔网格块113和多个相邻网格块103周围延伸的三维 泄油体积盒111(参见图2)的边界110。按照一个示例配置，流体通量 向量和/或泄油边界确定能够在每个会聚时间步长和/或有限差网格集 中储层模拟器的每个牛顿迭代对于一个或多个油井来进行。

作为按照示范配置的主要操作，模拟将储层101分为多个分布区 平面(areal plane)，以便形成各具有“x”方向的多个(Nx)网格块103 和“y”方向的多个(Ny)网格块103的层118。由于储层是三维体积， 所以这些分布区平面垂直堆叠在一起，以便按照三维来描述储层。垂 直方向的层118的数量由(Nz)来表示。因此，储层模拟器由各具有 Nx×Ny个网格块103的Nz个分布区平面来组成。因此，按照示范 配置的储层模拟器/模拟中的网格块103的总数为Nx×Ny×Nz。在垂 直井示例中，垂直井轴在油井位置贯穿所有平面/层118，并且油井 119的钻孔将位于井轴贯穿其中的网格块103中，位于分布区平面之 一中。当油井119从这个钻孔产油时，它将主要从这个特定分布区平 面泄油。考虑垂直井中的多个钻孔，各钻孔将优先从相应钻孔所在的 储层110的相应分布区平面(例如相应层118的面)泄油。油井119的 包含在这个分布区平面中的部分称作“油井段”117，特定分布区平 面本身称作“泄油平面”115(参见例如图3)，以及钻孔所在的关联网 格块103称作钻孔网格块113。

更具体来说，按照本发明的实施例，泄油边界程序产品70能够 包括在由储层模拟器计算机30运行时使储层模拟器计算机30执行下 列操作的指令：选择包括钻孔网格块113并且与一个或多个油井段 117的一个或多个垂直的一个或多个油井段117的一个或多个泄油平 面115，例如由泄油平面选择器72来执行；以及确定一个或多个泄 油平面115的每个的泄油边界112(例如由泄油边界位置确定器74来 执行)和泄油体积111的三维边界(例如由泄油体积边界确定器76来 执行)。

按照一个示范配置，泄油边界程序产品70还能够包括在由储层 模拟器计算机30运行时使储层模拟器计算机30执行下列操作的指 令：对于其中多个油井119竞争产液量的储层模拟，将一个或多个泄 油平面115的每个上的泄油边界112确定为关联流体通量向量107的 符号发生变化的位置；以及将所确定泄油边界112存储在第二数据库 94中。

作为按照一个示范配置的主要操作，储层模拟器/模拟由时间步 长(完整历史或预测的时间间隔)组成。在各时间步长，模拟器/模拟求 解描述整个储层的压力和饱和度的非线性方程。在这样做的时候，模 拟器/模拟确定各网格块103的压力的值、含油饱和度、含水饱和度 和含气饱和度。由于存在Nx×Ny×Nz个网格块103，所以在其中存 在100×100×20(即200000)个网格块的一个示例中，并且假定各网 格块103具有四个未知数(例如压力和三个流体饱和度)，模拟器/模拟 必须在每个时间步长求解800000个方程中的800000个未知数。此外， 由于未知数之间的关系是非线性的，所以首先例如利用牛顿-拉夫逊 方法在两个和四个迭代之间或者通常对各时间步长执行对方程线性 化。有利的是，当形成这些方程时，“通量向量”的方向和幅值在每 一个网格块103显式计算。能够跟踪这类值，以便例如在会聚时间步 长结束时提供各泄油平面115的边界112的参考位置，并且因此提供 泄油体积“盒”111的边界。

按照一个示范配置，泄油边界程序产品70还能够包括在由储层 模拟器计算机30运行时使储层模拟器计算机还执行下列操作的指 令：对于其中多个油井119没有竞争产液量的储层模拟，通过将沿泄 油平面115的两个垂直轴的泄油平面115上的相位通量与钻孔网格块 113处的相位通量进行比较，直到所述的网格块103的相位通量与钻 孔网格块的相位通量的比率超过预定极限，来确定一个或多个泄油平 面115的每个上的泄油边界112；以及将所确定泄油边界112存储在 第二数据库94中。

由于网格块103的大小为已知，所以人们能够易于计算钻孔块 113与各网格块103之间的距离。相应地，作为补充或替代，能够通 过将每个连续网格块103离钻孔网格块113的距离与预定义距离进行 比较，直到所述的网格块103离钻孔网格块113的距离满足或超过预 定义距离，来执行确定一个或多个泄油平面115的每个上的泄油边界 112的操作。这个过程能够特别有用：当该过程已经遍历充分数量的 网格块103时，提供特定方向或通道的缺省泄油边界位置，由此定义 那个方向的“泄油体积”的边界，而无需识别符号变化和/或超过相 位通量比率和泄油边界。

与储层的配置或者各油井中的钻孔数量无关，一旦对各油井119 的各钻孔执行上述过程，则按照示范配置，计算油井泄油体积的必要 数据是完整的。

按照本发明的一个示范实施例，静态井压程序产品80能够包括 在由储层模拟器计算机30运行时使储层模拟器计算机30执行下列操 作的指令：响应一个或多个泄油平面115的每个的边界112的计算而 例如在每个会聚时间步长结束时和/或在完全隐式储层模拟器中的多 个牛顿迭代的每个来计算一个或多个油井119的每个的泄油体积111 的估计，由此确定油井泄油体积111的近似大小；以及将泄油体积 111的一个或多个所计算估计存储在第三数据库96中，例如由泄油 体积估计器82来执行。作为按照示范配置的主要操作，并且基于上 述方法，能够通过合计泄油体积111中的每一个单独网格块103的体 积，来计算近似泄油体积111。这个计算产生泄油体积111，它非常 接近实际，但不准确，因为使用有限差网格块。有限差网格块103能 够将储层分为不等直角棱镜或火柴盒(参见例如图4)，其中假定诸如 压力之类的储层变量在各块103中是恒定的。实际上，泄油边界110 能够是复杂表面。但是，这些表面能够在有限差模拟器/模拟中通过 平面来近似。如果希望有限差分解非常接近实际解，则人们能够使用 很小尺寸的网格块103。但是，较小尺寸将产生要求解的极大量未知 数，并且能够是很贵的，从而导致需要调整精度与效率之间的折衷。 例如，通过使用较小网格，200000块模型能够增加到2亿个块，这 对数字计算机是计算量巨大的工作。相应地，当构建模拟模型时，工 程师将使用充分数量的网格块103，使得泄油体积111的计算机解决 方案是在工程精度之内，同时考虑有限计算机资源。图2示出单井情 况的这种近似泄油体积或“盒”111。

静态井压程序产品80还能够包括在由储层模拟器计算机30运行 时使储层模拟器计算机30执行下列操作的指令：例如在每个会聚时 间步长结束时和/或在完全隐式储层模拟器的多个牛顿迭代的每个来 检索或者另外确定一个或多个油井119的每个的泄油体积111中的各 网格块113的动态网格块压力；以及将一个或多个动态网格块压力存 储在第四数据库96中，例如由压力确定器84来执行。静态井压程序 产品80还能够包括在由储层模拟器计算机30运行时使储层模拟器计 算机30执行下列操作的指令：通过取确定为处于一个或多个油井119 的泄油体积111之内的网格块113的至少相当一部分的动态网格块压 力的孔隙体积平均数，例如在每个会聚时间步长结束时和/或在完全 隐式储层模拟器的每个牛顿迭代来计算一个或多个油井119的多个 静态井压；以及将多个静态井压存储在第五数据库99中，例如由静 态压力计算器86来执行。

本发明的实施例还包括例如一种计算储层101中的一个或多个 任意形状的油井119的多个近似静态井压的计算机实现方法。作为举 例，并且如图6可能最佳所示，这种计算机实现方法能够包括例如下 列步骤：经由第一计算机过程例如在有限差网格集中储层模拟器的每 个牛顿迭代对于一个或多个油井119来计算一个或多个网格块或单 元103与多个相邻网格块的界面处的多个流体通量向量(框121)；以 及经由第一计算机过程通过在有限差网格集中储层模拟器的每个牛 顿迭代对于一个或多个油井分析多个所计算流体通量向量的符号来 确定一个或多个油井119中的油的流动的方向(参见例如图13和图 15)(框125)。

按照本发明的一个示范实施例，计算机实现方法还能够包括下列 步骤：跟踪多个所计算流体通量向量107的符号(框129)；以及例如 在每个会聚时间步长和/或有限差网格集中储层模拟器的牛顿迭代对 于一个或多个油井119来确定一个或多个泄油平面115的泄油边界 112(框130)，由此确定一个或多个油井119的泄油体积111的三维边 界110。

按照该方法的一个实施例，确定泄油边界112的步骤包括下列步 骤：经由第二计算机过程来选择包括钻孔网格块或单元113并且与一 个或多个油井段117垂直的一个或多个油井段117的一个或多个泄油 平面115(框132)。按照该方法的另一个实施例，对于其中多个油井 119竞争产液量的储层模拟，确定一个或多个泄油体积111的泄油边 界110的步骤能够包括下列步骤：经由第二计算机过程将一个或多个 泄油平面115的每个上的各泄油边界112确定为其中关联流体通量向 量107的符号发生变化的位置(框134)。相反，对于其中油井119没 有竞争的其它储层模拟，确定一个或多个泄油体积111的三维边界 110的步骤还能够包括经由第二计算机过程通过下列步骤来确定一个 或多个泄油平面115的每个上的各泄油边界112的步骤：将沿泄油平 面115的两个垂直轴的泄油平面115上的一个或多个相位通量与钻孔 网格块130处的相位通量进行比较，和/或将所述的相应网格块130 的距离与缺省距离进行比较(框136)。最后，对于其中多个油井119 竞争产液量以及其中油井119间隔形成以使得它们没有竞争的两种 储层模拟，确定泄油边界112的步骤能够包括执行和重复进行上述子 步骤，以便对于各油井119的各钻孔网格块113来确定YZ平面中的 东和西边界112、XY平面中的顶和底边界112以及ZX平面上的北 和南边界112，直到完成(框138)。

另外，按照本发明的一个示范实施例，计算机实现方法还能够包 括例如下列步骤：经由第三计算机过程响应泄油平面115的所确定边 界112而例如在每个会聚时间步长和/或在完全隐式储层模拟器的多 个牛顿迭代的每个来计算一个或多个油井119的泄油体积111的估计 (框140)；例如在每个会聚时间步长和/或在完全隐式储层模拟器的多 个牛顿迭代的每个来确定一个或多个油井119的每个的泄油体积111 中的各网格块103的动态网格块压力(框160)；以及经由第三计算机 过程例如在每个会聚时间步长和/或在完全隐式储层模拟器的每个牛 顿迭代，通过确定相应一个或多个油井119的泄油体积111中的多个 网格块103的每个或者其至少相当一部分的动态网格块压力的孔隙 体积平均数，来计算一个或多个油井119的每个的静态井压(框170)。

按照本发明的一个实施例，一个或多个油井119的每个的所估计 静态井压是按照下列计算所确定的相应有效泄油体积的所估计平均 静态井压(p_static)：

p_static＝[Sum(Vp(k))*P(k)]÷Sum(Vp(k))

其中：

k表示有效泄油体积中的所有网格块，

Vp(k)是有效泄油体积中的网格块k的孔隙体积，

P(k)是网格块k的动态压力，以及

Sum是求和算子。

有利的是，按照本发明的示范实施例的这种计算机实现方法能够 与一个或多个计算机数据库进行通信，以便存储由与这种计算机实现 方法关联的第一、第二或第三计算机过程的一个或多个所使用的数 据。具体来说，计算机实现方法能够包括例如下列步骤：经由第一计 算机过程将多个流体通量向量107存储在第一数据库92中；经由第 二计算机过程将一个或多个所确定泄油边界112存储在第二数据库 94中；经由第三计算机过程将泄油体积111的一个或多个所计算估 计存储在第三数据库96中；经由第三计算机过程将一个或多个动态 网格块压力存储在第四数据库98中；以及经由第三计算机过程将一 个或多个油井119的多个静态井压存储在第五数据库99中。

如图7可能最佳所示，按照本发明的另一个实施例的计算机实现 方法能够包括例如对于一个或多个油井119的每个执行下列步骤：在 沿油井119的对应一个或多个油井段117的一个或多个泄油平面115 的每个与相邻网格块103的对应多个界面处的每个来计算多个流体 流动通量向量107(框121’)。步骤还能够包括执行下列步骤，由此 确定油井119的泄油体积111的各泄油边界110：选择油井119的一 个或多个泄油平面115供流体流动通量分析(框181)；遍历沿定义从 相应泄油平面115上的相应钻孔网格块113延伸的多个四通道120的 平面上的四个垂直方向的每个所定位的多个网格块103的每个(框 183)，同时跟踪沿每个相应通道120所定位的多个网格块103的每个 的多个所计算流体流动通量向量107的每个的符号；监测或另外比较 沿相应通道120所定位的多个网格块103的每个的流体相位通量的幅 值与相应泄油平面115的钻孔网格块113处的对应流体相位通量的幅 值；以及确定沿从相应泄油平面113上的相应钻孔网格块113所延伸 的相应通道120所定位的多个网格块103的每个的距离。

如果流体流动通量107的符号发生变化(框185)，则沿相应通道 120的相应网格块103的位置(根据需要例如为其界面或中心)被认为 是相应泄油平面115的泄油边界112的位置(参见框187)。如果不是 的话，则该过程将沿相应通道120所定位的相应网格块103的流体相 位通量的幅值和相应泄油平面115的钻孔网格块113处的对应流体相 位通量的幅值的比率与预先选择极限进行比较(框191)。

如果被评估的网格块103的相位通量的比率确定为低于设置极 限(框191)，则沿相应通道120的相应网格块103的位置被认为是相 应泄油平面115的泄油边界112的位置(框187)。如果不是的话，则 该过程将沿相应通道120所定位的相应网格块103的距离与预先选择 最大距离进行比较。

如果被评估的网格块103的距离确定为处于或高于预先选择极 限(框193)，则沿相应通道120的相应网格块103的位置被认为是相 应泄油平面115的泄油边界112的位置(框187)。如果不是的话，则 该过程继续遍历沿从相应泄油平面115上的钻孔网格块113延伸的相 应通道120所定位的多个网格块103的每个(框195)，同时跟踪沿相 应通道120所定位的相应网格块103的所计算流体流动通量向量107 的符号，监测或另外比较相应网格块103的流体相位通量的幅值与相 应泄油平面115的钻孔网格块113处的对应流体相位通量的幅值，以 及确定相应网格块103的距离。

按照示范配置，一旦全部四个通道已经遍历完成(框197)，如果 尚未存储，则该过程存储位置数据并且继续进行。具有这种数据，该 过程能够通过运行下列步骤继续进行：响应泄油平面115所确定泄油 边界112而确定各油井119的泄油体积111的估计，由此识别包含在 相应泄油体积111中的储层101的网格块103(框140’)；确定油井 119的泄油体积111中包含的网格块103的每个的动态网格块压力(框 160’)；以及确定油井119的泄油体积111中包含的多个网格块103 的每个、至少充分子集的动态网格块压力的孔隙体积平均数，由此定 义油井119的所估计静态井压(框170’)。

除了对单个储层模拟器起作用之外，本发明的实施例还能够有益 地应用于并行储层模拟器。例如，如图8可能最佳所示，储层模拟器 /模拟中的并行化方案能够包括将整个域分解为包括XY平面的一部 分以及例如近似泄油体积盒111的所有关联层118的一组三维盒 201。采用并行化方案的各个实施例能够经由例如能够使用标准消息 传递接口(MPI)协议执行的过程间通信在所有处理器32之间共享油 井相关信息。在多个处理器32之间共享油井相关信息的情况下计算 泄油体积111时产生的主要困难之一是在计算泄油体积中由于在遍 历跨不同处理器32的通道时沿X和Y方向的通量遍历而产生的困 难。

有利地，本发明的示范实施例例如通过在达到处理器32的域边 界203的外限时记录标识、距离和方向数据，同时从沿X或Y方向 的钻孔网格(单元)块113开始之后在泄油平面112、如XY平面上进 行遍历，并且将这种数据与其它处理器32同步，来降低上述困难。 例如，按照本发明的一个实施例，如果沿任一个方向在泄油边界之前 达到处理器32的处理器域边界203，则遍历在当前过程中停止，以 及在处理器域边界203处的网格(单元)块103的标识和位置及其与特 定钻孔网格块113的关系能够在所有油井119的几个阵列中来捕获。 另外，还能够记录其中达到处理器边界的方向(X或Y)。随后，按照 本发明的一个实施例，能够执行使用MPI协议的单个集散操作，以 便使储层101中的所有油井119的所采集数据在所有处理器32上同 步。如果沿那个特定方向存在具有超过(cross)处理器边界203的泄油 边界112的至少一个油井119，则能够对各方向来建立循环长度等于 处理器32的数量的循环。因此，能够按照与更通常进行的完全相同 的方式在所有处理器32上进行(pick up)泄油边界搜索操作，但是仅对 于那个特定方向。也就是说，每当泄油边界112在特定方向溢出到相 邻处理器32时，能够执行集散操作。相应地，例如，本文所述的过 程能够持续到达到泄油边界112而没有超过处理器域边界203，或者 持续到覆盖整个储层域。

如图2、图4、图5、图13、图14、图15和图16可能最佳所示， 作为本发明的各个实施例的示例，对具有单个垂直井119的示范模拟 模型(参见例如图2、图4、图11、图13、图12和图14)、对具有以 不同速率进行生产的多个垂直井119的示范模拟模型(参见例如图15 和图16)以及对使用五百万个单元的断裂碳酸盐储层(fractured  carbonate reservoir)的实际现场模拟研究(参见例如图17、图18和图 19)来证明计算完全隐式储层模拟器的近似油井泄油压力的计算机实 现方法。例如考虑从按照例如图4和图5所示的储层分布的大三维储 层101产生的单个垂直井119。在这个具体示例中，55×55×6网格 与Δx＝Δy＝200m的恒定架空网格大小(constant aerial grid size)配合使 用，其中垂直层厚度分别为10、10、15、15、25、25英尺。另外， 这个示范模拟中的初始储层压力设置为大约4000psi，并且储层模拟 基于对于测试运行高于其泡点生产，其中油粘度大约为0.5cp。为了 这个示范模拟，在所有层118中完成的垂直井119放置在模型储层 101的中间。使油井119的恒定生产率为10000B/D，为期一年。图4 例如示出因均质和各向同性三维储层中的这种恒定生产率引起的压 力分布。

参照图9，使用上述示范储层101，比较计算大三维储层中的单 个垂直井的油井泄油压力的常规方法，以便观察从压力内建测试所得 到的压力数据。如反映常规方法的结果的221处的下部虚线可能最佳 所示，这个示范油井119的静态井压在每个时间步长通过钻孔单元(其 中对油井进行钻孔的网格块)的网格块压力的孔隙体积平均数来得 到。若干时间间隔的实际静态井压通过在每月结束时模拟压力内建测 试来得到。油井关闭若干天，使得孔隙体积平均油井块压力没有发生 变化。这些值被假定为静态井压，并且相应地绘制为图9的233处的 上部线条。

图9的检查揭示，示出使用常规方法所计算的单个垂直井的近似 油井泄油压力以及使用模拟压力内建测试所计算的实际静态井压的 曲线221、223相差大约100psi。总之，如果孔隙体积平均钻孔网格 块压力用作按照常规方法的静态井压的代理(proxy)，则所产生历史匹 配误差会相当大--在这种情况下，与实际静态井压相比高达100 psi。使用常规方法，如上所述，为了将模拟静态井压(221处的下部 线条)与实际观测静态井压(223处的上部线条)进行匹配，必须操作诸 如储层的渗透性之类的实际数据值，以便迫使数据大致匹配实际静态 井压。在这个示例中，如图10可能最佳示出，将渗透性与六的因子 相乘，以便设法引起历史匹配，虽然是不切实际的。也就是说，虽然 数据操作产生公平匹配，但是在模拟中的储层的所产生渗透性是不正 确的，并且相应地可产生气油储量(GOR)、含水率和实际储层情况的 相似行为的不同现场性能结果。

相反，如图11可能最佳所示，按照本发明的一个示范实施例的 方法还应用于上述示范单个垂直井119，以便提供比较结果。按照本 发明的示范方法，在各时间步长从通量图所计算的有效泄油体积111 中的网格块的网格块压力用于计算图11中示为225的实线的泄油体 积平均静态井压。还示出使用常规方法所计算的静态井压，例如在图 11中示为227的虚线。如图11所示，常规方法过低预测静态井压， 而按照本发明的实施例的示范方法计算大约100psi的高许多的静态 井压。为了检验按照本发明的实施例的示范方法的正确性，作为模拟 的一部分，将示范油井关闭数天，如图12可能最佳所示。在图12中 看到，以223所示的关闭静态井压特别接近以225所示的通过按照本 发明的实施例的示范方法所计算的压力，由此指示按照本发明的实施 例的示范方法正确地计算静态井压，而无需最终引起增加的不准确性 和不切实际储层模型的任意校正因子。注意，如图9-10所示，按照 这个特定情况，为了使用采用常规方法所计算的静态井压来检验作为 预测模型的储层模拟器的有效性，模型的渗透因子必须与六的因子相 乘，成为三达西的新值，由此创建处于实际观测的静态井压的8psi 之内的静态井压历史匹配。在不同的一组条件下，预计将需要确定和 应用某个其它因子。

按照本发明的示范实施例，流线能够在模拟运行期间从一个或多 个所计算通量图来生成。流线例如能够在了解油井泄油体积111的边 界中是有益的。图13例如示出以上详细描述的示范单个垂直井119 的流线231。另外，图13示出用于计算油井119的泄油体积平均压 力的近似泄油面积体积盒(在顶层118)。注意，图13所示的泄油面积 基于油通量衰落到位于图中心的钻孔网格块(单元)113处的油通量的 值的5％。图14示出X方向油通量轮廓233，它示出例如用于(跟踪) 确定图13所示的近似泄油体积盒的流体流动通量的衰落。另外，图 12示出按照本发明的一个示范实施例的静态井压历史匹配。以223 所示的所观测静态井压为了这个示例目的而在将油井关闭一天的同 时使用赫诺曲线从模拟压力内建数据来计算。能够看到，以225所示 的按照本发明的一个实施例的所计算静态井压接近匹配所观测静态 井压，并且因此不需要渗透性修改因子来创建准确模拟静态井压以便 进行历史匹配。

类似地，当按照本发明的实施例的方法应用于在同一储层产生的 多个油井时，能够取得有益结果。图15例如示出在同一示范模型储 层101中进行操作的五个不同不对称定位的示范生产井119。示范油 井119在所有层118中垂直完成，并且对于油井119以1600B/D、2100 B/D、2000B/D、3200B/D和1600B/D的油率进行生产。通过按照本 发明的示范实施例的方法所估计的泄油平面115上的泄油面积110在 图中作为举例还经由加阴影示出，并且按照与各泄油面积110关联的 特定油井119，各分别标记为P00、P01、P02、P03和P04。在图15 中还绘制流线231，以便示出与各泄油平面115关联的泄油。更具体 来说，图中所示并且以二维表示油井119的每个的相应泄油面积110 的矩形盒由流线231来支持，流线231在超过泄油面积110的外泄油 边界时指示油流动的方向。作为举例，应当注意，图中所示的泄油面 积110全部符合流线231。作为另一个示例，示出与图15所示的流 线231垂直并且指示空间的区域中的每一点处于相同电势的空间的 区域的等势线235的图16符合按照本发明的一个实施例对这个具体 示例所确定的泄油面积110。

如上所述，按照本发明的实施例的示范方法还能够例如在大断裂 碳酸盐储层中实现。例如，具有五百万个网格块单元的模拟模型能够 按照图17所列示的平均形成或矩阵、性质和网格大小来构成。相应 地，图18和图19各对于不同油井119示出使用常规方法以及按照本 发明的实施例的示范方法的静态井压的历史匹配。图18和图19中的 方形表示所测量油田性能，具体来说是图上部的产水量以及图下部的 静态井压。在图的下部，在241的下部线条表示基于按照常规方法的 静态井压的模拟器计算性能，而在243的上部线条表示按照本发明的 一个示范实施例所计算的静态井压。如图所示，按照常规方法所计算 的静态井压显著偏离以245所示的所测量静态井压。即，按照常规方 法所计算的静态井压过低预测油井的实际性能。相反，按照本发明的 各个实施例所计算的静态井压接近预测实际现场测量静态井压。因 此，显然，本发明的各个实施例有益地消除了对最终引起不切实际历 史匹配的不切实际渗透修改的需要。

本发明的各个实施例提供下列主要有益效果：(1)与实际观测现 场数据静态井压相比，对于所计算静态井压，它们能够产生比常规方 法更准确的结果；(2)它们对于完全隐式模拟器是节省成本的，因为 本发明的实施例利用作为完全隐式模拟器过程的一部分、在每一个时 间步长的每一个迭代跨单元边界已经计算的相位通量；(3)它们适用 于油田模拟，同时防止引入不切实际渗透性修改；(4)它们并不局限 于任何特定油井形状；以及(5)当泄油体积跨越多个处理器域时，通 过在过程之间传递数据，它们能够有利地应用于并行模拟器环境。

重要的是要注意，虽然在全功能系统的上下文中描述了本发明的 实施例，但是本领域的技术人员会理解，本发明的至少部分的机构和 /或其方面能够采取有形计算机介质中存储的计算机可读程序产品以 及包括或另外包含各种形式的指令供在处理器等等上执行的计算机 可读介质的形式来分发，以及本发明同样适用，而与用于实际执行分 发的信号承载介质的特定类型无关。注意，计算机可读程序产品能够 采取微码、程序、例程和符号语言的形式，它们提供控制硬件的机能 并且指导其操作的有序操作的特定集合，这是本领域的技术人员已知 和了解的。计算机可读介质的示例包括但不限于：诸如只读存储器 (ROM)、CD-ROM和DVD-ROM或者电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)之类的非易失性硬编码类型的介质、诸如软盘、硬盘驱动 器、固态硬盘驱动器、硬盘RAID、直接附连存储装置、CD-R/RW、 DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+R/RW、闪速驱动器、存储棒、 HD-DVD、微型光盘、激光盘、蓝光盘和其它更新类型的存储器之类 的可记录类型介质以及诸如本领域的技术人员已知和了解的能够存 储指令的数字和模拟通信链路之类的传输类型介质。例如，这类介质 能够包括与储层建模程序产品50相关的操作指令以及按照以上所述 的方法的各个实施例、用于确定储层101中的一个或多个任意形状的 油井119的多个近似静态井压的方法步骤的计算机可执行部分。另 外，如上所述，图1示意所示的储层模拟器计算机30能够表示计算 机或计算机集群或计算机群(computer farm)，而并不局限于任何单独 物理计算机。计算机的数量连同关联存储容量及其架构和配置能够基 于系统的使用、需求和容量要求来增加。另外要注意，处理器32并 不局限于任何单个处理器或处理器类型，而是能够包括任何数量的中 央处理单元、微处理器、图形处理单元、数字信号处理器、网络处理 器、协处理器、数据处理器、音频处理器以及能够评估计算机可读指 令的其它任何电子电路，这是本领域的技术人员已知和了解的。还要 注意，存储器40能够包括本领域的技术人员已知的易失性和非易失 性存储器，其中包括例如RAM、ROM和磁或光盘，只例举几个。

在附图和说明书中，公开了本发明的典型优选实施例，并且虽然 采用具体术语，但术语仅用于描述性方面，而不是用于限制。具体参 照这些各个所示实施例相当详细地描述了本发明。但是将会显而易见 的是，可在以上说明书所述以及所附权利要求书所定义的本发明的精 神和范围之内进行各种修改和变更。