本發(fā)明屬于油藏開發(fā)中流線計算領(lǐng)域，具體涉及一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法。

背景技術(shù)：

1、油藏開發(fā)中井網(wǎng)的合理布置是提高采收率和優(yōu)化資源配置的關(guān)鍵因素。然而，在斷層復雜的地質(zhì)條件下，井網(wǎng)設(shè)計面臨較大挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在井流線容易穿越斷層區(qū)域，造成流體采收效率下降，甚至可能引發(fā)油氣泄漏或井間干擾等問題。傳統(tǒng)的井網(wǎng)設(shè)計多依賴經(jīng)驗或規(guī)則布置，缺乏系統(tǒng)的斷層規(guī)避計算方法，無法全面考慮斷層的空間影響?；诖耍_發(fā)一種高效、精確的斷層規(guī)避計算方法，在油藏井網(wǎng)設(shè)計中實現(xiàn)合理布井、避開斷層至關(guān)重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法。通過對油藏中的流線進行模擬和優(yōu)化，在井網(wǎng)布局中避開斷層區(qū)域，實現(xiàn)油藏的高效開發(fā)。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，所述方法包括如下步驟：

4、（1）使用地震和地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)建立三維油藏地質(zhì)模型，采用delaunay三角剖分技術(shù)得到網(wǎng)格化的油藏模型；

5、（2）基于地下流體的滲流方程進行流線模擬，在所述網(wǎng)格化的油藏模型中生成油藏井網(wǎng)的流線分布；

6、（3）判斷流線與斷層的接觸風險，并計算流線的規(guī)避路徑；

7、（4）采用模擬退火算法進行井位優(yōu)化調(diào)整，以確保流線和斷層不相交；

8、（5）進行流線驗證，如果通過驗證，輸出流線結(jié)果；如果流線驗證不通過，返回步驟（4）。

9、進一步地，步驟（1）具體為：

10、使用地震數(shù)據(jù)及地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，建立油藏區(qū)域的三維油藏地質(zhì)模型；三維油藏地質(zhì)模型中的斷層結(jié)構(gòu)通過多邊形邊界表征；

11、采用delaunay三角剖分技術(shù)將三維油藏地質(zhì)模型中的油藏劃分為規(guī)則的網(wǎng)格單元塊，得到網(wǎng)格化的油藏模型；

12、在所述網(wǎng)格化的油藏模型中標記斷層的位置。

13、進一步地，步驟（2）中，以井間壓力差驅(qū)動的地下流體的滲流方程為基礎(chǔ)進行流線模擬，在所述網(wǎng)格化的油藏模型中生成油藏井網(wǎng)的流線分布，具體步驟包括：

14、（2.1）使用滲流控制方程建立壓力場分布：

15、；

16、其中，是散度算子，k為滲透率張量，p為壓力，是壓力梯度，q為源匯項；

17、根據(jù)油井位置，時設(shè)置相應(yīng)井為注入井，時設(shè)置相應(yīng)井為生產(chǎn)井，斷層處設(shè)定滲透率值；

18、（2.2）利用速度場計算流體質(zhì)點的流動軌跡，計算得到從每一井位置發(fā)出的流線分布，流線方程為：

19、；

20、其中，v是達西速度，，k為滲透率張量，為流體粘度，是壓力梯度；

21、（2.3）在斷層區(qū)域，通過局部調(diào)整滲透率的大小來調(diào)整流線的流動方向。

22、進一步地，步驟（3）包括如下步驟：

23、（3.1）對任意兩井的位置，根據(jù)有效射孔深度得到四個垂直于平面的三維坐標點，進而得到兩井間流線對應(yīng)的平面方程：

24、；

25、其中，為兩井間流線對應(yīng)的平面的法向量，d1是常量；

26、x，y，z分別代表三維坐標軸中的x軸，y軸，z軸；

27、（3.2）對于斷層面采用以下平面方程表示：

28、；

29、其中，為斷層面對應(yīng)平面的法向量，；d2是常量；

30、（3.3）使用交點判斷法，先通過聯(lián)立兩個平面方程求出交線方程，然后判斷交線是否與兩個四邊形的邊相交，如果相交，則判定相應(yīng)流線與斷層存在接觸風險；

31、（3.4）對于與斷層存在接觸風險的流線，采用角度偏轉(zhuǎn)法對流線方向進行調(diào)整，使流線遠離斷層區(qū)域；

32、計算流線偏轉(zhuǎn)角度的公式為：

33、；

34、其中，，n為斷層法向矢量；

35、（3.5）采用路徑平滑算法bezier曲線對流線調(diào)整后的路徑進行光滑處理。

36、進一步地，步驟（4）包括：

37、（4.1）定義井位優(yōu)化的目標函數(shù)f，以最小化井與斷層的接觸距離和最大化采收效率：

38、；

39、其中：為井流線與斷層的距離懲罰項；為井間干擾度；為采收效率相關(guān)系數(shù)；、、為權(quán)重系數(shù)；i表示一組井或者一口井；

40、（4.2）執(zhí)行模擬退火算法，設(shè)置初始溫度，隨機擾動井位，接受優(yōu)良解，逐步降溫，最終得到最優(yōu)井位；

41、（4.1）根據(jù)優(yōu)化結(jié)果進行調(diào)整；并計算調(diào)整后井位的流線分布，確保流線和斷層不相交。

42、進一步地，步驟（5）中，所述流線驗證是通過流體模擬分析步驟（4）中優(yōu)化后的井網(wǎng)的流線分布，如果流線與斷層間構(gòu)成的兩個三維平面不相交，則判斷規(guī)避成功，通過驗證；如果流線與斷層間構(gòu)成的兩個三維平面相交，則判斷規(guī)避不成功，流線驗證不通過，返回步驟（4）。

43、進一步地，步驟（5）還包括通過驗證進行三維油藏地質(zhì)模型更新。

44、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

45、本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)化的、基于數(shù)值模擬的斷層規(guī)避計算方法，本發(fā)明提供的方法使用多邊形邊界精確表征斷層結(jié)構(gòu)，通過?delaunay?三角剖分技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)格化油藏模型，能細致呈現(xiàn)斷層的多種空間特性。同時，在網(wǎng)格化油藏模型中對斷層區(qū)域的滲透率、孔隙度進行差異化設(shè)置，更真實地模擬斷層作為流體屏障或?qū)Я魍ǖ赖奶匦?，為后續(xù)精確的流線模擬和斷層規(guī)避計算提供了堅實基礎(chǔ)。

46、本發(fā)明提供的方法采用流線模擬，以井間壓力差驅(qū)動的流體流動方程為基礎(chǔ)，在計算過程中充分考慮斷層處滲透率變化對速度場的影響，能夠準確模擬出在斷層區(qū)域流線模擬過程中出現(xiàn)的速度場突變，并通過局部調(diào)整滲透率來合理調(diào)整流線的流動方向，從而生成更符合實際油藏情況的流線分布。

47、本發(fā)明通過精確計算流線與斷層的最近接觸距離，采用交點判斷法判斷流線與斷層是否相交，并結(jié)合角度偏轉(zhuǎn)法和路徑平滑算法優(yōu)化流線路徑，有效避免了高風險流線與斷層的接觸，提高了井網(wǎng)布局的合理性和穩(wěn)定性。

48、本發(fā)明運用模擬退火算法實現(xiàn)路徑優(yōu)化和井位調(diào)整，通過定義包含井與斷層接觸距離、井間干擾度和采收效率等多因素的目標函數(shù)，實現(xiàn)了對井位的科學優(yōu)化，確保井位分布在滿足斷層規(guī)避要求的同時，最大化采收效率，這是現(xiàn)有技術(shù)難以企及的。

技術(shù)特征：

1.一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，其特征在于，步驟（1）具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，其特征在于，步驟（2）中，以井間壓力差驅(qū)動的地下流體的滲流方程為基礎(chǔ)進行流線模擬，在所述網(wǎng)格化的油藏模型中生成油藏井網(wǎng)的流線分布，具體步驟包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，其特征在于，步驟（3）包括如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，其特征在于，步驟（4）包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，其特征在于，步驟（5）中，所述流線驗證是通過流體模擬分析步驟（4）中優(yōu)化后的井網(wǎng)的流線分布，如果流線與斷層間構(gòu)成的兩個三維平面不相交，則判斷規(guī)避成功，通過驗證；如果流線與斷層間構(gòu)成的兩個三維平面相交，則判斷規(guī)避不成功，流線驗證不通過，返回步驟（4）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法，其特征在于，步驟（5）還包括通過驗證進行三維油藏地質(zhì)模型更新。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于油藏開發(fā)中流線計算領(lǐng)域，具體涉及一種油藏井網(wǎng)流線斷層規(guī)避計算方法。所述方法包括如下步驟：（1）使用地震和地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)建立三維油藏地質(zhì)模型，采用Delaunay三角剖分技術(shù)得到網(wǎng)格化的油藏模型；（2）基于地下流體的滲流方程進行流線模擬，在所述網(wǎng)格化的油藏模型中生成油藏井網(wǎng)的流線分布；（3）判斷流線與斷層的接觸風險，并計算流線的規(guī)避路徑；（4）采用模擬退火算法進行井位優(yōu)化調(diào)整，以確保流線和斷層不相交；（5）進行流線驗證，如果通過驗證，輸出流線結(jié)果；如果流線驗證不通過，返回步驟（4）。本發(fā)明提供方法通過對油藏中的流線進行模擬和優(yōu)化，在井網(wǎng)布局中避開斷層區(qū)域，實現(xiàn)油藏的高效開發(fā)。

技術(shù)研發(fā)人員：程浩然,孟堯,趙光,孫露洋,趙紅杰,于凱
受保護的技術(shù)使用者：青島科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6