基于集合卡尔曼滤波的裂缝性页岩气藏数据同化方法研究

发布时间：2020-07-07 18:20

【摘要】：储层地质参数的准确表征,是精确模拟储层流体流动与传输的关键。页岩气藏储层内大量发育天然裂缝,对裂缝的识别则尤为重要。但常规测井、取芯中获取的裂缝信息具有极大不确定性,由此会导致裂缝系统模拟的误差,进而引发生产预测偏差。集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter,EnKF)是一类能够有效利用油藏动态信息降低地质属性不确定性的数据同化方法(又称自动历史拟合、油气藏参数反演)。通过取油气藏观测数据作为约束,EnKF可以实时更新储层内静态、动态参数,逼近真实储层参数分布情况。本文考虑了EnKF参数更新特点,并结合页岩气藏裂缝模拟的特殊要求,出基于双孔双渗模型(Dual Porosity Dual Permeability,DPDP)的EnKF页岩气藏数据同化方法,并对方法的有效性、先验信息影响性以及实际应用效果行了研究。在EnKF/DPDP有效性验证部分。本文出通过序贯高斯模拟与布尔随机方法,分别对基质、裂缝系统进行集合属性参数随机建模,并建立不确定性定量述。利用Python编程语言耦合Eclipse油藏模拟器,执行EnKF预测与参数更新步骤。试验结果表明,EnKF/DPDP具有极强约束效果,后验模型的参数不确定性急剧下降,并能很好估计出参考模型中裂缝、基质系统参数分布形态,对生产历史数据也有精准的拟合效果。在裂缝先验信息影响分析部分。本文采用了3类裂缝模型进行随机裂缝建模:确定性大尺度裂缝、全局随机裂缝以及局部簇状随机裂缝。研究通过控制先验裂缝信息集的裂缝类型与数量,对信息缺失下的同化效果进行了分析。试验结果表明,在不使用裂缝信息(转而采用连续性参数随机建模方式)时,EnKF/DPDP依然具有较强约束效果。但随着裂缝信息逐步加入,拟合效果与参数估计精度会逐级增强。而在裂缝类型影响上,局部簇状随机裂缝对同化结果的影响更大。在EnKF/DPDP应用性研究中。通过对Haynesville页岩区块一口多级压裂水平井进行数据同化工作,实时更新其压裂区域渗透率与压力敏感曲线。试验结果表明,EnKF/DPDP能很好估计水平井压裂改造的质量,并对生产中的裂缝闭合过程有很好述,同时对水平井生产历史数据也有很好的拟合效果。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE377
【图文】：

管理流程图,管理流程图,实时优化,油气藏

而其核心在于智能井，油气藏生产中的动态数据通过井内传感器实，经由自动数据传输系统（如卫星系统）进入地面控制中心，再通时优化管理技术”同化数据并优化决策，最后再通过井内控制阀l Control Valves）对井控参数（井底流压或产量等）自动调控，以此能化开发。本世纪初，荷兰皇家壳牌 70 口智能井在油气增产降低开抢眼，仅 12 个月就创下 2,000,000 美元额外净产值。Shell 公司认为田环境，智能井带来的收益不等，而一以贯之智能井技术的新油气较高。就一般性而言可将最终采收率的百分比高 8 个点，产量本降低 20%，并省下 75%计划与决策时间，更能降低油气藏开发风。该技术的运用对指导页岩气的高效开发具有极强启发意义。气藏数据同化工作是实现油气田闭环管理生产最优化的关键（见图优化算法，实时集成井下传感器采集的油气藏动态数据（如压力、产新油气藏先验模型参数。经更新修正的油气藏后验模型，能在对油动态数据的匹配度上大幅高。同时随着集合中参数的更新，降低确定性程度，并为后期储层优化方案的实施建立基石。

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（MINC）方法[18-19]；（4）多重基质模型[20-22]；（5）离散裂缝模型[2细节如下：效连续介质模型效连续模型首先由 Snow（1968）出[23]。此后 Wu（2000）等[15]件表征不同类型等效连续体模型，如等温流动，流体和热传导的耦多相流。在等效连续介质模型中，裂缝多孔介质被认为是连续介质多性质（例如方向，位置，渗透率，孔隙度等）被平均化处理进整。该方法专注于研究多孔介质宏观流动特性，而不考虑单根裂缝中。这种方法在页岩气藏模拟中尚未得到广泛应用，因为它不易获得，而且太过概念化。Moridis 等人（2010）建立了考虑多组分气体吸页岩气藏模拟模型[25]。Cipolla 等（2009）以及 Cheng（2012）在等，页岩气储层是离散的，裂缝的特征被表述为网格单元中的单平面网络系统[26-27]。散裂缝模型

示意图,双重介质模型,示意图

中国石油大学（北京）硕士学位论文用基于 Delaunay 三角剖分的基质裂缝系统非结构化网格。形态明确的实体。Baca 等人（1984）出一种使用 DFM 的二维模型[28]。Juanes 等人（2002）使用有限元 DFM 研究了缝储层中的流动[29]。Karimi-Fard 等人（2003）出一种使构化网格的简化离散裂缝模型，该模型可用于二维和三维0]。Gong（2008）出了一个使 DFM 能够适用于油藏尺度工质模型裂

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