突破传统模式、打破思维定式 ，初谈油气藏数值模拟技术新发展

--- Petrel RE 油气藏数值模拟环境的技术优势

作者：SIS-RE Team

油气藏数值模拟技术作为剩余油分布研究、开发方案设计与生产动态跟踪的不可或缺工具的这一认识已经得到几乎所有国际/国家石油公司一致认同。但是，传统中，纷繁的数据处理、迟滞的流程操作、反复的地质认识、复杂的历史拟合与繁冗的结果分析让每一个油气藏工程师时常感到疲惫与无奈，甚至是“人比黄花瘦”；而随着技术的发展与油气藏开发的不断深入，老油田已经开始进入高含水期，常规天然气藏水淹程度逐渐加重，致密油气藏以页岩油气藏开始规模化，这就要求更高效的数值模拟环境与先进的油藏工程方法，更准确、更实用、更快捷地进行油气藏综合研究，从而最大化采收程度与经济效益。

Petrel RE 不是一个独立的软件，是Petrel 地学平台中的油藏工程领域，其界面风格及设计理念与Petrel 软件完全一致，在继承了其强大的数据统计、地质成图、对比分析与三维显示功能同时，扩展了更多的专业化应用，而这些应用技术紧随着油气藏研究的先进性与前瞻性。本文就谈一下Petrel RE 中诸多的专业实用技术以及其高效性。

一、油藏数值模拟节点控制技术

Petrel RE 油气藏数值模拟环境提供了模板化的、全可视化的无缝工作流，同时可以对每一步操作进行节点控制与质量约束，确保地质模型与油藏模型、完井方式与生产动态、地质认识与参数修改的一致性，将不确定性研究与历史拟合拟合、油藏生产优化完美统一。

二、地质模型网格化与粗化技术

每一个油藏工程师是可能都有这样的经历：为什么我们的油藏模型与地质模型总有很大的粗入呢？其实答案很简单，我们都忽视了地质模型到油藏模型这一过程中的质量控制，你可能淡化或模糊了断层特征，你可能没有逐层逐面地进行沉积相对比，你可能忽视了统计学的对比，可能没有对渗透率使用基于流动的粗化技术，你也可能没有进行质点运移时间的验证。而这些，在Petrel RE 中都可以帮你轻松的实现，从而确保油藏模型与地质模型的高度一致性。

三、 井轨迹设计与控制技术

相信你一定曾经羡慕地质工程师完美的新井轨迹设计，而你却在油藏模型中一个一个网格的计算着，而心中还在嘀咕：我的井设计有说服力么？而现在，这仅仅是在Petrel 界面上点一点鼠标的事情了。Petrel RE 中提供了强大的筛选功能，可以帮助你快速找到剩余油富集区，快速定义靶点，优选新井轨迹，并进行工程上的防碰设计与狗腿度约束。

四、水平井井下控制工具与完井技术

从2000 年以后，水平井、大位移井、超长水平井以及多分枝井技术得到长远发展；同时诸多的完井技术与井下控制工具技术也随之诞生。为了更好的模拟这些井的生产特征，则要使用ECLIPSE 中先进的MSW 多段井技术，而清晰描述流体在井筒与ICD 内运移途径则是至关重要。Petrel RE 在Well Engineering 中增加了诸多的井下设备，用户可以直接在界面上交互式设计与添加，同时自生成ECLIPSE MSW 多段井模型。

五、水平井多级压裂模拟技术

当前，致密油气与页岩油气研究越来越深入，而作为这类油气开发不可或缺手段之一就是水平井多级压裂技术。水平井压裂模拟也一直数值模拟中较为复杂的问题。Petrel RE 中提供了全新的射孔完井事件，用户可根据完井层段进行局部网格加密；也可以根据压裂时泵入曲线与地应力参数关系生成PEBI 网格式体积裂缝；也可以根据为地震监测数据进行裂缝属性建模来描述裂缝发育程度；同时Petrel RE 也提供了全区压裂模拟的方法，考虑裂缝方向、裂缝长度、宽度及渗透率，自动识别压裂影响范围，计算井生产指数及网格传导系数。

六、基于地质认识的历史拟合技术

曾经，油气藏数值模拟技术一度被认为是“数学”游戏，其实这是由于传统的历史拟合方法中对地质模型的修改不当而形成的错误认识。比如，对于水体，我们往往只能数网格方式进行添加或赋值，但是这种方法复杂不说，也不能保证笔直的水平面，从而造成水体运移规律认识不足；再比如，对于局部网格属性修改，只能按“箱子-BOX”模式进行修改，也就形成许许多多“方形”补丁，而并不能真正反映井间的地质认识。而在Petrel RE 中现在可以直接利用“罗盘”添加水体；根据地质认识，更新局部模型；利用过滤筛选功能修改区域属性。

七、不确定性分析与优化技术

不确定性分析与优化技术一直是一个前瞻型的话题，而在风险评估与提高采收率中中扮演着十分重要的角色。Petrel 中提供了多种正交试验设计取样方法，可以进行储量的多重实现计算与不确定性分析，从而得到储量的P10/ P50/ P90 结果；而Petrel RE 中继承并发展了这一功能，此时的不确定性参数不仅仅包含了地震、地质上的，也包含了油藏上的，如水体大小、相对渗透率曲线、断层传导率等；同时Petrel RE 提供了先进的遗传算法作为辅助历史拟合手段；不仅仅如此，Petrel RE 也提供了开发方案中生产优化算法，如最大化采收率、最大化累计采油量。

八、岩石力学与流固耦合技术

近几年来，储层岩石力学越来越受到地质师与油藏工程师的重视，如钻井中的井壁稳定性问题、生产中的储层物型变化问题、注水与注气过程中断层与盖层封闭性问题以及水力压裂过程中裂缝拓展问题。Petrel RE 中提供了Petrel Geomechanics 岩石力学环境，可以帮助用户建立岩石力学网格模型，进行岩石力学属性赋值，利用VISAGE 有限元岩石力学模拟器计算初始应力场，从而研究水平最大主应力与水平最小主应力大小、方向；同时VISAGE 可以与ECLIPSE 有限差分数值模拟器进行双向无缝耦合，从而研究生产过程中储层物性（渗透率、孔隙度）变化与地层变形程度。

九、生产解释（RTA）技术

从Petrel 2014.5 开始，Petrel RE 中提供了更多生产分析功能与技术，这里的生产解释RTA 技术可以帮助用户分析并得到关键性的油藏参数，如表皮、渗透率、井生产指数以及裂缝导流能力、半缝长等；尤其是在致密油气藏、页岩油气藏开发早期阶段进行快速开发方案设计优化研究。

十、 基于Ocean 自主开发技术

每一个油公司都自己专业的认识或技术，Petrel 向所有的用户开放了Ocean 开发框架，用户可以将独有的技术移植到Petrel 平台上，使其成为Petrel 平台的一部分，从而达到工作流上的一致性，形成更为完美的地质油藏解决方案。截至目前，斯伦贝谢www.ocean.slb.com网站上已经有上百余个插件，而这些插件很多都是由第三方公司研发的，同时可以被所有用户试用或购买。

Petrel RE 优势技术远不止于此，这里只是列举了10 个典型的应用事例，还有更多的技术，比如流线模拟技术与黑油模拟技术之间的无缝转换、注水井与采油井剖面上含油饱和度动态变化显示等，所有这些对于从事数值模拟工作的油藏工程师来说无疑是非常有帮助的、更高效的。

最后想再强调一点，Petrel RE 只是Petrel 平台上的油藏工程领域的简称。基于Petrel 平台，斯伦贝谢提供了完善的地震解释-地震反演-地质建模-岩石力学-数值模拟-生产优化的一体化研究工作流，这将势必大大提高油气藏勘探开发研究的效率与精度，满足当前油气藏开发的大趋势。