(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111428233.8 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 中国海洋石油集团有限公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北 大街 25号 申请人 中海石油 （中国） 有限公司天津分公 司 (72)发明人 吴春新　刘英宪　王少鹏　侯东梅　 马奎前　罗宪波　张宏友　邓琪　 刘美佳　原建伟　 (74)专利代理 机构 天津三元专利商标代理有限 责任公司 12 203 代理人 高凤荣 (51)Int.Cl. E21B 43/20(2006.01)E21B 43/30(2006.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法 (57)摘要 一种多层合采油藏水驱开发井网优化部署 方法， 采用以下步骤： 一： 对研究单元进行地质建 模； 二： 对油田的水驱油进行分解； 其是将三维驱 替过程转化为纵向水驱油和平面水驱油过程； 三： 设置纵向细分层系方案， 计算纵向矛盾程度； 四： 设置平面井网部署方案， 计算平面矛盾程度； 五： 对纵向和平面方案进行组合， 确定最优井网 部署方案。 本发 明不仅对不同纵向层系划分方案 和平面井网部署方案矛盾程度进行定量化； 而 且， 还确定了每个方案的总矛盾程度； 并根据单 井增油量的最小经济界限， 以确定最优的井网部 署方案； 同时， 还考虑了纵向划分层系和平面井 网部署对开发效果的影 响， 解决了多层合采油藏 水驱开发井网优化难的问题。 权利要求书4页 说明书12页 附图3页 CN 114198072 A 2022.03.18 CN 114198072 A 1.一种多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法， 其特 征在于， 采用以下步骤： 第一步： 对研究单 元进行地质建模； 第二步： 对油田的水驱油进行分解； 其是将三维驱替过程转化为纵向水驱油和平面水 驱油过程； 第三步： 设置纵向细分层系方案， 计算纵向矛盾程度； 第四步： 设置平面井网部署方案， 计算平面矛盾程度； 第五步： 对纵向和平面方案进行组合， 确定最优井网部署方案 。 2.根据权利要求1所述的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法， 其特征在于， 所述 第一步中， 研究单元为： 研究基础资料， 且研究基础资料为： 油田的钻井、 录井、 测 井以及地 震资料， 并多次随机建模后， 对 模型参数 取平均值作为推荐地质模型。 3.根据权利要求1所述的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法， 其特征在于， 所述 第二步中， 对油田的开 发过程进 行分解： 油田开 发为三维驱替过程， 而多层合采油藏水驱开 发剩余油主控因素， 能够分为层间差异型和平面动用不均型， 并根据剩余油主控因素， 将水 驱油的三维过程， 转 化为纵向水驱油过程和平面水驱油过程。 4.根据权利要求1所述的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法， 其特征在于， 所述 第三步中， 确定纵向的开 发层数， 根据推荐地质模 型计算每个层的平均渗透率， 并对每个层 依据渗透率进行从大到小排序， 排序前三分之一的层为高渗层， 排序后三分之一的层为低 渗层， 其余的层为中渗层， 求取高渗层、 中渗层和低渗层的平均渗透率； 并设置四套划分层 系方案， 方案一： 划分为一套层系， 高渗层、 中渗层和低渗层合采； 方案二： 划分为两套层系， 其中， 高渗层单采， 中渗层和低渗层合采； 方案三： 划分为两套层系， 其中， 低渗层单采， 高渗 层和中渗层合采； 方案四： 划分为三套层系， 其中的高渗层、 中渗层和 低渗层均单采； 采用等 压差的方式模拟方案中存在合采的水驱油过程， 定义了纵向矛盾系数定量表征了不同层系 划分方案的纵向矛盾程度； 如前所述方案一： 高渗层、 中渗层和低渗层合采， 方案二： 存在中 渗层和低渗层合采， 方案三： 存在高渗层和中渗层合采； 设置时间步长和单位时间步长的总 注水量， 计算初始时刻t＝0合采下 单层的含水率， t时刻含水率的数 学表达式为： 式中： i的取值为1、 2、 3， 其中， 1为高渗层， 2为中渗层， 3为低渗层； fwti为t时刻第i层的 含水率， ％； krwit为t时刻第i层的水相相对渗透率； μwi为第i层的水相 粘度， mPa.s； kroit为t 时刻第i层的油相 相对渗透率； μoi为第i层的油相粘度， mPa ·s； 计算t时刻合采层的平均含水率， 其表达式为: 式中： fwt为t时刻合采层的平均含水率， ％； hi为第i层的厚度， m； 若fwt大于等于98％， 停 止该合采方案模拟过程， 若fwt低于98％， 继续进入下一时刻的水 驱油过程模拟； 计算t时刻的合采下 单层的两相渗 流能力系数， 其表达式为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114198072 A 2式中： λit为t时刻第i层的渗 流能力系数， 10‑3μm2·m； Ki为第i层的平均渗透率， 10‑3μm2； 根据单层渗 流能力系数计算每 个层的注入量： 式中： Qi为单位时间步长第i层的注入量， m3； Qz为单位时间步长的总注水量， m3； 每个层的注采比为1.0， 计算下一时刻每 个层的含水饱和度： 式中： Swi(t)为t时刻第i层的含水饱和度； Swi(t+1)为t+1时刻第i层的含水饱和度； PVi 为第i层的孔隙体积， m3； 进入下一时刻水驱油过程模拟， 计算模拟停止时合采层平均含水饱和度， 其表达式为： 式中： Sw(tend)模拟停止时某一方案的平均含水饱和度， Swi(tend)模拟停止时第i层的平 均含水饱和度； 根据相渗曲线和油水粘度， 绘制不同含水饱和度 下的含水率曲线， 利用绘图法， 计算含 水98％时的含水饱和度Sw98％， 该值为各方案中单采层最终的含水饱和度； 计算纵向层系划分方案的纵向矛盾 系数， 其数 学表达式为： 式中： Sws为束缚水饱和度； 纵向矛盾系数表征的纵向矛盾程度， 其数值为0到1之间， 其 数值越小矛盾程度越高， 其数值 为1时表示 不存在矛盾。 5.根据权利要求1所述的多层合采油藏水驱开发井网优化部署方法， 其特征在于， 所述 第四步中， 采用如下步骤： ⑴对于推荐的地质模型纵向渗透率取平均值， 将纵向多层模型合并成单层模型； ⑵利用数值模拟计算初始时刻单个网格流量值， 按照从小到大对不同的流量值进行排 序； ⑶根据初始流量值排序结果， 按照数值将平面划分为三个区域， 这三个区域分别是高 流量区、 中流量区和低流量区； 其中， 低流量区的流量值排名在前三分之一， 高流量区的流 量值排名为后三分之一， 其余为中流量区； 并采用等压差的方式不同平面井网部署方案中 水驱油过程， 定义了平面矛盾 系数定量表征了不同层系划分方案的平面矛盾程度； 计算高流 量区、 中流 量区和低流 量区的孔隙体积； 计算初始时刻高流 量区、 中流 量区和低流 量区平均流 量， 数学表达式为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114198072 A 3