非均質(zhì)輸導(dǎo)層內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)通道的模擬方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非均質(zhì)輸導(dǎo)層內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)通道的 模擬方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著盆地有利區(qū)帶勘探程度的不斷提高，大多數(shù)構(gòu)造幅度較大、地震剖面上能明 顯識(shí)別的顯性構(gòu)造已基本落實(shí)，并且石油地質(zhì)評(píng)價(jià)有利的顯性圈閉大部分均已鉆探。相對(duì) 而言，受沉積體系、儲(chǔ)層巖性、物性橫向變化控制的巖性地層圈閉和油氣藏的識(shí)別與研宄已 逐漸成為油氣勘探、開(kāi)發(fā)的主要目標(biāo)。
[0003] 由于油氣二次運(yùn)移在孔隙介質(zhì)中呈現(xiàn)多相流動(dòng)現(xiàn)象，目前大多數(shù)的數(shù)值模擬方法 都是基于這一特點(diǎn)，將流體力學(xué)中的達(dá)西定律拓展，針對(duì)獨(dú)立相態(tài)流動(dòng)的滲流機(jī)理建立相 應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，給出相應(yīng)的邊界條件并求解，對(duì)恢復(fù)的油氣模擬系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并得到 其不同性質(zhì)流體的勢(shì)場(chǎng)，進(jìn)而指導(dǎo)油氣的勘探。這一套技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到油氣的勘探進(jìn) 程中。經(jīng)過(guò)近幾十年的完善，人們的認(rèn)識(shí)也在不斷深化，針對(duì)不同盆地類(lèi)型、地質(zhì)條件、孔隙 介質(zhì)、流體性質(zhì)的數(shù)學(xué)模型不斷被提出。這種基于多相滲流機(jī)理的模擬方法得到了很大的 發(fā)展，適用的范圍已大大的延伸。而且很重要的一點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)借助有限差分方程以及全隱 式方程組求解，這種模擬算法十分穩(wěn)定，可靠性高，兼容性強(qiáng)，是針對(duì)盆地規(guī)模的油氣早期 勘探的一種有效的方法。
[0004] 基于滲逾理論的數(shù)值模擬方法詳細(xì)研宄了在非均質(zhì)條件下的優(yōu)勢(shì)運(yùn)移路徑形成 機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了從油源到有利圈閉的優(yōu)勢(shì)路徑的直觀刻畫(huà)，開(kāi)拓了基于優(yōu)勢(shì)通道理論的數(shù)值 模擬方法的思路，豐富了人們對(duì)油氣聚集的模式的認(rèn)識(shí)。
[0005] 但這種用均質(zhì)滲流方法去還原非均質(zhì)中油氣運(yùn)移過(guò)程的方法，從機(jī)理上就存在不 足，無(wú)法真實(shí)模擬出油氣的優(yōu)勢(shì)通道。受滲透率非均質(zhì)的控制，油氣的運(yùn)移路徑難以有效預(yù) 測(cè)。從目前國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察到的結(jié)果來(lái)看，這種用均質(zhì)滲流方法去還原非均質(zhì)中油氣 運(yùn)移過(guò)程的方法，對(duì)油氣在非均質(zhì)輸導(dǎo)層中沿著低阻的優(yōu)勢(shì)通道運(yùn)聚的體現(xiàn)不足，預(yù)測(cè)精 度太低，無(wú)法相對(duì)精確的在有利區(qū)帶中預(yù)測(cè)有利圈閉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了提高優(yōu)勢(shì)通道模擬的預(yù)測(cè)精度，本發(fā)明提供了一種非均質(zhì)輸導(dǎo)層內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)通 道的模擬方法，所述方法包括：
[0007] S1 :獲取非均質(zhì)輸導(dǎo)層的流體勢(shì)圖像，并對(duì)所述流體勢(shì)圖像進(jìn)行網(wǎng)格化；
[0008] S2:在所述流體勢(shì)圖像中確定預(yù)設(shè)數(shù)量的網(wǎng)格為油源，并將所述油源作為當(dāng)前網(wǎng) 格；
[0009] S3:計(jì)算所述當(dāng)前網(wǎng)格與其相鄰網(wǎng)格之間的流體勢(shì)差，判斷所述流體勢(shì)差是否均 小于等于預(yù)設(shè)閾值，若所述流體勢(shì)差均小于等于預(yù)設(shè)閾值，則將當(dāng)前路徑保存至路徑集合 中，直接執(zhí)行步驟S5,否則執(zhí)行步驟S4 ;
[0010] S4:根據(jù)所述路徑集合及所述流體勢(shì)差計(jì)算油氣從所述當(dāng)前網(wǎng)格運(yùn)轉(zhuǎn)至各相鄰網(wǎng) 格的概率，根據(jù)概率從所述相鄰網(wǎng)格中隨機(jī)選擇一個(gè)相鄰網(wǎng)格，將當(dāng)前網(wǎng)格運(yùn)轉(zhuǎn)至該相鄰 網(wǎng)格記錄到當(dāng)前路徑中，并將該相鄰網(wǎng)格作為當(dāng)前網(wǎng)格，返回步驟S3;
[0011] S5 :清空當(dāng)前路徑，并將所述油源作為當(dāng)前網(wǎng)格，返回步驟S3,直至返回步驟S3的 次數(shù)滿足預(yù)設(shè)次數(shù)后，執(zhí)行步驟S6 ;
[0012] S6:計(jì)算所述路徑集合中各條路徑的優(yōu)勢(shì)通道系數(shù)，并將所述優(yōu)勢(shì)通道系數(shù)最大 的路徑作為優(yōu)勢(shì)通道。
[0013] 其中，步驟S3中，通過(guò)下式計(jì)算所述當(dāng)前網(wǎng)格與其相鄰網(wǎng)格之間的流體勢(shì)差，
[0015] 其中，i為當(dāng)前網(wǎng)格；j為當(dāng)前網(wǎng)格的相鄰網(wǎng)格；為當(dāng)前網(wǎng)格i與其相鄰網(wǎng) 格j之間的流體勢(shì)差；g為重力加速度；P 相鄰網(wǎng)格j的流體密度；Pi為當(dāng)前網(wǎng)格i的 流體密度；Ap為相鄰網(wǎng)格j與當(dāng)前網(wǎng)格i的壓力差；AZ為相鄰網(wǎng)格j與當(dāng)前網(wǎng)格i在所 述網(wǎng)格化的流體勢(shì)圖像中的高程差；〇為油水兩相界面張力％為相鄰網(wǎng)格j的孔隙半徑； 氏為當(dāng)前網(wǎng)格i的孔隙半徑。
[0016] 其中，步驟S4中，根據(jù)所述路徑集合及所述流體勢(shì)差通過(guò)下式計(jì)算油氣從所述當(dāng) 前網(wǎng)格運(yùn)轉(zhuǎn)至各相鄰網(wǎng)格的概率，
[0018] 其中，Pij(t)為從當(dāng)前網(wǎng)格i運(yùn)轉(zhuǎn)至相鄰網(wǎng)格j的概率；Tu(t)為從當(dāng)前網(wǎng)格i運(yùn) 轉(zhuǎn)至相鄰網(wǎng)格j的遺傳性函數(shù)；a為繼承啟發(fā)因子；0為流體勢(shì)啟發(fā)因子；allowed為與當(dāng) 前網(wǎng)格i相鄰的所有網(wǎng)格。
[0019] 其中，所述tij(t)通過(guò)以下公式計(jì)算獲得，
[0020] t(t) =t(〇)+M?At
[0021] 其中，t。(〇)為遺傳性函數(shù)的初始值，M為所述路徑集合中從當(dāng)前網(wǎng)格運(yùn)轉(zhuǎn)i至 相鄰網(wǎng)格j的次數(shù)，AT為遺傳性函數(shù)在一次轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的變化量。
[0022] 其中，步驟S6中，通過(guò)下式計(jì)算所述路徑集合中各條路徑的優(yōu)勢(shì)通道系數(shù)，
[0024] 其中，C為路徑的優(yōu)勢(shì)通道系數(shù)，N為該路徑中的網(wǎng)格數(shù)，2 〇u(t)為該路徑中各 相鄰網(wǎng)格之間的流體勢(shì)差的總和。
[0025] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種非均質(zhì)輸導(dǎo)層內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)通道的模擬系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0026] 網(wǎng)格化處理單元，用于獲取非均質(zhì)輸導(dǎo)層的流體勢(shì)圖像，并對(duì)所述流體勢(shì)圖像進(jìn) 行網(wǎng)格化；
[0027] 油源確定單元，用于在所述流體勢(shì)圖像中確定預(yù)設(shè)數(shù)量的網(wǎng)格為油源，并將所述 油源作為當(dāng)前網(wǎng)格；
[0028] 計(jì)算判斷單元，用于計(jì)算所述當(dāng)前網(wǎng)格與其相鄰網(wǎng)格之間的流體勢(shì)差，判斷所述 流體勢(shì)差是否均小于等于預(yù)設(shè)閾值，若所述流體勢(shì)差均小于等于預(yù)設(shè)閾值，則將當(dāng)前路徑 保存至路徑集合中，調(diào)用路徑清空單元，否則調(diào)用隨機(jī)選擇單元；
[0029] 隨機(jī)選擇單元，用于根據(jù)所述路徑集合及所述流體勢(shì)差計(jì)算油氣從所述當(dāng)前網(wǎng)格 運(yùn)轉(zhuǎn)至各相鄰網(wǎng)格的概率，根據(jù)概率從所述相鄰網(wǎng)格中隨機(jī)選擇一個(gè)相鄰網(wǎng)格，將當(dāng)前網(wǎng) 格運(yùn)轉(zhuǎn)至該相鄰網(wǎng)格記錄到當(dāng)前路徑中，并將該相鄰網(wǎng)格作為當(dāng)前網(wǎng)格，調(diào)用計(jì)算判斷單 元；
[0030] 路徑清空單元，用于清空當(dāng)前路徑，并將所述油源作為當(dāng)前網(wǎng)格，調(diào)用計(jì)算判斷單 元，直至調(diào)用計(jì)算判斷單元的次數(shù)滿足預(yù)設(shè)次數(shù)后，調(diào)用系數(shù)計(jì)算單元；
[0031] 系數(shù)計(jì)算單元，用于計(jì)算所述路徑集合中各條路徑的優(yōu)勢(shì)通道系數(shù)，并將所述優(yōu) 勢(shì)通道系數(shù)最大的路徑作為優(yōu)勢(shì)通道。
[0032] 其中，所述計(jì)算判斷單元通過(guò)下式計(jì)算所述當(dāng)前網(wǎng)格與其相鄰網(wǎng)格之間的流體勢(shì) 差，
[0034] 其中，i為當(dāng)前網(wǎng)格；j為當(dāng)前網(wǎng)格的相鄰網(wǎng)格；為當(dāng)前網(wǎng)格i與其相鄰網(wǎng) 格j之間的流體勢(shì)差；g為重力加速度；P 相鄰網(wǎng)格j的流體密度；Pi為當(dāng)前網(wǎng)格i的 流體密度；Ap為相鄰網(wǎng)格j與當(dāng)前網(wǎng)格i的壓力差；AZ為相鄰網(wǎng)格j與當(dāng)前網(wǎng)格i在所 述網(wǎng)格化的流體勢(shì)圖像中的高程差；〇為油水兩相界面張力％為相鄰網(wǎng)格j的孔隙半徑； 氏為當(dāng)前網(wǎng)格i的孔隙半徑。
[0035] 其中，所述隨機(jī)選擇單元根據(jù)所述路徑集合及所述流體勢(shì)差通過(guò)下式計(jì)算油氣從 所述當(dāng)前網(wǎng)格運(yùn)轉(zhuǎn)至各相鄰網(wǎng)格的概率，
[0037] 其中，Pij(t)為從當(dāng)前網(wǎng)格i運(yùn)轉(zhuǎn)至相鄰網(wǎng)格j的概率；Tu(t)為從當(dāng)前網(wǎng)格i運(yùn) 轉(zhuǎn)至相鄰網(wǎng)格j的遺傳性函數(shù)；a為繼承啟發(fā)因子；0為流體勢(shì)啟發(fā)因子；allowed為與當(dāng) 前網(wǎng)格i相鄰的所有網(wǎng)格。
[0038] 其中，所述tij(t)通過(guò)以下公式計(jì)算獲得，
[0039] t(t) =t(〇)+M?At
[0040] 其中，t。(〇)為遺傳性函數(shù)的初始值，M為所述路徑集合中從當(dāng)前網(wǎng)格運(yùn)轉(zhuǎn)i至 相鄰網(wǎng)格j的次數(shù)，AT為遺傳性函數(shù)在一次轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的變化量。
[0041] 其中，所述系數(shù)計(jì)算單元通過(guò)下式計(jì)算所述路徑集合中各條路徑的優(yōu)勢(shì)通道系 數(shù)，
[0043] 其中，C為路徑的優(yōu)勢(shì)通道系數(shù)，N為該路徑中的網(wǎng)格數(shù)，2