海上油田聚合物驱窜聚动态识别与优化控制研究

Dominant channel and high permeable bands during with the process of development in offshore oil field will aggravate reservoir heterogeneity and injection - production problem, consequently lead to polymer breakthrough, cross flow and reduction in polymer displacement efficiency. Thus, it plays a very important role in reducing the risk of polymer flooding in offshore oilfield to solve the dynamic prediction of polymer breakthrough and accurately identify dominant permeable channel, also, it is very import to optimize control method and increase sweep efficiency.The project focuses on the following research:1) consider the inter well connectivity unit as the object of the numerical simulation, build a new fast simulated calculation model of production dynamic of polymer flooding to predict water-oil production and polymer concentration index; 2) establish a method to history matching observed production data automatically with this simulation model, estimate the model parameters and characterize inter-well connectivity and dominant channel; 3) based on the reservoir information of automatic history matching, establish mathematic model for optimal control of polymer flooding to achieve the maximum benefit of the reservoir development. Iteratively optimize the object function of reservoir development benefit, and output the optimal method for controlling polymer breakthrough.

海上油田在开发过程中形成的优势通道和高渗透条带会加剧储层非均质性和注采矛盾，导致聚合物突进，发生窜流，聚合物驱油效率降低，针对海上油田进行聚合物驱窜聚动态预测，准确识别优势渗通道，并进行相应控制方案的优化，改善注采矛盾、提高波及效率，对于降低海上油田聚合物驱开发风险性具有十分重要作用。本项目重点进行以下研究：1）以井间连通单元为数值模拟对象，建立一种新的聚合物驱生产动态快速预测模型，预测油水产出动态和聚合物浓度等；2）以聚合物驱生产动态快速模拟计算模型为基础，建立自动历史拟合方法，通过拟合实际生产动态数据实现模型参数的自动反演，表征聚合物驱井间连通关系和优势窜聚通道；3）基于自动历史拟合反演的油藏信息，建立聚合物驱最优控制数学模型，以实现油藏开发效益最大化为目标，使用约束优化算法对开发效益目标函数进行迭代优化，输出最优窜聚控制方案。

聚合物驱是我国目前开展最为广泛的三次采油的技术，在陆上油田与海上油田均取得了较好的提高采收率效果。然而海上油田渗流系统的复杂性，储层非均质性强，导致聚合物注入的过程中发生严重的窜流，驱油效率降低，使得开发方案的制定更具风险性。为改善注采矛盾、提高波及效率，需要准确预测窜聚动态，识别优势渗通道，并进行相应控制方案的优化，对于降低海上油田聚合物驱开发风险性具有十分重要作用。在国家自然科学资金的资助下，针对以上问题的研究，取得的主要成果包括：1）基于井间连通性方法，考虑聚驱物化参数，以连通单元为模拟对象形成了聚合物驱生产动态快速预测模型及方法；2）建立了基于自动历史拟合的聚合物驱连通模型参数求解方法，有效的进行聚合物驱产聚动态预测和窜聚识别；3）建立了聚合物驱开发生产优化控制模型及求解方法，实现了注聚方案的快速自动优化；4）综合上述方法进行海上油田窜聚预测及生产优化控制研究，其中窜聚预测与实际现场结果具有较好的一致性，并结合相关参数总结出了相应窜聚特征；优化方案相比现阶段开发方案达到显著的降水增油效果，经济效益提高10%左右。本课题丰富了海上油田聚合物驱开发理论，为提高海上油田聚合物开发效果和油藏经营管理水平提供理论支持和技术储备。