[發(fā)明專利]一種基于線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的油氣田注采產(chǎn)量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111019970.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN113722999A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅怡雯;田志欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中地金石科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F17/11;G06F17/16;G06K9/62;G06F113/08;G06F119/10
• 代理公司: 北京沁優(yōu)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11684
• 代理人: 田婕

本發(fā)明提出了一種基于線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的油氣田注采產(chǎn)量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法。該方法針對(duì)注水驅(qū)動(dòng)為主要方式的低滲油氣田。該方法包括：基于水驅(qū)油氣田整個(gè)儲(chǔ)層的控制物質(zhì)平衡方程，建立起線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(LDS)產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型；利用EM方法對(duì)所述LDS產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型中的模型參數(shù)做出估算；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的整理與劃分，將數(shù)據(jù)集按照一定比例劃分為訓(xùn)練集與測(cè)試集；所述模型參數(shù)的初始化以及參數(shù)計(jì)算，整合預(yù)測(cè)結(jié)果并計(jì)算相對(duì)誤差。該方法中LDS產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型中隱變量的引入更好的表征了實(shí)際生產(chǎn)中的注采關(guān)系，可以對(duì)低滲油氣藏的月產(chǎn)量做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種基于線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的油氣田注采產(chǎn)量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

水驅(qū)法是油氣藏開發(fā)過(guò)程中應(yīng)用較為廣泛的一種方法。在對(duì)低滲油氣藏中水驅(qū)采氣采油的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)時(shí)，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法，如水驅(qū)特征曲線法、物質(zhì)平衡方程預(yù)測(cè)法、油藏?cái)?shù)值模擬法等在低滲儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)效果不是很理想，主要原因?yàn)椋簜鹘y(tǒng)方法主要適用于高滲儲(chǔ)層，不能表征出低滲儲(chǔ)層中長(zhǎng)期存在的瞬態(tài)流。目前低滲油氣藏存在廣泛且儲(chǔ)量豐富，對(duì)其產(chǎn)量的預(yù)測(cè)是今后的研究重點(diǎn)。

在以注水為主要生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)方式的油氣田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的領(lǐng)域中，目前應(yīng)用較廣泛的為A.A.Youself與P.Gentil等人2005提出的電容模型(CM)，該模型是在AlejandroAlbertoni與Larry W.Lake提出的井間連通性模型的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。電容模型量化了直井之間的連通性，同時(shí)考慮了儲(chǔ)層中巖石壓縮性和流體傳輸性，更好地解釋了注入速率與生產(chǎn)速率之間的變化關(guān)系。Feilong Liu與Jerry M.Mendel等根據(jù)測(cè)得的產(chǎn)量與注入速率數(shù)據(jù)，使用擴(kuò)展的卡爾曼濾波器(EKF)預(yù)測(cè)了多個(gè)注入井和單個(gè)生產(chǎn)井之間的注采關(guān)系(IPR)，該研究利用連續(xù)時(shí)間單峰函數(shù)來(lái)模擬注入井和生產(chǎn)井之間的瞬間沖激響應(yīng)，通過(guò)該方法可以表征出注入生產(chǎn)井之間流體的流動(dòng)行為。Mohammad Soroush在傳統(tǒng)電容模型的基礎(chǔ)上考慮了生產(chǎn)操作對(duì)最終產(chǎn)量的影響。Zequn Zhang與Heng Li等人在2015擴(kuò)展了電容模型，并建立了多層電容電阻模型(MLCRM)用于預(yù)測(cè)分層油藏中的水驅(qū)性能，同時(shí)應(yīng)用集合卡爾曼濾波(EnKF)方法估算多層電容電阻模型(MLCRM)中每一層的連通系數(shù)和井指數(shù)。現(xiàn)有技術(shù)中很少有將線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(LDS)用于油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，檢索公開專利僅獲得一種用于油氣井鉆井過(guò)程的溢漏風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同監(jiān)測(cè)方法(202110160988.8)，屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域與本發(fā)明要應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域差別明顯。

上述現(xiàn)有技術(shù)中模型普遍存在共同的缺點(diǎn)：參數(shù)不能通過(guò)數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)得到，需要事先將這些參數(shù)設(shè)置為固定值，這通常會(huì)降低預(yù)測(cè)精度，尤其是在低滲油藏中。除此之外，現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)水驅(qū)油氣藏中流體的瞬間流動(dòng)做出較好的表征，不能較好的解決低滲水驅(qū)油氣藏中產(chǎn)量精確預(yù)測(cè)的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有的方法無(wú)法解決低滲水驅(qū)油氣藏中產(chǎn)量精確預(yù)測(cè)的技術(shù)問(wèn)題，提供一種基于線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的油氣田注采產(chǎn)量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的油氣田注采產(chǎn)量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟S1：基于水驅(qū)油氣田整個(gè)儲(chǔ)層的控制物質(zhì)平衡方程，建立起線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(LDS)產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型；

步驟S2：利用EM(Expectation Maximization，期望最大化)方法對(duì)所述線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(LDS)產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型中的模型參數(shù)做出估算；

步驟S3：動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的整理與劃分，將數(shù)據(jù)集按照一定比例劃分為訓(xùn)練集與測(cè)試集；

步驟S4：所述模型參數(shù)的初始化以及參數(shù)計(jì)算，整合預(yù)測(cè)結(jié)果并計(jì)算相對(duì)誤差；

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，在所述步驟S1中，在所述水驅(qū)油氣田的開采過(guò)程中，所述整個(gè)儲(chǔ)層的控制物質(zhì)平衡方程為：