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基于代理模型的致密油气藏历史拟合及产能不确定分析

田伟东  
【摘要】:历史拟合作为油藏数值模拟过程中最为关键的环节,是一个通过动态资料及数值模拟方法对油藏再认识的过程。自动历史拟合技术能够弥补人工历史拟合的随意性、盲目性和主观性,但其拟合精度与时间成本是不可兼顾的矛盾。代理模型方法作为工程设计中常见的模型简化手段,能够平衡拟合精度与时间成本之间的矛盾。本文针对历史拟合中的多目标优化问题,建立基于径向基函数的代理模型,并以帕累托最优作为优化准则,提出了五种加点策略来历史拟合。针对Griewank与Sphere函数,比较代理模型算法与传统算法在单目标与多目标优化问题中的表现,结果表明代理模型算法在优化精度与时间成本上均优于传统算法,其中以随机扰动策略为最优。针对裂缝性致密油藏特征模型,建立了嵌入式裂缝模型,主要确定了6个不确定参数和日产油、日产水等多个目标函数;研究了超参数对拟合精度的影响,从而得到最佳径向基函数类型、候选点数量、响应面准则权重与扰动范围乘数;比较了不同加点策略,结果表明随机扰动效果最优;与传统优化算法相比,代理模型算法的拟合精度更高、时间成本更低;最后采用代理模型对致密油藏进行产能不确定性分析,确定了P10,P50和P90的累积产油量和产水量。针对实际油藏,采用Petrel建立了地质模型,拟合15口井20年的生产数据,确定了45个不确定参数与日产油,日产水两个目标函数,利用代理模型算法进行自动历史拟合研究,采用随机扰动算法,经过500次迭代,拟合误差为3.36%,满足矿场实际要求,并开展了实际油藏产能不确定性分析。研究表明,采用代理模型算法开展历史拟合研究,较传统算法有着更高的拟合精度,更低的时间成本;五种加点策略中,以随机扰动策略和遗传算法策略为最佳。该方法可以用于不同类型油藏的历史拟合或是其他相关的石油工程方案优化设计。


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