[发明专利]一种基于线性动态系统的油气田注采产量动态预测方法

说明书

本发明提出了一种基于线性动态系统的油气田注采产量动态预测方法。该方法针对注水驱动为主要方式的低渗油气田。该方法包括：基于水驱油气田整个储层的控制物质平衡方程，建立起线性动态系统(LDS)产量预测模型；利用EM方法对所述LDS产量预测模型中的模型参数做出估算；动态数据的整理与划分，将数据集按照一定比例划分为训练集与测试集；所述模型参数的初始化以及参数计算，整合预测结果并计算相对误差。该方法中LDS产量预测模型中隐变量的引入更好的表征了实际生产中的注采关系，可以对低渗油气藏的月产量做出较为准确的预测。

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，更为具体地，涉及一种基于线性动态系统的油气田注采产量动态预测方法。

背景技术

水驱法是油气藏开发过程中应用较为广泛的一种方法。在对低渗油气藏中水驱采气采油的过程进行动态预测时，传统的动态预测方法，如水驱特征曲线法、物质平衡方程预测法、油藏数值模拟法等在低渗储层的预测效果不是很理想，主要原因为：传统方法主要适用于高渗储层，不能表征出低渗储层中长期存在的瞬态流。目前低渗油气藏存在广泛且储量丰富，对其产量的预测是今后的研究重点。

在以注水为主要生产驱动方式的油气田生产动态预测的领域中，目前应用较广泛的为A.A.Youself与P.Gentil等人2005提出的电容模型(CM)，该模型是在AlejandroAlbertoni与Larry W.Lake提出的井间连通性模型的基础上发展而来的。电容模型量化了直井之间的连通性，同时考虑了储层中岩石压缩性和流体传输性，更好地解释了注入速率与生产速率之间的变化关系。Feilong Liu与Jerry M.Mendel等根据测得的产量与注入速率数据，使用扩展的卡尔曼滤波器(EKF)预测了多个注入井和单个生产井之间的注采关系(IPR)，该研究利用连续时间单峰函数来模拟注入井和生产井之间的瞬间冲激响应，通过该方法可以表征出注入生产井之间流体的流动行为。Mohammad Soroush在传统电容模型的基础上考虑了生产操作对最终产量的影响。Zequn Zhang与Heng Li等人在2015扩展了电容模型，并建立了多层电容电阻模型(MLCRM)用于预测分层油藏中的水驱性能，同时应用集合卡尔曼滤波(EnKF)方法估算多层电容电阻模型(MLCRM)中每一层的连通系数和井指数。现有技术中很少有将线性动态系统(LDS)用于油气开采技术领域，检索公开专利仅获得一种用于油气井钻井过程的溢漏风险协同监测方法(202110160988.8)，属于钻井技术领域与本发明要应用的技术领域差别明显。

上述现有技术中模型普遍存在共同的缺点：参数不能通过数据学习得到，需要事先将这些参数设置为固定值，这通常会降低预测精度，尤其是在低渗油藏中。除此之外，现有技术不能对水驱油气藏中流体的瞬间流动做出较好的表征，不能较好的解决低渗水驱油气藏中产量精确预测的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有的方法无法解决低渗水驱油气藏中产量精确预测的技术问题，提供一种基于线性动态系统的油气田注采产量动态预测方法。

本发明是通过下述技术方案实现：一种基于线性动态系统的油气田注采产量动态预测方法，包括以下步骤：

步骤S1：基于水驱油气田整个储层的控制物质平衡方程，建立起线性动态系统(LDS)产量预测模型；

步骤S2：利用EM(Expectation Maximization，期望最大化)方法对所述线性动态系统(LDS)产量预测模型中的模型参数做出估算；

步骤S3：动态数据的整理与划分，将数据集按照一定比例划分为训练集与测试集；

步骤S4：所述模型参数的初始化以及参数计算，整合预测结果并计算相对误差；

在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤S1中，在所述水驱油气田的开采过程中，所述整个储层的控制物质平衡方程为：