计算机快速绘制水淹图技术研究

2022-09-11

水淹图是油田地质研究工作中经常用到的一种图件, 它能够反应某小层的具体水淹情况。对于油田高含水时期的研究分析工作具有指导意义, 是一种频繁使用的基础图件。目前绘制水淹图的方法多为手工劈分产量, 手工绘制图件, 这种方法工作量大, 耗费时间长, 图件精确度低, 这些缺点阻碍了水淹图的大规模应用。如何找到一种方法, 可以克服上述缺点, 快速方便的完成水淹图的绘制工作, 是我们一直研究的课题。电子计算机的发展、普及和大规模应用及Java编程语言、Oracle数据技术的逐步成熟, 为解决上述问题提供了一条可以探索的道路:一种以Oracle数据库作为数据存储的载体, 以Java语言作为劈分算法的实现语言, 以Surfer绘图软件作为成图工具的绘图方法。这套方法充分利用了计算机数据容量大, 处理速度高, 多媒体表现能力强等特点, 结合符合实际的产量劈分算法, 实现了快速绘制水淹图的目标。这套方法由数据存储模块、产量劈分模块和绘图模块三大模块所组成。

一、数据存储模块的设计

数据存储模块被设计用来存储产量劈分所使用的基础地质数据。采用I.R.Palmer方法并借助E-R图来设计数据库, 其设计过程主要分为逻辑设计与物理设计两部分。

1. 数据存储模块的逻辑设计

在逻辑设计过程中, 将数据库分为静态和动态两部份。静态部分映射了现实中的地质静态数据表, 表示了单井的静态数据。其中包括地层分层数据表、解释成果表、射孔井段数据和井底坐标数据四张数据表。这四张数据表都以“井号”作为唯一主键 (Primary Key) 来标示数据。以“解释序号”作为外键 (Foreignkey) , 使其成为各个表之间的联系与纽带, 串通整个静态表系统。动态部分映射了地质动态数据表, 表示了单井的动态数据, 主要是随时间变化的产量数据。其中包括单井基础表和单井月度数据表。动态部分和静态部分通过单井基础表中的“井号”作为连接主键, 充分满足了数据库设计中“第三范式” (Third Normal Form (3NF) ) 的要求。另外, 为了保护数据的安全性, 静态和动态部分的数据都是由对相应的数据表做“视图” (View) 而来, 这是因为在这个绘图系统中, 数据库中的数据都是只读数据, 程序没有向数据库中写回数据, 所以使用“视图”即满足了系统的应用, 同时也保护了数据的安全。

2. 数据存储模块的物理设计。

在物理设计过程中, 因为绘图系统是采用C/S模式进行单机部署, 所以我们将数据单独的存放与数据服务器中, 将其与现有的开发数据库和静态数据库相隔离, 并通过PL/SQL过程, 定时从开发数据库中抽取数据, 供本系统使用。

二、产量劈分模块的实现

产量劈分模块是计算机绘制油层水淹图技术的核心部分。产量劈分模块用JAVA编程语言写成, 其目的是通过计算机程序, 把数据存储模块中的数据进行处理, 把单井的累计产油量、累计产水量, 根据算法, 劈分到单层上, 从而确定单井在各个单层上的产量, 进而得出含水, 计算出含水饱和度和含油饱和度。

1. 产量劈分理论依据

首先根据单井的射孔数据, 判断出在某一个时间段内, 这口井开采的小层序号 (例如:d2|III|3) , 再把在这个时间段内这口油井的产油量、产水量归属在这个小层上, 当油井又射开了另一个小层时, 即认为之前开采的小层被封堵。通过进一步细化, 应用公式 (2) , 将劈分到小层上的产量, 根据百分比a, 继续劈分到各个单层上。从而在得到单井在某个单层上的产油量和产水量, 依据公式 (1) , 即可求出单井在此小层上的含水饱和度Sw。

如此计算虽然和生产的实际有误差, 但由于基础数据先天性的不足, 选择此种方法既贴近生产实际, 又简化了算法, 降低了计算机劈分产量的难度, 是一个很好的平衡点。

其中:Sw为单井含水饱和度;fw为单井含水。μ=Aμ0B, 此公式求得油层条件下的极近似的原油粘度与实际测定结果十分接近, 故可以采用, 其中A、B为经验值:A=10.715× (5.615R+100) -0.515;B=5.44× (5.615R+150) -0.338;R为气油比, 取值为:45;μ0为地面原油粘度, 取值为:500。A、B、R、μ0的值根据不同区块的实际情况而定。

其中:a为单层的厚度与渗透率之积占整个小层的百分比;HD为单层的厚度;STL为单层的渗透率;n为总的单层数量;j为第j号单层。

三、Surfer绘图模块

绘图模块使用Surfer绘图软件, 根据处理之后的数据, 按照“分类张贴图”到“等值线图”的顺序, 一次绘制图件, 经过叠加后, 即可形成某一区块在某个单层上的水淹图。

结论

计算机绘制油层水淹图这套方法, 是一个将数据库技术、编程语言和绘图软件三者相结合的方法。它充分利用了计算机可以海量存储数据、精确计算和表现力强的特点, 部分使用计算机代替了人来绘制水淹图, 基本满足了目前油田开采阶段, 频繁分析油层水淹状况的需求。但由于原始数据的限制, 使得对于不同的地质状况, 程序不能够采取更精确的算法进行计算, 这也是未来需要改进之处。

摘要：以计算机作为辅助工具, 由Oracle数据库, Java编程语言, Surfer绘图软件组成综合绘图平台。采用Oracle数据库存储原始地质数据, 使用Java语言, 按照产量劈分算法对数据库中的地质数据进行分析、整合和计算, 最终由surfer软件绘制成图, 从而实现快速绘制水淹图的目标。

关键词：水淹图,计算机辅助设计,JAVA,Oracle数据库