(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110606435.0 (22)申请日 2021.05.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113255221 A (43)申请公布日 2021.08.13 (73)专利权人 中国石油大 学 （华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 刘昕　白雨昊　宫法明　吴春雷　 牛庆威　张如玉　 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 20/00(2019.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01)(56)对比文件 CN 107491794 A,2017.12.19 CN 104732 279 A,2015.0 6.24 US 20210 03727 A1,2021.01.07 AU 202010140 6 A4,2020.08.20 审查员 周辉 (54)发明名称 一种基于元胞自动机推演的井间连通性分 析方法与装置 (57)摘要 本发明提供了一种基于元胞自动机推演的 井间连通性 分析方法， 本发明的基于元胞自动机 推演的井间连通性分析方法， 根据井间连通性问 题设置元胞自动机模型， 并根据生产时期的不 同， 分别设置不同的推演规则和推演步长。 针对 测井数据、 录井数据、 生产数据、 数模数据(每层 79*96共111层的网格空间)， 通过数据预处理之 后， 对元胞自动机模型进行初始化， 并按照预先 设定的推演规则进行推演， 每一步的推演结果会 都会实时展示， 以供使用者针对井间连通性问题 进行分析。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 113255221 B 2022.11.25 CN 113255221 B 1.一种基于元 胞自动机推演的井间连通 性分析方法， 包括以下步骤： A、 在进行元胞自动机推演之前， 需对已经获取的各小层的数值模拟网格数据进行预处 理， 以此提高推演模块处 理数据和执 行推演的效率；  预处理的步骤 包括： (1)将每一层的数模网格(79行96列)数据单独形成一个数据文件， 每个文件需要包含 每个网格节点的相关属性； (2)对所有节点的每个属性值的单位进行设置， 以提高推演的效率；  含水饱和度、 孔隙 度和净毛比采用百分比的形式， 渗透率单位 为md， 压力单位 为kPa深度单位 为m； (3)对数据进行异常值处 理、 缺失值 填充， 格式统一； B、 构建元胞自动机模型时， 选择油田中的小层作为研究对象， 并将其抽象成二维元胞 空间， 对元胞空间进行矩形划分后， 以空间内的每一个网格作为元胞节点， 设定其上下左右 周围共计8个相邻元胞作为该元胞的邻居， 构建该元胞节点的邻域；  以含油饱和度表征元 胞的状态， 将含油饱和度、 孔隙度、 渗透率等参数设定为元胞节点的属性， 根据生产数据、 测 井数据、 录井数据等对含油饱和度进行分析， 并根据含油饱和度变化趋势与实际开发情况 设定推演规则， 对指定小层的含油饱和度变化趋势进行推演， 通过含油饱和度的变化分析 井间连通 性问题； C、 针对井间连通性问题， 根据实际开发情况、 生产数据、 地质图件等资料反映出来的含 油饱和度变化规律设置推演规则， 推演含油饱和度的变化情况。 推演规则需要符合总体思 路并且根据生产时期的不同进行不同的设置与调整； 所述的推演规则的总体思路包括： ①驱动力来自压力 差或是注水井 ②状态改变需要满 足约束条件， 如压力差、 孔隙度、 渗透率等方面， 其严苛程度反映了发生变化的难易 ③每次 迭代发生状态转换的规模是有限的， 这个规模的阈值会根据产油量与注水量的记录来设 定， 且整体的规模可以随着开发程度的提高而增大； 具体规则设置如下： (1)发生状态变化需要先验证是否满足约束条件； (2)当邻域中存在邻居元胞为注水井时， 设定元胞节点发生含油饱和度的下降， 状态变 为含油饱和度更低一级的状态； (3)当周围存在n个邻居元胞的含油饱和度比该元胞节点的含油饱和度高一级或者与 其同级时， 设定该元胞节点的含油饱和度在下一时刻仍然保持不变， 不同的含油饱和度等 级以及不同的开发阶段需要对应不同的n； (4)当周围存在m个邻居元胞的含油饱和度比该元胞节点的含油饱和度低一级时， 发生 含油饱和度下降， 设定该元胞节点的含油饱和度在下一时刻变为更低一级的状态， 不同的 含油饱和度等级不同的开发阶段需要对应不同的m； D、 基于预处理完毕的数据和建立好的元胞自动机模型， 对元胞自动机进行初始化， 并 按照预先设定好的推演规则以及约束 条件进行推演， 整个过程中实时可视化含油饱和度的 演变， 为分析井间连通 性提供简洁直观的参 考； 所述的约束条件是指两方面的约束： 一是推演的每次迭代所对应的现实时间， 这将影 响推演的每一步结果以及 整个推演进程； 二是由于生产时期不同， 用来驱油的注入物不同， 故不同的时期需要对应不同的初始状态以及推演规则； 所述的初始化元胞自动机是指， 在油田的指定区块选择二维平面代表油田中的某一小权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113255221 B 2层， 将其作为元胞空间， 并对其进行矩形划分， 元胞节点分布于元胞空间上， 每个元胞位于 元胞空间的一个网格上， 对应实际位置上 的一片区域， 并用含油饱和度表征元胞节点的状 态， 附加孔隙度、 渗透率、 压力、 深度等参数作为元胞节点的属性， 参与到推演过程中， 每个 元胞节点的属性设置要与 A中数据文件的实际信息相对应； 将含油饱和度按0.2的间隔划分 为五个区间， 元胞状态取值于含油饱和度的区间集合{0 ‑0.2， 0.2‑0.4， 0.4‑0.6， 0.6‑0.8， 0.8‑1}共计5种状态； 将与该元胞相邻的上下左右周围共计8个元胞节点作为该元胞的邻居 (即Moore型邻居)； 根据实际开 发情况、 生产数据、 数值模拟模型等设定推演规则。 按照上述 步骤构建一个(元胞节点， 元胞空间， 元胞状态， 推演规则)结构的元胞自动机模型， 对含油 饱和度的变化趋势进行推演， 反映油水分布情况， 为分析井间连通 性问题提供参 考与指导。 2.根据权利要求1所述的一种基于元胞自动机推演的井间连通性分析方法， 其特征在 于， 所述的步骤A中， 所述的网格节 点相关属性是指： ①该节点在网格中的坐标(X,Y) ②该节 点的含水饱和度 ③该节点的孔隙度 ④该节点的渗透率 ⑤该节点的ntg值 ⑥该节点的压力。 3.根据权利要求1所述的一种基于元胞自动机推演的井间连通性分析方法， 其特征在 于， 所述的步骤B中， 所述的元胞节 点属性是指： ①坐标(X,Y) ②元胞状态 ③含水饱和度 ④孔 隙度⑤渗透率⑥ntg值⑦压力⑧深度⑨元胞节点的ID。 4.一种基于元 胞自动机推演的井间连通 性分析装置， 包括以下模块： 数据预处理模块： 针对已经获取的111个层的79*96 网格的数据， 在进行分析之前， 本模 块对获取 的原始数据进行预处理， 以此提高推演模块处理数据和执行推演的效率， 减少后 期程序推演的计算 量； 模型构建模块： 基于井间连通性问题， 本模块按照元胞自动机的思想构建模型；  采用 二维平面作为元胞 空间， 并进 行矩形划分， 每个矩形网格代表一个元胞节点， 以含油饱和度 作为状态， 孔隙度、 渗透率、 压力等作为属性， 邻居形式采用Moore型邻居， 应用推演规则设 置模块对推演规则进 行设定， 元胞节点的属性设置要与数据预 处理模块生成的初始数据相 对应， 通过 元胞自动机推演模块 来推演含油饱和度的变化趋势； 推演规则设置模块： 针对井间连通性问题， 根据实 际开发情况、 生产数据、 地质图件等 资料反映出来的含油饱和度变化规律设置推演规则， 推演含油饱和度的变化情况；  根据不 同的生产阶段对推演规则进行修改与微调， 使推演规则与该生产阶段生产实际情况相对 应； 元胞自动机推演模块： 基于预处理完毕的数据和建立好的元胞自动机模型， 对元胞自 动机进行初始化； 与用户进 行交互， 设置推演的时间步长、 初始状态、 生产时期等约束 条件， 按照元胞自动机工作原理对含油饱和度变化趋势实施推演， 并实时可视化展示含油饱和度 的变化， 反映油水分布情况， 为分析井间连通 性问题提供参 考与指导。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113255221 B 3