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1、油气地质与采收率2002年10月PETROLEUMGEOLOGYANDRECOVERYEFFICIENCY第9卷第5期·油气藏工程·3油气藏数值模拟核心技术进展1)2)刘玉山杨耀忠1)胜利油田有限公司滨南采油厂;2)胜利油田有限公司地质科学研究院摘要:通过综合分析SPE油藏数值模拟国际学术研讨会文献,阐述了模型技术、网格技术、粗化技术、求解技术、精细模拟及全油藏整体模拟的发展现状及其在油气田开发生产中所起的作用,论述了当前国际油藏数值模拟发展的新领域、新方向。关键词:油气藏数值模拟;并行技术;网格粗化;自动历史
2、拟合中图分类号:TE319文献标识码:C文章编号:1009-9603(2002)05-0031-03服了流线模型只能计算单相流的缺陷,是传统模拟引言器的有效补充;黑油与组分混合模型为解决同一油藏不同部位采取不同开采方式的模拟提供了条件,美国石油工程师学会分别于1995,1997及如果在一个油藏顶部采用混相驱方式,就不必再在1999年在美国德克萨斯州圣·安东尼奥、达拉斯、休顶部开展混相驱模拟研究,这样就减少了边界流量斯敦举行第十三届、十四届、十五届SPE油藏数值取值不当引起的误差;非达西渗流模型则为井底周模拟专题
3、讨论会。该会议是两年一度的国际学术会围的非达西渗流提供了接近实际流态的数学模型,议,它代表着油藏数值模拟领域的世界最高水平。为气井生产动态及出水等动态的准确预测提供依参加会议的有英国、法国、美国、加拿大等20多个国据。家和地区的知名公司、研究院所、咨询公司以及斯坦油井的井筒流态复杂,是数值模拟研究的重点福、休斯敦、德克萨斯大学等,会议共发表论文152及难点。数值模拟权威人士Peaceman提出的井所篇,主要内容涵盖求解、并行模拟、模拟应用、井筒处在网格块等效半径的新公式使等效半径精度进一步理、粗化技术及地质统计
4、等,这些技术都反映了油藏提高,在稳态及拟稳态计算过程中取得了较好效果,模拟领域的最新进展。该公式还同时考虑了多井间的关系。对部分射开井模型的产能及流压计算,提出了直井、斜井及水平井1数学模型都适用的计算方法,并推导了水平井的完整水力学模型。对任意网格提出了井筒、井网格块与流动速1.1模型技术率的关系,为油藏模拟网格的剖分由矩形向不规则近年来,油藏模型得到不断发展和完善,提出了网格及任意网格的发展提供了条件。多孔介质中全隐式热采、多相流线、黑油与组分混合1.2网格技术[1～3]以及非达西渗流等模型,为稠油蒸汽驱精
5、确模随着三维地质模型的引入,网格技术已向精确拟、同一油藏不同开采方式的模拟提供了技术支持,化方向发展,目前主要有局部网格加密、角点网格、[4]是对传统模型适应矿场应用方面的重大技术改进。PEBI网格及网格的自动生成技术。角点网格、全隐式热采模型有效地提高了模型的精度,在模型PEBI网格可用于建立几何形状多变及被断层高度中用能量取代温度作变量避免了模拟过程中频繁开破坏的复杂断块油气藏,网格完全可以随断层走。关温度变量的不足,模型可以同时模拟注蒸汽、热水角点网格技术改变了矩形网格模拟断层只能以台阶甚至冷水,改善了传
6、统热采模拟的功能;多相流线模形式顺着网格走的情形,有效地改善了模拟精度,但型的提出既利用了流线模型快速计算的优点,又克其非正交特性严重影响了求解的精度;PEBI网格既收稿日期2002-03-19;改回日期2002-07-19。作者简介:刘玉山,男,工程师,1984年毕业于胜利石油学校采油工程专业,现从事油藏开发工作。联系电话:(0543)3461619,通讯地址:(256606)山东省滨州市滨南采油厂。3本文为中国石化集团公司”九五”重点科技攻关项目(P98040),该项目获2001年中国石化集团公司科技进步二
7、等奖·32·油气地质与采收率2002年10月[7]具有数学求解上要求的正交性,又可以使模拟网格(TVD)差分方法,其精度已通过解析解的对比验任意弯曲以模拟复杂的地质现象,能最大限度地接证,并在聚合物、水驱及示踪剂模拟实践中与其他数近油藏实际。对PEBI网格提出的离散方法、自动值方法进行了对比,其精度及稳定性都较高。在进生成方法及有限差分方式,避免了角点网格渗透率行聚合物模拟计算时其他方法的最大时间步长只有取值沿网格轴向确定的缺陷,使之应用于井轨迹曲0.363天,而TVD差分方法的最大时间步长可达率较大的井、地层
8、尖灭及倾斜断层等地质现象;针对7.26天;自动历史拟合方面提出的高斯牛顿法具有地质模型粗化提出了全张力渗透率有限差分方式,二阶收敛特性,它是一种修正的非线性回归方法,改这种差分方式使粗化模型与模拟模型的一致性得到变了以往自动历史拟合的线性收敛特性及过多的时进一步改进。间消耗。此外,新提出的油藏模拟线性化技术使得1.3粗化技术油藏模拟方程的非线性特性得到有效改善。该技术主要包括非均质油藏
