油藏数值模拟进展.ppt

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1、第一章油藏数值模拟进展油藏数值模拟的基本概念80年代的油藏数值模拟进展90年代的油藏数值模拟进展第一节油藏数值模拟的基本概念一、定义油藏数值模拟就是用数值的方法来解油藏中流体（相或者组分）渗流的偏微分方程组。所谓数值方法是一种近似的解法，即用离散化的方法把连续函数转变成离散函数，用计算机来求解。通常用的方法有有限差分法，也可用有限元法和谱分析方法，但大多使用有限差分法。而材料力学用有限元法，天气预报用谱分析方法。二、内容建立数学模型建立数值模型建立计算机模型建立计算机模型建立数值模型建立数学模型1.建立数学模型2.建立数值模型通过离散化

2、，将连续的偏微分方程组转换成离散的有限差分方程组，再用多种方法将非线性系数线性化，成为线性代数方程组，然后求解线性代数方程组即建立一套描述油藏中流体渗流的偏微分方程组，包括初、边值问题。偏微分方程组线性代数方程组得到压力、饱和度等有限差分方程组离散化线性化解方程组3.建立计算机模型将资料（静、动态）的输入，系数矩阵和常数项的形成，多种解法和结果的输出等，编制成计算机程序。数值模拟的关键是计算的精度和速度。由于计算的精度取决于离散的程度，但离散的程度又决定了计算的速度。这是一对矛盾，要根据解决问题的需要而选择离散化程度和计算速度。三、用途

3、油藏描述油藏动态预测驱油机理研究1.油藏描述油藏描述是油田开发的基础，是一项系统工程，由多学科各种方法联合研究的结果。油藏数值模拟作为一种方法，在油藏描述中起了一定的作用。1)孔隙结构研究~10μm级利用CT、核磁共振、图象分析仪、微观驱油机理、毛管压力实验等进行研究2)岩石物理性质研究~cm级利用油层物理实验室进行Ф、K、S、kr等研究。3)测井研究~m级利用测井方法进行Ф、K、S等研究。4)井间地震研究1~100m级利用井间地震进行油层连续性、油层厚度等研究。5)井间监测m~1000m利用试井和示踪剂等方法来研究主力油层的、k、s

4、等。6)数值模拟网格10m~1000m将上述研究的Ф、K、S等参数填入数值模拟网格。7)油藏数值模拟1000m~10000m利用油藏数值方法研究油藏中的P、S分布。8)小井距生产试验区如大庆、孤东等小井距研究弹性驱、水驱和各种提高采收率的开发规律。2.油藏动态预测1)油藏动态预测的步骤为：选择模型输入资料灵敏度试验动态预测历史拟合静态动态Kr、Cfw、PQO,Qw,Qg,QlPwf2)在油藏开发的不同阶段，利用数值模拟进行动态预测，有不同的用途规划方案开发方案提高开发效果方案调整方案开发前期开发初期开发中期开发后期3.油藏驱油机理研究1

5、)层内油水运动机理研究油水运动的作用力：驱动力：重力：毛管力：各种层状非均质亲油油层的水驱特征：正韵律正韵律0L凹反韵律0反韵律L凸2)层间堵塞的油水运动机理调剖堵水渗滤面调剖近井地带调剖远井地带调剖选择性堵水非选择性堵水防止底水锥进的隔板3)化学驱对油水运动规律的影响活性剂驱聚合物驱碱驱混相驱四、国内外油藏数值模拟发展概况1.国外1)发展历史50年代数值模拟起步1953年美国G.H.Bruce等人发表了“孔隙介质中不稳定气体渗流的计算”。60年代黑油模型油、气、水三相和三组分，质量守恒。70年代初热采模型蒸汽驱和火烧油层，质量守恒＋能

6、量守恒。70年代末油、气、水三相和多组分，质量守恒＋相态软件油、气、水三相和各种化学物质组分，质量守恒＋化学反应组分模型化学驱模型80年代工业性应用，向综合性多功能模型发展。90年代工作站数值模拟。2、国内1)发展历史60˜70年代处于停顿状态。81˜85年起步阶段，引进国外软件。86˜90年将油藏数值模拟软件研制列为国家“七五”攻关项目。91˜95年推广使用，并继续引进国外先进软件。96˜成立软件中心，发展我国自己的软件。2)取得的主要成果具备一批国内、外先进软件黑油模型VIP（WesternAtlas);WorkBench(SSI)

7、热采模型STARTS(CMG)化学驱UTCHEM(UT）勘探开发一体化(CHINA)具备了研制数模软件的各种新方法全隐式自适应隐式隐式井底压力预处理共轭梯度法前后处理动态存储分配多模型一体化第二节八十年代油藏数值模拟进展八十年代，油藏数值模拟已经进入工业化应用阶段，随着工业化进程，即应用的拓宽和计算机的发展，则必然在模型、解法及前后处理等方面有较大的发展。归纳起来有十个方面进展。一、模型方面1.状态方程的组分模型该模型涉及到：组分模型：组分的质量守恒方程。状态方程：不同压力、温度下的相态.数值模拟将烃类组分的相态与地下的渗流力学问题有机

8、地结合起来。该模型可用于模拟：凝析气田开发；凝析气田的循环注气；回收气藏中的自凝析油；高收缩挥发性原油的开采；注co2或者N2的非混相驱或近混相驱；地下储气库；2.双重介质模型该模型涉及到：双孔单渗模型；双