黑油模型入门指南
第六章 黑油模型(半隐式、全隐式和IMPIMS方法)
∂Τo δΡ∆Φ n ∂Ρ
(11)
式中 ∆Φ n = ∆Ρ n − ρ on g∆D
２.考虑毛管压力项Ｐc和流动系数项T的半隐式气组分和 水组分方程的左端项 • 气组分方程（8）的左端项 ∂Ρcgo n+1 n Ρcgo = Ρcgo + δS g ∂S g 代入方程（8）的左端项后，略去二阶小量后得： • 自由气
n n n
Τ 上式中， 0 , Ρ , ρ 0 为已知，变量为 δΡ, δS w , δS g 忽略二阶小量得
∆Τo
n+1
(∆Ρ
n +1
− ρ on g∆D ) = ∆Τo ∆Φ n + ∆Τo ∆δΡ + ∆
n n
∂Τ ∂Τ + ∆ o δS w ∆Φ n + ∆ o δS g ∆Φ（2）
∂ ∂ ＋qg = φ ρg Sg + φ ρgd Sg ∂t ∂t g cm3 ; 式中ρgd—溶解气密度 ，
(
)
(
)
• 水组分
w w w
Rso ρ gsc ρ gd = Bo
（3）
kk rw ∇ ⋅ ρ (∇ P w − ρ g ∇ D ) + q w = ∂ (φ ρ S w ) ∂t µw
∂Τo ∂Τ ∂Τ δΡ + o δS w + o δS g ∂Ρ ∂S w ∂S g
(10)
∂Τo kρ o ∂k ro = µ o ∂S w ∂S w ∂Τo kρ o ∂k ro = ∂S g µ o ∂S g
将（10）式代入（7）式的左端项
n ∂Τo ∂Τo ∂Τo Τo + ∆ δΡ + δS w + δS g [∆(Ρ n + δΡ ) − ρ o g∆D ] ∂Ρ ∂S w ∂S g ∂Τ ∂Τ n n n = ∆Τo ∆Ρ n + ∆Τo ∆δΡ − ∆Τo ρ on g∆D + ∆ o δΡ∆Ρ n + ∆ o δΡ∆δΡ ∂Ρ ∂Ρ ∂Τ ∂Τ ∂Τ ∂Τ n n − ∆ o δΡρ o g∆D + ∆ o δS w ∆Ρ n + ∆ o δS w ∆δΡ − ∆ o δS w ρ o g∆D ∂Ρ ∂S w ∂S w ∂S w +∆ ∂Τo ∂Τ ∂Τ n δS g ∆Ρ n + ∆ o δS g ∆δΡ − ∆ o δS g ρ o g∆D ∂S g ∂S g ∂S g
第六章 黑油模型(半隐式、全隐式和IMPIMS方法)
• 半隐式方法 • 全隐式方法 • 隐式压力隐式饱和度方法
第一节 半隐式方法
一、数学模型 1. 假设条件 1) 符合达西渗流定律 2) 等温渗流 3) 油气水三相和油气水三组分，油气相之间有质量 交换，即气组分不仅存在于气相中，而且存在于油相； 但油相和水相之间没有质量交换 4) 油相和气相随压力变化而发生相态变化 5) 岩石和流体均可压缩 6) 油藏非均质和各向异性 7) 考虑毛管力和重力
2. 组分质量守恒方程 • 油组分
kk ro (∇ p o − ρ g ∇ D ) + q o = ∂ (φ ρ o S o ) ∇ ⋅ ρo ∂t µo
o
（1）
• 气组分 kkrg kkro ρ ρ g∇D)＋∇⋅ ρ ρ g∇D) (∇Pg − (∇po − ∇⋅ µg µo
g g gd o
（2）
∂ ∂ ＋qg = φ ρg Sg + φ ρgd Sg ∂t ∂t g cm3 ; 式中ρgd—溶解气密度 ，
(
)
(
)
• 水组分
w w w
Rso ρ gsc ρ gd = Bo
（3）
kk rw ∇ ⋅ ρ (∇ P w − ρ g ∇ D ) + q w = ∂ (φ ρ S w ) ∂t µw
∆Τw
n +1
∂Τw ∂Ρcow ∂Τw n n n +∆ δΡ∆Φ w − ∆Τw ∆ δS w + ∆ δS w ∆Φ w ∂Ρ ∂S w ∂S w
[∆(Ρ
n +1
− Ρcow
n+1
)− ρ
黑油模型解剖
1 黑油模型理论基础1.1 基本假设（1）油藏中渗流是等温渗流；（2）油藏中有油、气、水三相，各相流体的渗流均符合达西定律； （3）模型考虑油组分、气组分、水组分三组分； （4）气组分在油气相、水气相之间发生质量交换； （5）相平衡瞬间完成；（6）水组分只存在于水相中，与油气相之间没有质量交换； （7）油藏岩石微可压缩，各向异性；（8）油藏流体可压缩，且考虑渗流过程中重力、毛管力的影响。
1.2 数学模型()()()()()rw w w w vw w w w ro o o o vo o o o rg so ro g g o o g g o o g sw rw so o sw w w w vg w w go w kk s p gD q B t B kk s p gD q B t B kk R kk p gD p gD B B s R kk R s R s p gD q B t B B B φρμφρμρρμμρφμ⎡⎤⎛⎫∂∇∇-+= ⎪⎢⎥∂⎣⎦⎝⎭⎡⎤⎛⎫∂∇∇-+= ⎪⎢⎥∂⎣⎦⎝⎭⎡⎤⎡⎤∇∇-+∇∇-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎛⎡⎤∂∇∇-+=++ ⎢⎥∂⎣⎦⎝⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎛⎫⎫⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎭⎝⎭⎩(1)辅助方程：1o w g cow o w cgo g o s s s p p p p p p ++=⎫⎪=-⎬⎪=-⎭(2)初始条件：()()()()()()000000,,,,,,,,,,,,,,,t w t w o t o p x y z t p x y z s x y z t s x y z s x y z t s x y z ===⎧=⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩(3)边界条件：()()()()0,,,()(,,),,,,,L v v wf wf pn Q x y z t Q t x y z p x y z t p t x y z δδ∂⎧=⎪∂⎪=⎨⎪=⎪⎩(4)2 黑油模型程序整体结构图3 组员及分工4 主程序4.1 主程序主要功能（1）定义运算所需数组；（2）需要调用和生成的文件的打开和关闭；（3）通过调用子程序给模型赋基础数据和初始数据；（4）通过调用子程序给模型的运行确定各种控制；（5）在运行过程中反复读入井点数据（包括产量和注入量、井底流压、流动指数等）以及打印输出控制码；（6）分层计算油气水地质储量；（7）进行井点产量项处理和形成压力矩阵；（8）通过调用子程序求解压力方程；（9）显式计算饱和度；（10）进行过泡点处理；（11）根据压力和饱和度增量控制，自动调节计算时间步长；（12）未饱和网格块饱和度计算；（13）变泡点处理；（14）在每一运算时间步末进行物质平衡检验；（15）打印油井、水井、气井的分层报告和分井报告；（16）通过调用子程序进行计算结果打印输出和形成文件；（17）重启动运行方式的选择和重启动文件的生成和调用；（18）运算终止的控制及错误信息的提示。
第五章_黑油模型(IMPES方法)
φSo Rso Bo RswSw φ φSw Rsw φRswSw Bw Po
P o + Bw P o P t o
(14)
三、IMPES方法压力方程和饱和度方程
1. 思路 1) 乘以适当的系数，合并（12）（13）（14）以消除SW， SO得到只含变量PO，PW，Pg的压力方程。 2) 由毛管压力公式PCow=PO-PW， PCgo=Pg-Po，得到只含变 n +1 量 Po 的压力方程。 3) 达西系数项及毛管压力采用上一时间值，因此可得只 含变量PO的线性 代数 方程组。 n +1 n +1 n n Poij+1，再求Pwij = Poij Pcow 4) 解线性代数方程组后，求得
2 i + , j ,k 2
y Ay Py = A z Az Pz = A
1 i , j ,k 2 1 2
( Pi , j 1,k Pi , j ,k ) + A ( Pi , j ,k 1 Pi , j ,k ) + A
1 i , j + ,k 2 1 2
( Pi , j +1,k Pi , j ,k ) ( Pi , j ,k +1 Pi , j ,k )
式中
1 n n ATk = Bon + Bgn ( Rsok 1 Rsok ) A n 1 2 Ok 2 n 1 n n + Bw + Bgn ( Rswk 1 RSwk ) A n 1 + Bgn A n 1 gk 2 wk 2 2 1 n n AS J = Bon + Bgn ( Rsoj 1 Rsoj ) A n oj 1 2 2
kkro kkrw (Bo RsoBg ) (P ρo gD) + qov+(Bw RswBg ) (P ρwgD) + qwv o w Boo Bww kkrg kkro (15) + Bg (P ρg gD + Rso (P ρo gD) g o Bg g Boo kkrw P + Bg Rsw (P ρW gD) + qgv =φCt o w t Bww
Eclipse100黑油模拟器基础
•Production/Injection
•Pressure data
11
模型建立、初始化、运行和结果分析
资料清单 ：
•Reservoir map •Rock properties •Fluid properties •Saturation tables
•Structure
•Gross thickness
•模型建立所需资料 •ECLIPSE 数据体数据结构 •技术特色
•如何用ECLIPSE的OFFICE工作 平台？
10
模型建立、初始化、运行和结果分析
资料清单 ：
•Reservoir map •Rock properties •Fluid properties •Saturation tables
•Initial condition data
•Well data
•Initial fluid contacts
•Initial gas-oil ratios
16
•Production/Injection
•Pressure data
模型建立、初始化、运行和结果分析
资料清单 ：
•Reservoir map •Rock properties •Fluid properties •Saturation tables
•Reservoir map •Rock properties •Fluid properties •Saturation tables •Capillary pressures
•Initial condition data
•Well data
•Relative permeabilities
•Production/Injection
黑油模型
´ Ô ø µ Ê Ï ´ É Í Â
1号样
2号样 3号样
32
2、初始数据
初始（t=0）的压力、含油饱和度分布
.初始压力，压力平衡化算法
.初始含油饱和度，直接赋值
33
3、运行数据
• 运行控制参数
Nmax,Pmin,Pmax,DPMAX,DSMAX,Tmax
有关解法迭代控制参数等 有关输入输出控制参数
10
网格方向
网格取向还应考虑：流体流动的方向和油藏内天然势 梯度的方向，对于不同的网格系统，其动态可能会不同， 尤其在流度比不利的情况下，更应注意网格所造成的影 响，也可用数学上的方法来解决。 应考虑网格方向与渗透率主轴相平行
应尽量减少无效网格数目
11
网格尺寸应考虑：
考虑机器能力，选取网格尺寸。网格越小，节点数越 多，CPU所需量越高，费用、时间也就越多，同时还应 考虑模型节点所能承受的能力
17
属局部弹性水压驱动的构造岩性油藏
18
E2d23-4顶部深度等值图
19
E2d23-7顶部深度等值图
20
有效厚度
有效厚度
渗透率
渗透率
储层的层内非均质性相对较严重，级 差23.58，渗透率的变异系数0.76。
• 小层静态数据
各砂岩组个数及名称
.油层分层数据
小层名称
沉积类型 连通情况 断层方向
38
第三节 历史拟合和动态预测
39
一、历史拟合
1、历史拟合的基本概念
历史拟合就是用已有的油藏参数（如k,φ ,h, S等）去计 算油田的开发历史，并将其计算的开发指标（如P, fw , Rs等）
与油田开发的实际动态相对比，若计算结果与实测结果不
CMG-IMEX黑油模拟软件使用说明
CMG -IME黑油模拟软件使用说明目录IMEX 的介绍 (1)指导段 (5)关键字输入系统中的数据段 (5)如何建立数据文件的文档方式 (6)如何执行重新启动运行 (7)控制打印输出文件的内容 (8)图形文件(SR2) 的内容控制 (9)网格系统描述 (9)局部加密网格描述 (11)双孔/双渗模型的使用 (11)死结点的输入 (16)水区选项的使用 (17)拟混相选项的使用 (18)注聚合物模型的使用 (19)程序执行时间长或时间步长太小问题 (20)单相油藏的模拟 (22)水平井 (23)垂直平衡计算 (24)定义多个PVT 区 (27)井的定义 (29)井的类型定义 (29)如何关井以及重新开井 (30)亏空填充(VOIDAGE REPLACEMENT) (32)井筒流动模型的使用 (33)操作及监测限制 (35)井指数的输入 (37)中止模拟运行 (38)在井的列表中使用通配符 (38)关于井数据段设置的指导 (39)在循环数据段内可用的其他段关键字 (41)关键字数据输入系统 (44)关键字系统介绍 (44)注释行(可选择) (49)空行 (50)包含文件 (50)控制数据文件列表 (51)基岩网格性质的输入 (54)裂缝网格性质的输入 (54)加密网格性质的输入 (55)由I 方向确定J 和K 方向的数据 (56)常数值数组 (56)以IJK 方式输入数组 (57)数组输入值沿I 方向变化 (58)数组输入值沿J 方向变化 (59)数组输入值沿K 方向变化 (59)大多数或所有网格的值都是不同的 (60)输入/ 输出控制段 (64)基本网格定义 (94)K 坐标方向 (100)I 方向的网格尺寸 (101)J 方向的网格尺寸 (103)K 方向的网格尺寸 (104)网格的顶部深度 (106)加密网格的位置 (117)双孔介质MINC 方法 (120)死结点标识符 (122)孔隙度 (123)岩石压缩系数 (124)渗透率 (128)压力影响函数 (140)流体组分性质数据段 (146)流体模型 (146)油藏温度 (147)油和气的PVT 表 (148)作为压力函数的油压缩系数 (160)密度 (165)水相粘度 (170)原始气油比 (172)聚合物粘度混合（条件） (174)岩石—流体数据段 (177)相对渗透率表 (177)油水相对渗透率表 (178)气液相对渗透率表 (185)评价三相共存时油相相对渗透率的方法（任选） (193)初始条件数据段 (198)初始条件标识 (198)油藏初始油相压力 (201)初始泡点压力 (201)初始泡点压力与深度关系 (202)初始含油饱和度 (204)初始含水饱和度 (204)初始聚合物浓度 (205)参考深度和参考压力 (205)油水界面深度 (207)数值计算方法数据控制段 (213)井数据段 (228)井的改变日期 (228)井的改变时间 (229)设定井底流压初始化的频率 (235)附录 (303)IMEX 的介绍简介IMEX 是一个考虑重力及毛细管力的三相黑油模拟软件, 网络系统可采用直角坐标, 径向坐标, 变深度/ 变厚度坐标,在任何网络系统中. 都可建立两维或三维模型. 在处理气相的出现及消失情况时, 程序采用了变量替换方法.IMEX 的一些特征和功能为：自适应隐式方法IMEX 可以在显示, 全隐式以及自适应隐式三种方式下运行. 在大多数情况下, 只有很少一部分网格需要采用全隐式求解, 而大部分网格都可采用显式方法求解. 自适应隐式方法正是适合于这种情况的解法, 并且在井附近以及层状油藏的薄层中, 开采时会产生高速流动的锥进问题, 采用自适应隐式处理这类问题是很有效的.采用自适应隐式选项可节省三分之一到一半的运行时间。
Eclipse黑油模型数值模拟入门指南
Eclipse黑油模型数值模拟入门指南Eclipse黑油模型数值模拟入门指南记得上大学最早学围棋时总感觉无从入手，看身边的朋友下棋时学着聂卫平从容入定，潇洒自如的样子，很是羡慕。
后来从书店买来围棋入门指南，夜深人静时照着指南慢慢学如何吃子，如何做眼，什么是打劫，怎么样布局。
掌握了一点基本知识以后开始找水平最差的下，输了一定不能弃擂，脸皮要厚，缠着对方接着下。
赢了水平最差的人后去找中等水平的人下。
这样经过一年半载，再看以前那些学着聂卫平从容入定，潇洒自如下棋的同学，心想他们原来不过如此，赶老聂差十万八千里哪。
在这里也有许多人把我叫大师，专家，如果哪一天你觉得其实我的水平也很一般，那你就到了专业段位了。
市场上有不少关于油藏数值模拟的书，但好像没有类似围棋入门指南那样从基础开始一步一步介绍的书。
我收到不下二十个问油藏数值模拟如何入门的问题。
我尝试写一写油藏数值模拟入门指南，希望对那些刚刚开始进入油藏数值模拟领域的工作者有所帮助。
第一：从掌握一套商业软件入手。
我给所有预从事油藏数值模拟领域工作的人员第一个建议是先从学一套商业数值模拟软件开始。
起点越高越好，也就是说软件功能越强越庞大越好。
现在在市场上流通的ECLIPSE,VIP和CMG都可以。
如果先学小软件容易走弯路。
有时候掌握一套小软件后再学商业软件会有心里障碍。
对于软件的学习，当然如果能参加软件培训最好。
如果没有机会参加培训，这时候你就需要从软件安装时附带的练习做起。
油藏数值模拟软件通常分为主模型，数模前处理和数模后处理。
主模型是数模的模拟器，即计算部分。
这部分是最重要的部分也是最难掌握的部分。
它可以细分为黑油模拟器，组分模拟气，热采模拟器，流线法模拟器等。
数模前处理是一些为主模拟器做数据准备的模块。
比如准备油田的构造模型，属性模型，流体的PVT参数，岩石的相渗曲线和毛管压力参数，油田的生产数据等。
数模后处理是显示模拟计算结果以及进行结果分析。
以ECLIPSE软件为例，ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim是主模拟器。
油藏数值模拟 第六章 黑油模型及其应用
1第六章黑油模型及其应用2第一节黑油模型及求解思路一、假设条件1、考虑油、气、水三相2、考虑油组分、气组分、水组分三个组分3、气组分在油、气相中要发生质量交换压力增加时，气组分可溶解在油相中（溶解气）压力降低时，气组分可从油相中分离出来（自由气）4、水相与气、油两相间无质量交换5、考虑毛管力、重力；油、气、水、岩石均可压缩6、油藏温度不变3二、数学模型1. 组分质量守恒方程()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎟⎠⎞⎜⎝⎛+∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∇∇⋅∇⎥⎦⎤⎢⎣⎡∇−∇⋅∇−B S R B S t q D g p B kk R D g p B kk o o ggo so so gv o oo rog g g g rg φρμρμ＋＋()⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∇−∇⋅∇ooov o o o o ro B S t D g p B kk q φρμ式中R so —气油比（1）（2）（3）油组分水组分气组分()⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∇−∇⋅∇wwwv w w w w rw B S t D g p B kk q φρμ4辅助方程：1=++s s s w o g pp pp p p ogcgow o cow −=−=(4)(5)(6)未知量：g w o g w o s s s p p p 、、、、、2.未知量和辅助方程分析53. 初始条件和边界条件假设边界不规则的油藏中有若干口井生产或注入，求油藏中的压力和饱和度分布。
I.C 0xxL yL y()()(),,0,,00,,0O Oi w wi o oi P x y P S x y S t S x y S =⎫⎪=>⎬⎪=⎭B.C 1) 外边界封闭2)内边界>=∂∂Γt xP •定产•定流压P iwf P wft>0()ηζδ−−⋅=y x Q Q v v ,0>t61.隐式求压力1利用毛管压力消去则未知量减少为2利用饱和度归一化方程将油、气、水方程进行适当的组合和化简，最后得到一个只含有油相压力Po 的方程，称为压力方程。
双孔双渗黑油模型
1) 液体
Cl
1
Vl
dV
dp
l
即
Cl
1 d dp
e0 Cl p p0
或 01 Cl p p0
2) 岩石
岩石压缩系数
Cr
1 Vr
dVr dp
孔隙压缩系数
C
1 Vr
d Vp ＝ d
dp dp
0 C p p0
T ＋qh qhl
t
3
j1
j sjU j
1cr T Ti
式中 Hj—流体j相的焓，kJ/kg λ —导热系数，kJ/(h.C.m)
Uj —流体的内能 ，kJ/kg (ρ C)r—油藏的热容量，kJ/(m3. C) qh—源、汇项，kJ/(m3.h)
2. 组分质量守恒方程
3
j 1
ci j
j kkrj j
pj
j gD
qi
t
3
ci
j
j 1
S
j j
j g , o, w
i 1,2, , N
3. 辅助方程
1) sg so sw 1
vr r
vz zz r vr rr
z v
单元体体积 = rrz
vz z
流 入：vr rrzt v rzt vz zrrt
流
出：vr (r rr r)zt v rzt vz zzrrt
qhl—顶、底层的热损失，kJ/(m3.h)
第二节 组分模型
初学者必读ECLIPSE组分数值模拟入门指南-1
初学者必读ECLIPSE组分数值模拟入门指南-1我一直在考虑怎么样写组分模型数值模拟入门指南。
组分模拟要涉及到状态方程（EOS）,闪蒸计算，热动力方程等理论方面的知识。
在实际做组分模拟时，你并不需要完全掌握这些知识，但你至少应该有一定了解。
我在后面会做一点简单的介绍，但希望大家自己化些时间去学这部分知识。
我写的还是以应用为主（这部分内容可能是国内出版的数模书籍中最缺乏的），大家需要参考其他组分模拟理论方面的书籍。
做组分模拟前应该有很好的黑油模拟的基础。
你应该先把黑油模拟做好以后再开始做组分模拟。
在我写的过程中，我也假定你已经很好地掌握了黑油模型。
涉及到黑油方面的内容时我不会做重复介绍。
如果你有疑问，可以参照我以前写的黑油模拟入门指南。
关于组分模拟，大家首先会有下面一些疑问。
为什么要做组分模拟？在什么情况下需要做组分模拟？组分模拟与黑油模拟有什么区别？组分模拟结果是不是一定比黑油模拟好？组分模拟用多少组分比较好？我先试着回答一下这些基本问题，然后我再介绍具体如何做组分模拟。
我们都知道，地下的流体的组成实际上是非常复杂的，可能含有成百上千的组分。
地下流体以油或气相的形式存在。
对于大多数油藏，我们基本上可以把地下流体分为两个组分，及油组分和气组分。
油组分以油相的形式存在，气组分以气相的形式存在。
两个组分会发生物质交换，及气组分会溶解到油相，油组分也会从气相挥发（油和气都不会溶解于水）。
这两个组分之间的物质交换可以用溶解油气比和（或）挥发气油比来表示。
溶解油气比和挥发气油比都只是压力的函数。
地下油气相的密度可以通过地面油气相的密度，溶解油气比以及体积系数来计算。
油气相的体积系数也只是压力的函数。
同样地下油气相的粘度也是压力的函数。
这就是我们所熟悉的黑油模型。
对于大多数油藏，采用这样的处理方式计算结果是有保证的。
但并不是所有油藏都可以这样处理。
比如凝析气藏，气藏温度很靠近临界温度，在开发过程中有许多独特的特性。
PVTi 初级教程
流体组成的输入
输入的流体组成包括两类：
井流物的组分及其重量分数（包括加组分的分子量和比重） 井流物的组分及其摩尔分数（包括加组分的分子量和比重）
输入流体组成的方法：
由文件导入（import） 手工录入组分和摩尔/重量分数
流体组成的输入
Components
CO2 N2 C1 C2 C3 IC4 NC4
加组分劈分
加组分的劈分：查看重新劈分后拟组分的摩尔组成
组分劈分与合并
相图叠加比较：在油藏温度下相图没有明显的变化，说明劈分较好
特定回归
粘度回归一般在相态拟合最后进行，首先将气体和液体粘度权重设为0
特定回归
将饱和压力的权重设为40，权重越大，拟合优先
特定回归
回归变量的类型选为Special
特定回归
PVTi 初级教程
黑油和组分模型比较
ECLIPSE 100 (& 所有黑油模拟器) 油和气相由一个油组分和一个气组分表示
ECLIPSE 300 (& 所有组分模拟器) 油相和气相由多个组分混合物表示
黑油和组分模型比较
黑 油
(2 组分)
气
油 + 溶解气 (Rs)
黑油和组分模型比较
•组 成
(nc 组分)
输入PVT实验
导入CCE实验的观测值
输入PVT实验
左键拖入
查看CCE实验的观测值与计算值曲线
输入PVT实验
输入差异分离实验（DL）数据
输入PVT实验
输入差异分离实验（DL）数据
输入PVT实验
输入差异分离实验（DL）数据
输入PVT实验
输入泡点实验（Psat）数据
输入PVT实验
输入饱和压力（Psat）实验数据
UniSim Design手册-黑油模型BlackOil
1.6 Neotec Black Oil Methods and Thermodynamics ...........................35 1.6.1 Terminology ...........................................................................35 1.6.2 PVT Behaviour and Transport Property Procedures .......................48 1.6.3 References .............................................................................54 1.7 Black Oil Transitions Methods .......................................................60 1.7.1 Simple Method .......................................................................60 1.7.2 Three Phase Method ................................................................61 1.7.3 Infochem Multiflash.................................................................64
UniSim® Design
Black Oil Tutorial
Copyright
November 2010 R400 Release The information in this help file is subject to change over time. Honeywell may make changes to the requirements described. Future revisions will incorporate changes, including corrections of typographical errors and technical inaccuracies. For further information please contact
页岩气-黑油模型(Eclipse)
将工程存储在开始新建的文件夹中。
二、新建工程
（四）完成新建工程，并点击“Filclipse数值模拟基本操作
一 模块介绍 课程 提纲
二 新建工程
三 模型建立 四 模型计算
三、模型建立
Data 模块
点击进入Data模块，输入相关参数，建立模型。
二 新建工程
三 模型建立 四 模型计算
四、模型计算
第五届中国石油工程设计大赛
页岩气-Eclipse数值模拟基本操作
李继强
2015 年 3 月
页岩气—Eclipse数值模拟基本操作
一 模块介绍 课程 提纲
二 新建工程
三 模型建立 四 模型计算
一、模块介绍
油藏数值模拟软件—Eclipse，有24个 独立模块，常用的是Office和Manuals模块。 其中Office模块承担Eclipse模型处理与计 算，Manuals模块属于帮助模块。
页岩气—Eclipse数值模拟基本操作
一 模块介绍 课程 提纲
二 新建工程
三 模型建立 四 模型计算
二、新建工程
（一） 新建一个文件夹，用以存储数模相关数据（文件
夹名不能用中文）。
（二） 打开Eclipse，点击Office模块，运行。
二、新建工程
（三） 点击菜单栏“File”,新建工程—New project„，
三、模型建立
PVT模块
三、模型建立
PVT模块
如果“Rock Tables”不可用，可以在有Rock的数据文件 中拷贝复制一个。
三、模型建立
SCAL模块
点击进入SCAL模块，再点击菜单栏上的“Section”进 入关键字输入界面，输入气藏相关相渗参数。
黑油模型油藏数值模拟教学软件说明书
ANS黑油模型油藏数值模拟软件说明书(仅供内部使用)刘月田中国石油大学(北京)复杂科学研究中心2001—2011前言本软件可用来模拟油、气、水三相同时渗流（三相），地层和流体性质及压力、饱和度在X、Y、Z三个方向上变化（三维）条件下的油田注水、注气开发过程。
本软件数据输入采用固定格式方法。
本软件输出结果除综合数据文件外，还可单独输出压力、饱和度分布等单项数据文件。
本软件具有多次连续模拟功能。
本软件共分三部分：输入文件，模拟软件，输出文件。
一、数据输入（文件）系统采用固定输入格式，数据文件名：ANS1.DAT； ANS2.DAT二、模拟运算系统：ANS.EXE三、数据输出（文件）系统1、综合结果文件：ANS.RES2、典型时刻单一生产项指标和压力、饱和度等的分布3、重新连续运行文件：ANSTRT.DAT三维三相黑油油藏数值模拟软件数据输入说明Ⅰ《网格系统》1、标题（文字说明行—在使用者编辑数据时起提示作用，对程序运行不提供任何信息）2、网格块数（3个整数）II=X方向网格块数JJ=Y方向网格块数KK=Z方向网格块数3、标题（文字说明行—在使用者编辑数据时起提示作用，对程序运行不提供任何信息）4、输入用到的代码(3个整数)KDX—控制X方向网格大小输入方式的代码KDY—控制Y方向网格大小输入方式的代码KDZ—控制Z方向网格大小输入方式的代码代码含义：KDX=-1 X方向网格大小相同（只需输入一个值）。
KDX=0 第一层（K=1）第一行的每一网格大小须读入。
X方向相同列的网格相同（须读入II个值）KDY=-1 y方向上网格大小相同（只须读入一个值）。
KDY=0 y方向第一层（K=1）第一行的每一网格大小都需读入。
Y方向相同列的网格相同（须读入JJ个值）。
KDZ=-1 Z方向网格大小（网格厚度）相同（只须读入一个值）。
KDZ=0 网格中各层读入不同厚度值（须读入KK个值）。
KDZ=+1 每个网格的Z方向步长都须一一读入（须读入II×JJ×KK个值）。
ECLIPSE黑油模型简单入门教程
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Schedule
二. 观 察 数 据 和 修 改 增 补 数 据
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Schedule
二. 观 察 数 据 和 修 改 增 补 数 据
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Schedule
二. 观 察 数 据 和 修 改 增 补 数 据
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Schedule
二. 观 察 数 据 和 修 改 增 补 数 据
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Schedule
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一. 建立数模数据文件
•用FloGrid建立网格数据体
•用Schedule建立生产数据体
•用Office/Data建立其余数据体
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一. 建立数模数据文件（2）
使用
Schedule
建立生产数据文件
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Schedule 要点
一.导入数据
1.准备 生产历史数据文件（*.vol)、 措施数据文件（*.ev）、 自编 井斜数据文件（*.cnt & *.dev） 网格数据文件（*.grid) 从DATA导出 属性数据文件（*.init) 2.导入数据
四.输出地质模型文件 五.保存Workspace
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FloGrid
一.导入数据 右键
建立平面
导入数据
数据为Contour、 Scatter
形成mesh map
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FloGrid
一. 导 入 数 据
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FloGrid
一. 导 入 数 据
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FloGrid
一. 导 入 数 据
11
FloGrid
一. 导 入 数 据
Schedule完成） 3.流体，岩石，初始条件、输出控制等数据体；（用 Office\Data完成）
3
一. 建立数模数据文件
黑油数模入门总结
一.做油藏数值模拟都需要准备什么参数1。
模拟工作的基本信息：设定是进行黑油模拟，还是热采或组分模拟；模拟采用的单位制（米制或英制）；模拟模型大小（你的模型在X,Y,Z三方向的网格数）；模拟模型网格类型（角点网格，矩形网格，径向网格或非结构性网格）；模拟油藏的流体信息（是油，气，水三相还是油水或气水两相，还可以是油或气或水单相，有没有溶解气和挥发油等）;模拟油田投入开发的时间；模拟有没有应用到一些特殊功能（局部网格加密，三次采油，端点标定，多段井等）；模拟计算的解法（全隐式，隐压显饱或自适应）。
2。
油藏模型：模型在X,Y,Z三方向的网格尺寸大小，每个网格的顶面深度，厚度，孔隙度，渗透率，净厚度（或净毛比）。
网格是死网格还是活网格。
断层走向和断层传导率。
3。
流体PVT属性：油，气，水的地面密度或重度；油，气的地层体积系数，粘度随压力变化表；溶解油气比随压力的变化表；水的粘度，体积系数，压缩系数；岩石压缩系数。
如果是组分模型，需要提供状态方程。
4。
岩石属性：相对渗透率曲线和毛管压力曲线。
如果是油，气，水三相，需要提供油水，油气相对渗透率曲线和毛管压力曲线（软件会自动计算三相流动时的相对渗透率曲线）；如果是油，水两相或气，水两相，只需要提供油水或气水两相相对渗透率曲线和毛管压力曲线。
5。
油藏分区参数：如果所模拟的油田横向或纵向流体属性，岩性变化比较大，或者存在不同的油水界面，这时需要对模型进行PVT分区（不同区域用不同的PVT流体参数表），岩石分区（不同区域用不同的相对渗透率曲线和毛管压力曲线）或者平衡分区（不同平衡区用不同的油水界面）。
另外如果想掌握油藏不同断块的储量或采收率，可以对模型进行储量分区（不同储量区可以输出不同的储量，产量，采收率，剩余储量等）。
6。
初始化计算参数：油藏模型初始化即计算油藏模型初始饱和度，压力和油气比的分布，从而得到油藏模型的初始储量。
这部分需要输入模型参考深度，参考深度处对应的初始压力，油水界面以及气水界面；油气比或饱和压力随深度的变化；如果是组分模型，需要输入组分随深度的变化。
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记得上大学最早学围棋时总感觉无从入手，看身边的朋友下棋时学着聂卫平从容入定，潇洒自如的样子，很是羡慕。
后来从书店买来围棋入门指南，夜深人静时照着指南慢慢学如何吃子，如何做眼，什么是打劫，怎么样布局。
掌握了一点基本知识以后开始找水平最差的下，输了一定不能弃擂，脸皮要厚，缠着对方接着下。
赢了水平最差的人后去找中等水平的人下。
这样经过一年半载，再看以前那些学着聂卫平从容入定，潇洒自如下棋的同学，心想他们原来不过如此，赶老聂差十万八千里哪。
在这里也有许多人把我叫大师，专家，如果哪一天你觉得其实我的水平也很一般，那你就到了专业段位了。
市场上有不少关于油藏数值模拟的书，但好像没有类似围棋入门指南那样从基础开始一步一步介绍的书。
我收到不下二十个问油藏数值模拟如何入门的问题。
我尝试写一写油藏数值模拟入门指南，希望对那些刚刚开始进入油藏数值模拟领域的工作者有所帮助。
第一：从掌握一套商业软件入手。
我给所有预从事油藏数值模拟领域工作的人员第一个建议是先从学一套商业数值模拟软件开始。
起点越高越好，也就是说软件功能越强越庞大越好。
现在在市场上流通的ECLIPSE,VIP和CMG都可以。
如果先学小软件容易走弯路。
有时候掌握一套小软件后再学商业软件会有心里障碍。
对于软件的学习，当然如果能参加软件培训最好。
如果没有机会参加培训，这时候你就需要从软件安装时附带的练习做起。
油藏数值模拟软件通常分为主模型，数模前处理和数模后处理。
主模型是数模的模拟器，即计算部分。
这部分是最重要的部分也是最难掌握的部分。
它可以细分为黑油模拟器，组分模拟气，热采模拟器，流线法模拟器等。
数模前处理是一些为主模拟器做数据准备的模块。
比如准备油田的构造模型，属性模型，流体的PVT参数，岩石的相渗曲线和毛管压力参数，油田的生产数据等。
数模后处理是显示模拟计算结果以及进行结果分析。
以ECLIPSE软件为例，ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim是主模拟器。
ECLISPE100是对黑油模型进行计算，ECLISPE300是对组分模型和热采模拟进行计算，FrontSim是流线法模拟器。
前处理模块有Flogrid,PVTi,SCAL,Schedule,VFPi等。
Flogrid用于为数值模拟建立模拟模型，包括油田构造模型和属性模型；PVTi用于为模拟准备流体的PVT参数,对于黑油模型，主要是流体的属性随地层压力的变化关系表，对于组分模型是状态方程；SCAL为模型准备岩石的相渗曲线和毛管压力输入参数；Schedule处理油田的生产数据，输出ECLIPSE需要的数据格式（关键字）；VFPi是生成井的垂直管流曲线表，用于模拟井筒管流。
ECLIPSE OFFICE和FLOVIZ是后处理模块，进行计算曲线和三维场数据显示和分析，ECLIPSE OFFICE同时也是ECLIPSE的集成平台。
对于初学者，不但要学主模型，也需要学前后处理。
对于ECLISPE的初学者，应该先从ECLISPE OFFICE学起，把ECLISPE OFFICE的安装练习做完。
然后再去学Flogrid，Schedule和SCAL。
PVTi主要用于组分模型，做黑油模型可以不用。
第二：做油藏数值模拟都需要准备什么参数在照着软件提供的安装例子做练习时经常遇到的问题是：虽然一步一步按照手册的说明做，但做的时候不明白每一步在做什么，为什么要这么做。
这时候的重点在于你要知道你一开始做的工作都是为数值模拟计算提供满足软件格式要求的基础参数。
有了这些基础参数你才能开始进行模拟计算。
这些基础参数包括以下几个部分：1。
模拟工作的基本信息：设定是进行黑油模拟，还是热采或组分模拟；模拟采用的单位制（米制或英制）；模拟模型大小（你的模型在X,Y,Z三方向的网格数）；模拟模型网格类型（角点网格，矩形网格，径向网格或非结构性网格）；模拟油藏的流体信息（是油，气，水三相还是油水或气水两相，还可以是油或气或水单相，有没有溶解气和挥发油等）;模拟油田投入开发的时间；模拟有没有应用到一些特殊功能（局部网格加密，三次采油，端点标定，多段井等）；模拟计算的解法（全隐式，隐压显饱或自适应）。
2。
油藏模型：模型在X,Y,Z三方向的网格尺寸大小，每个网格的顶面深度，厚度，孔隙度，渗透率，净厚度（或净毛比）。
网格是死网格还是活网格。
断层走向和断层传导率。
3。
流体PVT属性：油，气，水的地面密度或重度；油，气的地层体积系数，粘度随压力变化表；溶解油气比随压力的变化表；水的粘度，体积系数，压缩系数；岩石压缩系数。
如果是组分模型，需要提供状态方程。
4。
岩石属性：相对渗透率曲线和毛管压力曲线。
如果是油，气，水三相，需要提供油水，油气相对渗透率曲线和毛管压力曲线（软件会自动计算三相流动时的相对渗透率曲线）；如果是油，水两相或气，水两相，只需要提供油水或气水两相相对渗透率曲线和毛管压力曲线。
5。
油藏分区参数：如果所模拟的油田横向或纵向流体属性，岩性变化比较大，或者存在不同的油水界面，这时需要对模型进行PVT分区（不同区域用不同的PVT流体参数表），岩石分区（不同区域用不同的相对渗透率曲线和毛管压力曲线）或者平衡分区（不同平衡区用不同的油水界面）。
另外如果想掌握油藏不同断块的储量或采收率，可以对模型进行储量分区（不同储量区可以输出不同的储量，产量，采收率，剩余储量等）。
6。
初始化计算参数：油藏模型初始化即计算油藏模型初始饱和度，压力和油气比的分布，从而得到油藏模型的初始储量。
这部分需要输入模型参考深度，参考深度处对应的初始压力，油水界面以及气水界面；油气比或饱和压力随深度的变化；如果是组分模型，需要输入组分随深度的变化。
7。
输出控制参数：即要求软件在计算时输出哪些结果参数。
比如要求输出模型计算油田的油，气，水产量变化曲线；油田压力变化曲线；单井油，气，水产量变化曲线；单井井底压力变化曲线；单井含水，油气比变化曲线等。
8。
生产参数：对于已开发油田，这部分的数据量非常大。
包括油田每口井的井位，井轨迹，井的射孔位置，井的生产或注入历史（油，气，水产量，注入量，井底压力，井口压力等），井的作业历史等。
第三：如何准备各部分参数上面介绍了做油藏数值模拟所需要的参数，那么这些参数是如何得来的？又应该如何输入到数模模型中哪？下面具体介绍各部分数据的来源即处理办法。
1。
油藏模型：大多数油公司现在都在采用一体化工作流程，数模工程师不再需要自己去建立油藏模型。
地质学家对油田进行详细的油藏描述工作，基于地震解释数据，测井解释数据，岩芯数据以及结合地质家对油田的认识建立三维地质模型。
根据数模工程师的要求，地质家对三维地质模型进行粗化处理，可以直接为数模工程师输出符合数模工程师需要的油藏模拟模型。
如果你不幸工作在一个没有很好地采用一体化工作流程的油公司或学校，那你就需要自己建立油藏模拟模型了。
这时你需要用到数模软件的前处理建模模块（比如Flogrid).如果你从地质家处拿到的是三维地质模型，你的工作量还不是很大，主要是采用前处理建模模块对地质模型进行粗化，生成数值模拟模型。
如果你拿到的是两维数据体，那你的工作量就要大的多。
首先你要确定你必须要得到以下几方面的两维数据体：* 每层的顶面深度* 每层的厚度* 每层的孔隙度分布* 每层的渗透率分布* 每层的净厚度或净毛比分布* 断层数据有了这些数据体，你就可以在前处理建模模块中建立三维数值模拟模型。
还有更不幸的情况，你有可能工作在软硬件环境都很落后的油田（比如国内的四川油田），你根本连两维数据体也拿不到，你能拿到的只是一张一张的等值线图，或者只是单井井点数据，这时候你首先需要做的是将这些等值线图件用数值化仪数值化为两位数据体，或者根据井点数据生成等值线，然后再建三维模型。
你在开始建三维数模模型时首先需要确定你的模型应该采用什么样的网格类型。
目前数值模拟软件常用的网格有正交网格,角点网格,径向网格,非结构化网格（比如PEBI)和动态网格等。
你需要知道这些网格的不同之处及其优缺点:A: 正交网格正交网格是最常见网格,也是最早用来描述油藏的网格类型，目前仍然被广泛应用.由于其计算速度快的特点,一些大型油气田经常采用此网格类型.有研究认为正交网格计算结果比其他网格精确.正交网格的数学描述也比较简单。
以ECLISPE为例，TOPS描述油藏顶部深度，DZ描述油藏每层厚度，DX描述每个网格X方向长度，DY描述每个网格Y方向长度。
B: 角点网格角点网格的特点是网格的走向可以延着断层线，边界线或尖灭线，也就是说网格可以是扭曲的。
这样角点网格克服了正交网格的不灵活性,可以用来方便地模拟断层,边界,尖灭.但由于角点网格网格之间不正交,这种不正交一方面给传导率计算带来难度,增加模拟计算时间,另一方面也会对结果的精度有影响.角点网格的数学模型很复杂，必须由前处理软件来生成。
以ECLISPE为例，COORD用来描述模型网格的顶底坐标线(X,Y,Z)，ZCORN描述每个网格八个角点的深度。
C: 径向网格径向网格比较简单，主要用于单井模拟。
径向网格可以更合理的描述井附近流体的径向流动。
D: 非结构网格（PEBI网格）PEBI网格源于1908年就产生的Voronoi网格.起主要特点是灵活而且正交.PEBI网格体系提供了方便的方法来建立混合网格,比如模型整体采用正交网格,而对断层,井,边界等采用径向,六边型或其他网格.网格间的传达率可以自动计算.PEBI网格的灵活性对模拟直井或水平井的锥进问题非常有用.另外PEBI网格可以用来精确模拟试井问题.还有PEBI网格降低了网格走向对结果的影响.PEBI网格的缺点是矩阵比其他网格要复杂的多,需要更加有效的解法.E: 动态网格动态网格是指网格可以随时间而改变.通常用于动态网格加密或动态粗化.比如说在井生产时采用局部加密而当井关闭时则采用正常网格.有时候建立全油田整体模型后,对于压力及饱和度变化快的区域,常常需要进行局部网格加密.采用局部加密可以准确的描述井附近流体的细微变化。
网格局部网格可以是正交网格,或是径向网格.Aziz认为(JPT 1993年)在正交网格中进行正交网格局部加密,有时并不会对结果有改善.他建议采用混合网格,及在正交网格内采用径向网格加密,这样可以精确地模拟含水和气油比的变化规律.知道了这几种网格类型，那么在你建立模型时应该选择什么网格类型哪？你在建立网格时又应该注意些什么哪？A: 在条件许可情况下尽量采用正交网格,而且尽量使网格保持均匀.尽量避免大网格直接连接小网格,这样会带来严重的收敛问题.如果你的模型很大，最好采用正交网格。
B: 角点网格已经非常成熟,但在建立角点网格时不要过分扭曲网格，要尽量保持模型的正交性。
如果你的边界与你的主断层相对平行，那么建立的网格系统正交性会比较好。