石油工程 数值模拟培训例子
油藏数值模拟实用技能培训 共98页
生产历史
动态预测
时间
前言 2 油藏数值模拟的技术优势
仿真：可多次“开发”油气田，寻求最优开发方案，避免决策失误
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前言 2 油藏数值模拟的技术优势
预测：短期内模拟开发油气田，分析不同方案的动态，降低开发试验成本
2.6 聚合物-表面活性剂驱模型
t(C ~k
np
k) [
l 1
k(C klulD k)l ]R k
C ~k (1nc C ˆk)np SlCklC ˆk
k1
l1
nc
DklSl( Kk l Ckl)
k1
K k l D kl ijS T ll u ijL l S l T l u liu u lj
一、什么是油藏数值模拟 ？
2 典型的数学模型
* 定解条件、辅助方程略
2.5 黑油模型
气组分 B K G r g ( g P K g G g D ) R B s o K o o r( o P K o o g D ) q G G S t ( B S G g R s B S o O o )
二维平 面模型 （X-Y）
(a) tank
(b) 1-D linear
一、什么是油藏数值模拟 ？
(c) 1-D radial
6 模型的维数
6.4 多层二维模型
- 由几个平面二维模型组成
x
-
各层在整个油藏中处于不连通状态，但由于合采或合注而在井y 筒中连通
石油工程油藏模拟与优化技术的应用案例
石油工程油藏模拟与优化技术的应用案例在石油工程领域中，油藏模拟与优化技术是一项非常重要的技术手段。
通过对油藏地质、物理和流体特性的描述，以及对各种油藏开发方案的评估和优化，油藏模拟与优化技术可以帮助石油公司提高油井的开采效率，降低生产成本，最大程度地获取石油资源。
一、油藏模拟技术的应用案例1. 储层描述与预测油藏模拟技术可以通过地质和地球物理数据，对油藏的储层进行描述和预测。
例如，通过测量沉积岩层的孔隙度、渗透率、岩石力学参数等数据，可以建立油藏的地质模型。
利用地震反射数据，可以对油藏的构造进行解释和分析。
这些模型和数据可以用于评估储层的含油饱和度、有效厚度等参数，从而为油藏开采方案的制定提供基础。
2. 油藏开发方案的优化油藏模拟技术还可以模拟和优化不同的油藏开发方案。
通过建立含油饱和度、渗透率、井网布局等参数的数值模型，可以评估不同开采方法对油田开发的影响。
例如，可以通过模拟常规油藏的水驱、气驱和聚驱等开采方法的效果，选择最优的开采方案。
此外，还可以利用模拟技术评估油藏的次生开采潜力，比如注水、压裂等增产技术。
二、油藏优化技术的应用案例1. 井网优化油藏优化技术可以根据油藏模拟的结果，对油井的井网布局进行优化。
通过模拟分析不同井网布局的开采效果，可以确定最佳的井距、井网密度和井网形状等参数。
这样可以避免井之间的干扰，提高油井的开采效率。
2. 油藏压裂油藏优化技术还可以用于压裂操作的优化。
通过模拟分析压裂的参数，包括压裂液的流体性质、压裂压力、裂缝的尺寸和长度等，可以评估压裂操作的效果。
这样可以确定最佳的压裂参数，从而提高油井的产能。
3. 油藏注水油藏优化技术可以用于注水的优化。
通过模拟分析注水的参数，包括注入压力、注入速度、注入井与产油井的距离等，可以评估注水的效果。
这样可以确定最佳的注水参数，从而提高油藏的驱替效率。
结论石油工程油藏模拟与优化技术是一项关键的技术，可以帮助石油公司提高油田的开采效率。
仿真模拟在石油工程教学及培训中的应用探讨
利用现有的教师 多媒体设备即可播放 ，省去 了携带各种模 型的烦 恼 ，具有较强的灵活性 。 、 三 、石 油 工 程仿 真 模 拟 实 例 应 用 带压作业属于高 风险行业 ，需 要有 丰富操 作 经验 的人 员进行 施 工 ，才能有效地规避风险 。建立带压作业仿真模拟培训 系统 ，可以提 高带压作业从业人 员的技术水平 ，为带压作业技术更好地推 广应用夯
较强。
部结构以及 在开采过程中设备各 个部件如何实现 流体增压或者增温等 过程 ，使学生易于定 位当前知识点 的位置 ，教学效 果整体性较强 ，改 变 了 以往 教 学 所 产 生 的 知识 点 各 自相 对 独 立 的效 果 。 安 全 性 油气开采过程中存在很 多的高压 、高温危 险节点，对 于教学或者 培训过程 中 ，如果学生对原理 掌握不 清楚就 实训容易发生危险 ，通 过 仿真模拟技术 可以在员工实训前进行 模拟培训 ，可以进一步降低操作 风险。 经 济性 仿真模 拟可以节省各种实物模 型的制作费用 ，日不需要专 ｆ Ｊ 疗 放 模 型 的 空 间 ，经 济 性 较 好 。
实基 础 。 １ ．实 物 测绘 以实 物 为 依据 ，进 行 尺 寸 测 绘 和 逆 向工 程 反 求 ， 为 三维 建 模 、模
２ ． ３ Ｄ仿 真模拟 ３ Ｄ仿 真模 拟适 用 于 多 维 度 的 设 备 原 理 或 者 工 艺 流 程 的 展 示 ，相 对于 ２ Ｄ仿真模 拟而言 ，其直观性和交互性更 强，ｆ ｌ ａ ｓ ｈ的模拟 只能实 现动画的暂停和播放 ，不能通过交互实现视角的变化 ，表达的信 息量 有限 ，３ Ｄ仿真模拟可 以在虚拟 环境下 设置光 源 ，可 由教师 在讲解 过 程 中任意改变视 角，从 不同 的角度讲解 各方面 的结构 、原理 、流 程。 ３ Ｄ仿真模拟主要需要 进行 ３ Ｄ建模 和虚拟现实 两方面 工作。３ Ｄ建模 可 以选用 ３ Ｄ Ｍ ＡＸ实现。虚拟 现实在工业 仿真模 拟方面可 以通过 ３ Ｄ 互动技术还原现实中的油气生产场景 ，可 以让学生身临其 境的查看拟 真的设备或者流程中的信息 ，在教室 内就可 以轻松 的了解油气生产过 程 的全 过 程 。 ３ ．仿真模拟在石 油 Ｅ 程教学中应用的优势 直观性 不管 ２ Ｄ还是 ３ Ｄ仿真模拟 ，都 可以在教室这种有限的空间 内，通 过计算机技术 、自动化 技术 还原油气 开 采现场 的设备 原理 、工 艺原 理 、工艺流程 ，可视化及直观性较强 ， 结合 相应的语言讲解 ，使学生 更易 于 理解 、掌 握 相 应 的 知 识 。 逼 真 性 利 用 实 时材 质 编 辑 功 能 ，可 以对 材 质 的 各项 属 性 进 行 调 整 ，如 颜 色 、高光 、 贴图 、ｕ Ｖ等手段 ，利用 三维场景的光影 和场景组织 营造 真实感 ，利用各种全局光渲染器的渲染能力 ，使 得场景具有非常逼 真 的光影效果 ，可以制作与实时场景效果媲美 的模拟环境。
油藏数值模拟基础培训(第七讲)
SCHEDULE
压力
不给，自 动平衡
AQUFLUX
水体压力AAQP仅用于FK 水体
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
水体部分要点分析
应用认识：
•认为数字水体可以比较直观表现与实际水区一致的效果，CT水体由 于其水体能量大小不好直接计算得到，而且与作用角度等其它不直接 因素相关，这给分析带来困难，但感觉它在反映大的外溢水量方面比 较有优势。FK水体要在较大的水体体积下才表现出与其它水体或者实 际水区一致的能量反映，也就是说FK水体对外溢水量及水体大小反映 不敏感。
•在RUNSPEC部分，流动水体可以处理为与解析水体相同；
•流动水体用关键字AQUFLUX来定义； •不能用关键字AQUFET定义流量水体。
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
水体部分要点分析 流量水体
关键字AQUFLUX最多包含有NANAQU组数据记录，每 一个都由水体的标识号和流速组成。在模拟期间通过在 SCHEDULE部分在此输入AQUFLUX关键字对流速进行修 改。
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
水体部分要点分析
网格水体 数字水体
数值水体
水体类型
FK水体（拟稳态水体）
通过调整网格的孔隙体积来描述水体大小， 此类水体一般用于有限水体的模拟。
通过调整水体参数（水体长度、横截面积、 孔隙度、渗透率、深度、初始压力等）来描 述水体性质，可以较好地描述实际封闭水体 状况。
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
水体部分要点分析 CT水体
油气工程仿真实训
油气工程仿真实训一、试训时间：2010年8月23日——2010年9月10日二、试训地点：教务机房10三、指导老师：四、实训要求：1、能够了解DCS系统并进行熟练操作。
2、可以对以下设备：（1）原油加热及两相分离器；（2）点脱水器；（3）三相分离器；（4）卧式三项分离器等进行冷态开车，正常停车，检修停车以及故障排查等。
3、要求所有操作做到快速精确。
五、试训内容：一、原油加热及两相分离单元（一）、.流程原理三相分离器分出的原油（含水小于30％），温度约为50摄氏度，经原油加热器（H-1201）用热介质油加热至65℃左右，与破乳剂经混相器（M-1202）混合均与后进入两相分离器(V-1202)再次气液分离，分离的气态轻烃进入稳定气压缩机二级入口，液相则进入电脱水器继续分离原油中的水。
（二）、冷态开车A．检查各设备安全附件是否正确投用。
B．打开各调节阀前后截止阀。
C．贯通原油流程并缓慢投料升温。
原油加热器（H－1201）·注意观察原油进出加热器的温度和两相分离器压力如果原油温度较低且两相分离器压力增长缓慢，可手动打开TV－1249，调节热介质油的循环量，注意调节动作宜缓，以免两相分离器超压。
·启动化学药剂泵，以最大量注入二相分离器。
·手动调节LV－1256，观察二相分离器的液位变化情况，当液位升至正常值后，将手动调节改为自动调节。
·手动调节PV－1252，待二相分离器的压力稳定并达到设定值后，将手动调节改为自动调节。
D．调整至正常并将紧急关断投用。
（三）、正常工况工况处于正常状态，可对工艺进行按要求进行调整。
（四）、液位调节阀阻塞液位调节阀阻塞，流通能力下降，打开液位调节阀旁路，现场手动将液位调整至正常。
（五）、液位调节阀卡死液位调节阀卡死，调节阀无法关闭，关闭调节阀前后截止阀，打开液位调节阀旁路现场手动将液位调整至正常。
（六）、换热器结垢换热器结垢后影响换热效果，可以打开温度调节阀组旁路，增加换热器热介质油循环量，将原油出换热器温度调整至正常。
油气藏数值模拟讲义4
油油藏藏
有效 网格
网格系统
(i,j)
b
。
。。 a
(i,j)
无效网格
网格系统
常规网格系统
块中心网格 点中心网格
局部网格加密
非常规网格系统 混合网格加密 多边形网格
•网格系统
块中心网格
一维、块中心有限差分网格系统（网格点在网格块的中心）
对于沿x方向的流动，可建立上图所示的块中心网格系统。在本图中，在油藏上叠加了包含有nx个网格块的网 格系统。这些网格块具有并不完全相等的步长Δxi。这些网格块必须满足下列关系式：
底层变薄）
（b）用比例网格对所标记的地质层位附加的定义
（b）所研究油藏的地层网格系统
（注意从西到东网格厚度比例的变化）
（从西到东，网格厚度比例相同）
•垂向网格系统
油藏模拟中的油罐类 型分层系统
（a）所模拟的油藏 （b）油罐类型分层系 统（阴影部分表示无效 网格）
微分方程的离散化
时间与空间离散
时间与空间 离散
•非常规网格系统
局部网格 加密
k =2
k =1 k
i=1 j
i
(2,1,2) i=2
(3,1,1) i=3
(4,3,2) (4,2,2)
j=3 j=2 j=1 i=4
•非常规网格系统
局部网格 加密
局部网格 加密的使用 说明。（在 非重点研究 区块内，网 格的数量减 少）
（a）用 于模拟的油 藏
|
i
1
2
pi pi1
1 2
(xi
xi1)
x x
xi
1 xi
高等数学应用案例石油工程专业
《高等数学》应用案例---高等数学的常微分方程在油井产量预测应用案例第一部分：问题描述在油井工程领域，预测油井的产量对于石油公司的运营和决策至关重要。
油井产量的准确预测可以帮助公司做出有效的资源分配、制定生产计划和优化采油工艺等决策，从而提高生产效率和经济效益。
然而，由于油井产量受多种复杂因素的影响，如油藏特性、地质构造、注采工艺等，预测油井产量是一项挑战性的任务。
针对这一问题，使用常微分方程（Ordinary Differential Equations，ODEs）建立数学模型可以是一种有效的方法。
我们以某个油田中的一个具体油井为例，该油井的历史产量数据如下：在这个案例中，我们将尝试使用常微分方程模型来预测未来几年该油井的产量。
通过该预测模型，我们可以回答以下问题：预测该油井在未来几年内的产量增长趋势如何？预计何时该油井的产量将达到某个特定的阈值？如何优化该油井的生产计划以最大化产量和经济效益？第二部分：建立模型在这个案例中，我们将使用常微分方程（ODE）来建立一个产量预测模型。
为了简化问题，我们假设油井的产量增长满足指数增长的趋势。
我们可以使用经典的常微分方程模型来描述产量随时间的变化。
假设产量随时间 t 的增长速率与当前产量成正比，我们可以得到以下的一阶常微分方程：dP/dt = k * P其中，P(t) 是油井产量关于时间的函数，k 是一个正常数，表示产量增长速率。
这是一个典型的一阶线性常微分方程。
为了将该常微分方程转化为可求解的形式，我们需要引入初始条件。
根据已有的历史数据，我们可以设定 t=0 时刻油井的产量为 P0。
因此，我们可以将初始条件加入到方程中：P(0) = P0通过求解这个常微分方程来预测未来几年的产量。
对于指数型增长的常微分方程，其通解可以表示为：P(t) = P0 * e^(k * t)其中，e 是自然对数的底数。
通过拟合历史数据，可以通过求解最小二乘法来估计 k 的值。
石油工程中的油藏数值模拟技术使用技巧
石油工程中的油藏数值模拟技术使用技巧石油工程中的油藏数值模拟技术是一种重要的工具，对于油田的开发和管理具有关键作用。
它通过建立数学模型，模拟石油藏中的流体流动行为和物质传递过程，帮助工程师预测油藏的产能和开发方案，并进行优化设计。
在实际应用中，油藏数值模拟技术需要合理运用，根据具体的任务要求，灵活选择和使用适当的技巧。
首先，选择合适的数学模型是油藏数值模拟的关键。
常见的油藏数值模拟模型包括各向同性模型、非各向同性模型和双渗透模型等。
各向同性模型适用于具有均匀孔隙度和渗透率的油藏，而非各向同性模型则适用于具有各向异性的油藏。
双渗透模型可以模拟由水和油组成的复杂油藏。
在选择模型时，需要充分了解油藏的地质特征和性质，以确保数值模拟结果的准确性和可靠性。
其次，在进行模拟前，必须进行合理的网格划分。
网格划分的精细程度对数值模拟结果的精度和计算效率有着重要影响。
对于油藏中的复杂结构和地质特征，应当尽可能选择适合的非均匀网格或多块网格划分方法。
对于具有高梯度区域的油藏，可以采用局部细化的网格划分方法以提高精度。
此外，要注意网格划分的网格大小和形状，避免出现过分扭曲的网格。
第三，油藏数值模拟中的边界条件和参数设置非常关键。
边界条件的合理设置有助于准确模拟油藏中的流体运动和物质传递过程。
常见的边界条件包括压力边界条件和物质流量边界条件等。
在设置参数时，需要充分考虑油藏当时的实际情况，如油藏压力、温度、岩石特性等，以确保模型的真实性。
此外，还需要注意模型中的各种参数之间的相互关系，避免设置相互之间矛盾的参数。
第四，合理选择数值计算方法也是油藏数值模拟的关键。
常见的数值计算方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。
在选择方法时，需要综合考虑计算复杂度、模型适用性和精度等因素。
有限差分法适用于简单油藏和边界条件，有限元法适用于具有复杂结构的油藏，而有限体积法则适用于非均质油藏和非线性问题。
此外，在模型计算时，还需注意数值稳定性和收敛性，避免出现数值计算上的问题。
石油化工行业中过程模拟技术的使用方法和工程实践案例
石油化工行业中过程模拟技术的使用方法和工程实践案例过程模拟技术是石油化工行业中广泛应用的一种工程技术手段，旨在通过数学模型和计算机模拟，对石化过程中的物质转化、能量传递和动态变化进行精确模拟和分析。
通过模拟技术，可以提高石化企业的工艺流程设计、优化运行、降低能耗、提高产品质量等方面的综合能力。
本文将介绍过程模拟技术的使用方法和工程实践案例，以展示其在石油化工行业中的重要作用。
一、过程模拟技术的使用方法1.数据收集与整理：在进行过程模拟前，需要收集和整理相关的输入数据，包括原料性质、反应动力学参数、催化剂性质等。
这些数据是建立模型和进行模拟的基础，准确性和完整性对模拟结果的可靠性和准确性影响重大。
2.模型建立与验证：过程模拟技术需要建立相应的数学模型来描述物质和能量的转化、传递和变化过程。
建立模型需要根据实际情况选择合适的物理化学原理和数学方程，并对不同环节进行适当简化和假设。
建立完模型后，需要通过实验数据对模型进行验证，确保模型的准确性和可靠性。
3.模拟计算与优化：在进行过程模拟计算时，需要将建立的数学模型输入模拟软件中，通过数值计算和迭代方法求解模型的数值解。
模拟计算过程需要考虑到实际工艺的各种限制条件和操作要求，如温度、压力、反应速率等。
通过模拟计算结果，可以得到各个环节的详细信息和过程参数，进而对现有工艺进行优化，提高生产效率和产品质量。
4.结果分析与应用：通过模拟计算得到的结果，需要进行全面的分析和评价。
对于不同的应用需求，可以从能耗、产物收率、副产物生成、设备选择等多个角度进行分析和评价，并根据结果做出相应的决策和调整，以实现工艺的经济、高效和环保运行。
二、工程实践案例1. 炼油厂模拟优化案例：某炼油企业使用过程模拟技术对其炼油工艺进行了优化。
通过模拟计算，发现某一反应装置存在着反应温度失控的问题，导致产品质量不稳定。
通过调整该装置的加热方式和催化剂用量，模拟计算出最佳的温度和催化剂用量范围，避免了反应温度失控的问题，提高了产品质量，同时降低了能耗和催化剂的消耗。
0712_钻井工程中的ANSYS数值模拟
刹车时
0.04(a / d a ) Re 当 Re 2.4 10 ha = 0.55 5 0.7(a / d a ) Re 当 Re 2.4 10
0.8
5
松刹时
Nu ha ' = l
三、案例分享-地面装备
➢ 3. 辐射边界
对于热分析而言，辐射边界条件是一个高度非线性的问题，直接 处理辐射边界非常复杂，为简化问题，在此将刹车盘表面的辐射边 界等效为对流换热边界。
Q = (T − T ) A
4 4
q = hr (T − T )
− 298 temp − 25
4 4
hr = 5.67 10
−8
temp + 273) ( 0.55
temp 为刹车盘瞬时的温度，℃
三、案例分享-地面装备
➢ 4. 冷却循环水对流换热系数的确定
当流体被加热时可取n=0.4，则可得冷却水与刹车盘间的对流 换热系数为：
◼ 算例1. 12000米钻机刹车盘热疲劳裂纹分析
三、案例分享-地面装备
➢1.热流密度的确定
mav q = A
m为刹车盘及钻柱的当量质量；a为刹车盘的制动加速度；
v为刹车盘的瞬时速度；A为受热面积。
三、案例分享-地面装备
➢ 2. 刹车盘表面对流换热系数的确定
刹车盘在工作过程中是有外罩的，在刹车过程中它与空气对流 系数的确定可以采用有限空间自然对流换热的试验关联式。
钻井工程中的ANSYS数值模拟
中国石油集团工程技术研究院 郭慧娟
目 录
一、简介
二、钻井工程数值模拟特点及现状
三、案例分享
四、展望与挑战
一、简介
• 中石油工程院，原中石油钻井工程技术研究院，位于北京市昌平区，成 立于2006年9月，中石油直属研究院，主要研究领域钻井工程。
排601块浅层稠油油藏数值模拟
SJ= =318KVA
现场供电为三级配电,即总箱、二级箱、三级箱(手提箱及插座箱),两级空开、三级漏电保护。配电方式以放射和串接结合,采用三相五线制,供电选重型橡套电缆。考虑到现场实际情况及工程各个施工阶段的用电负荷情况,配电箱平面位置见施工平面布置图。
2.8.3
进场前现场内有障碍物已消除,具备施工条件。
2.8.4现场内地面全部硬化处理,做到无黄土外露。
2.9施工现场平面布置
详见现场平面布置图
2.10施工扰民问题
本工程要认真考虑尽量减少施工扰民问题,并严格按照有关规定执行。
2.11临时用电、用水设计
1.临电设计:
综合以上11组用电设备的计算负荷,取周期系数KP=KQ =0.8,则PJ=0.8*(53+27+.52.5+30.87+8.32+46.08+25.1 2+12+17.6+9.45+50.5)=0.8*332.44=265.95Kw
2、临水设计
a、临水计算
根据本工程现场实际布置特点,现场临时用水管道采用聚乙烯PE管。现场临时用水包括:施工用水Q1,现场
生活用水Q2,现场消防用水Q3。其中计算如下: Q1=K1q1N1K1/8/3.6/300=1.15(16000+4000)÷8÷3.6÷300=
2.7L/s)
Q2:现场施工高峰期施工人员按200人计算。
作者:赵晓
石油工程数值模拟培训例子
数值模拟培训讲义--- Eclipse 软件应用部分第一部分: 数值模拟用数据资料准备第二部分Eclipse简介及建模步骤第三部分: 地质建模及前处理模块GRID 的使用第四部分: 数值模拟计算结果分析及后处理部分石油大学（北京）油藏数值模拟组2003年10月16日第一部分数值模拟用数据资料准备在进行数值模拟之前，需要收集一些相关的数据，以便为后面的数值模拟作准备，这些资料总体来讲可以分为两大部分，一是静态资料，二是动态资料。
为方便数值模拟操作人员更好更全的收集这些资料，下面将这些必要的资料作一总结如下：（一）静态资料1. 小层数据表或等值线图［包括砂层厚度、有效厚度（或净毛比）、顶部深度、孔隙度、渗透率等］;2. 地质储量及地层、油藏特点的总结报告；3. 油、气、水高压物性PVT数据；4. 油水、油气相渗曲线数据和毛管压力曲线数据；5. 原始地层压力、温度、压力系数数据；6. 油、气、水分布（原始饱和度）或压力分布或油水界面和油气界面；7. 井位分布图；8. 流体和岩石化验分析报告；（二）动态资料1. 射孔完井报告；2. 井史报告、压裂等措施；3. 系统测压资料；4. 试油、试井和试采资料（压力恢复曲线）；6. 油水井别，调整井位示意图；7. 油井生产（水井注水）数据报表：日产油、日产液、日产气、综合含水、压力累积产油（气、水、液）日注水、累积注水8. 区块综合生产数据统计报表：日产油（水、气、液）、采出程度、综合含水累积产油（气、水、液）日注水、累积注水第二部分Eclipse简介及建模步骤一、Eclipse 简介Eclpise是斯伦贝谢公司开发的一套数值模拟软件，它界面好，图形输出功能强大，可输出两维和三维视图，并可以进行角度变换，能够很好处理断层，并能半自动进行敏感性分析。
Eclpise不仅为各种各样的油藏和各种复杂程度(构造、地质、流体、开发方案)的油藏提供了准确、计算快速的多项选择，而且还提供了全隐式、IMPES AIM 和IMPSAT求解方法，可以在任何工作平台上运行，包括UNIX和PC等，并能够完成在多个处理器上的大型并行计算。
油藏数值模拟实用技能培训
- 考虑一个典型的注采单元，二维或三维 - 跟踪井组单元内的驱替前缘、驱替效率研究
5.4 全油田模拟
- 考虑参与渗流的整个生产区域，包括油藏、井筒 - 模拟全油藏的整体开发规律
单井模型网格示意图
利用井组概念模型，进 行鱼骨刺分支水平井注 采井网开发效果研究
一能做些简单的科学运算 70年代：计算机快速升级，带动了油藏数值模拟的迅猛发展，计算速度达到
每秒100-500万次，内存增至16兆字节。黑油模型日趋成熟，已能解决中小 型油藏的模拟问题 80年代：油藏数值模似技术飞跃进步，计算方法及软件迅猛发展，超级向量 机诞生，计算机速度达到亿-几十亿次，内存高达10-20亿字节 90年代：油藏模似软件的各模块功能迅速发展，体现为向一体化方面发展， 出现了集地震、测井、钻井工程、完井工程、油藏工程、采油工程、压裂酸 化措施工艺及地面集输、经济评价等为一体的大型软件
[ Hg KKrg x g
( Pg x
g
g
D x
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D)] x
[ HwKKrw y w
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d 1
dr1 dr2 dr3
k=1 k=2 k=3 k=4
径向坐标网格系统
局部加密网格系统
混合网格系统
一、什么是油藏数值模拟 ？
8 模型的类型
8.1 根据流体分类 （1）黑油模型
- 简单的相态（油-气-水），温度的变化可以忽略 - 用于一次采油、注水、干气注入、聚合物注入
数值模拟在石油勘探中的应用
数值模拟在石油勘探中的应用石油勘探从传统的地震勘探到了数字化、自动化和高效化的时代。
在这个过程中，数值模拟的应用越来越重要。
本文将从解释数值模拟的定义和原理、阐述数值模拟在石油勘探中的应用、分析数值模拟的优缺点以及展望数值模拟的未来，对数值模拟的应用做出详细的解释。
一、数值模拟的定义和原理数值模拟（numerical simulation）是指通过数学模型和计算机技术对某种现象或过程进行数值分析和计算，从而得出某些物理量的数值、变化趋势和规律。
数值模拟在石油勘探中的应用，就是通过建立地质模型、物理模型、数值模型等来模拟地下石油储层的分布、特征、性质和形态等，为油气勘探提供理论依据和技术支撑。
数值模拟的原理主要有两个方面，一是基于模型的设计，构建合理的数值模型，包括地质模型、物理模型和数值模型等，确定模型的输入和输出参数，以及数值计算的方法和算法。
二是基于计算的模拟，采用计算机技术对模型进行离散化、数值化和计算化，实现模型的计算和仿真。
随着计算机硬件和软件技术的进步，数值模拟的应用越来越广泛，对石油勘探领域的发展产生了巨大的影响。
二、数值模拟在石油勘探中的应用数值模拟在石油勘探中的应用非常广泛，主要涉及到以下几个方面：（一）地质模拟地质模拟是数值模拟在石油勘探中应用较为广泛的一个方面。
地质模拟的基本思想是反演地下地质体的结构、性质和特征等，通过计算机模拟的方式，得到石油储层的描述参数并且优化模型。
地质模型是指将地质原型通过建模技术转换为数学表达式和算法，可以表示层状、非层状、复杂非均质性储层的结构和性质。
通过模拟计算，可以预测储层的分布、厚度、面积等特征和属性，为勘探和开发提供技术支撑。
（二）地球物理模拟地球物理模拟是指应用数值模拟对地球物理数据进行解释和分析，推算地下储层的构造、层位和性质等。
地球物理模拟的核心是基于地震波传播和反射原理，以及地球物理参数的介电常数和密度等参数搜算地下原始信息。
通过地震勘探资料，利用数学物理方法进行场量分析和演化，分析勘探结史及构造变形模型，开展更为准确、高效、智能化的勘探和定位工作。
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数值模拟培训讲义---- Eclipse 软件应用部分第一部分: 数值模拟用数据资料准备第二部分Eclipse简介及建模步骤第三部分:地质建模及前处理模块GRID的使用第四部分:数值模拟计算结果分析及后处理部分石油大学（北京）油藏数值模拟组2003年10月16日第一部分数值模拟用数据资料准备在进行数值模拟之前，需要收集一些相关的数据，以便为后面的数值模拟作准备，这些资料总体来讲可以分为两大部分，一是静态资料，二是动态资料。
为方便数值模拟操作人员更好更全的收集这些资料，下面将这些必要的资料作一总结如下：（一）静态资料1. 小层数据表或等值线图[包括砂层厚度、有效厚度（或净毛比）、顶部深度、孔隙度、渗透率等]；2. 地质储量及地层、油藏特点的总结报告；3. 油、气、水高压物性PVT数据；4. 油水、油气相渗曲线数据和毛管压力曲线数据；5. 原始地层压力、温度、压力系数数据；6. 油、气、水分布（原始饱和度）或压力分布或油水界面和油气界面；7. 井位分布图；8. 流体和岩石化验分析报告；（二）动态资料1. 射孔完井报告；2. 井史报告、压裂等措施；3. 系统测压资料；4. 试油、试井和试采资料（压力恢复曲线）；6. 油水井别，调整井位示意图；7. 油井生产（水井注水）数据报表：日产油、日产液、日产气、综合含水、压力累积产油（气、水、液）日注水、累积注水8. 区块综合生产数据统计报表：日产油（水、气、液）、采出程度、综合含水累积产油（气、水、液）日注水、累积注水第二部分Eclipse简介及建模步骤一、Eclipse简介Eclpise是斯伦贝谢公司开发的一套数值模拟软件，它界面好，图形输出功能强大，可输出两维和三维视图，并可以进行角度变换，能够很好处理断层，并能半自动进行敏感性分析。
Eclpise不仅为各种各样的油藏和各种复杂程度（构造、地质、流体、开发方案）的油藏提供了准确、计算快速的多项选择，而且还提供了全隐式、IMPES、AIM 和IMPSAT求解方法，可以在任何工作平台上运行，包括UNIX和PC等，并能够完成在多个处理器上的大型并行计算。
二、Eclipse建模步骤及基本数据为了熟悉用Eclipse建立地质模型的基本步骤，在这一部分中以一个一维均质等厚各向同性井组为例作一介绍。
模拟井组基本情况如下：模拟区块面积为1040m*560m，网格结点882个(21*21*2)，有效厚度和顶部深度通过文件输入，两个层的X方向渗透率和Y方向渗透率分别为1.25md和2.5md，Z方向渗透率为0.1md，孔隙度分别为0.12和0.15，井网井位如下图所示：基本步骤如下：(一) Case Definition1.Simulator BlackOil2.General(1) Simulation Start: Day 1 Month Jan Year 1970(2) Title:*******(3)Model Dimensions:Number of Cells in X Direction : 21Number of Cells in Y Direction : 21Number of Cells in Z Direction : 2(4)Units3.ReservoirAquifers AnalyticalNumericalNumber of Reservoirs 1Grid Type CartesianGeometry Type BlackCentred4.PVTGas Oil Water Dissolved Gas(二) Grid (Subsection →GRID Keywords )1.Geometry(1) Grid Axes wrt Map CoordinatesX coord of Y axis: 0 ; Y coord of Y axis: 560 ;X coord of origin: 0 ; Y coord of origin: 0 ;X coord of X axis: 1040 ; Y coord of X axis: 0 ;(2) X Grid Block Sizes : 45.92 45.92(3) Y Grid Block Sizes : 26.67 26.67(4) Z Grid Block Sizes : 10 15(5) Depths of Top Faces : 1520 1530(6) Grid Data Units : METRES注：在此可以通过读入数据文件的格式加载顶部深度、有效厚度等数据文件。
2.Properties(1) Net Thickness : 10 15(2) X Permeability : 1.25 2.5(3) Y Permeability : 1.25 2.5(4) Z Permeability : 0.01 0.01(5) Porosity : 0.12 0.15(三) PVT (Section →Keywords )1.Fluid Densities at Surface Conditions(1) Oil Density : 854 kg/m3(2) Water Density : 1000 kg/m3(3) Gas Density : 1.0708 kg/m32.Rock Properties(1) Reference Pressure : 350 bar(2) Rock Compressibility : 0.000135 1/bar3.Live Oil PVT Properties (Dissolved Gas ) –PVTO keywordfrom data file : pvto.txt4.Dry Gas PVT Properties (No Vapourised Oil ) – PVDG keywordfrom data file : pvtg.txt5.Water PVT Properties(1) Reference Pressure(Pref) : 350 bar(2) Water FVF at Pref (B w) : 1.006 rm3/sm3(3) Water Compressibility (C w ) : 6.25E-5 1/bar(4) Water Viscosity at Pref (μo ) : 0.6 cp(5) Water Viscosibility : 0 1/bar(四) SCAL (Section →Keywords )(1) Water/Oil Saturation Function (SWOF) : sw.txt(2) Gas/Oil Saturation Function vs Liquid Saturation(SLGOF) : sl.txt(五) Initialisation (Keywords Type →Equilibration )1.Equilibration Data Specification (EQUIL)(1) Datum Depth : 1525 m(2) Pressure at Datum Depth : 166.7 bar(3) WCO Depth : 1545 m(4) OW Cap Pressure : 168.7 bar(5) GOC Depth : 0 m(6) Rs/Pb v Depth Table : 12.Rs v Depth (RSVD )Depth (m) Rs (sm3/sm3)1525 80.21325 80.23.Define Aquifer →Initialisation (Keywords Type →Aquifer ) →Fetkovich Aquifer Data (AQUFET )(1) Datum Depth (m) : 1545(2) Initial Pressure (bar) : 166.7(3) Initial Volume (m3) : 20000(4) Total Compressibility (1/bar) : 0.0002(5) Productivity Index (sm3/day/bar) : 0.01(6) PVT Water Property Table : 1(7) Lower I Connection : 1(8) Upper I Connection : 21(9) Lower J Connection : 1(10) Upper J Connection : 21(11) Lower K Connection : 2(12) Upper K Connection : 2(13) Connection Face : k+(14) Salt Concentration (kg/m3) : 0(六) Regions (空)(七) Schedule (Events →New )1.Time Entry Choice (Time →Insert)(1) Time Step(2) Add Time Step to Subsequent Step or TimesTime Step 1 yr Num 102.Define Wells, Groups, & Connections →Well Specification (WELSPECS)(1) Well : L37-37 L37-39 L39-37 L39-39 L38-38(2) I Location , J Location , Preferred Phase(3) Drainage Radius : 0.1 m3.Define Wells, Groups, & Connections →Well Connection Data(COMPDAT)(1) Well : L37-37 L37-39 L39-37 L39-39 L38-38(2) I Location , J Location , K Upper , K Lower(3) Well Bore ID : 0.1 m4.Well Controls and Limits →Production Well Control (WCONPROD)(1) Well : L37-37 L37-39 L39-37 L39-39(2) Control : LRAT(3) Liquid Rate : 1.5 m3/d5.Well Controls and Limits →Production Well Control (WCONINJE)(1) Well : L38-38(2) Injector Type : WATER(3) Liquid Surface Rate : 6 m3/d(八) Summery (选择所要输出的内容)(九) Multiple Sensitivity (空)(十) ECLIPSE Office →RUN第三部分:地质建模及前处理模块GRID的使用静态地质模型主要包括：油层顶深、油层x、y方向的网格划分、各网格的孔隙度、渗透率数据。