油气田开发物理模拟1
《油藏数值模拟》第一章绪论
计算初始条件下油藏压力及流体的 分布状况。
怎么做油藏模拟?
(1)问题定义
(2)数据检查 (3)模型建立 (4)初始化 (5)历史拟合 (6)动态预测 (7)报告编写
通过拟合产量、含水、压力等指 标，进行模型计算与实际油藏动 态的对比分析，反演油藏地质模 型，认识油藏动态变化规律及油 藏压力、剩余油分布状况。 在可接受的历史拟合精度基础上 ，预测开发部署（或调整措施方 案）下的油藏未来生产动态。
为什么要进行油藏数值模拟?
1. 油气藏的复杂性
地质特征复杂：裂缝、断层、尖灭、非均质、隔夹层、多层
油气水关系复杂：多个压力系统、多个流体界面、油气水间互 流体特征复杂：三维三相、三维四相、复杂的相态变化、多组分 2.油气藏开发的复杂性 通过各种措施增加产量和利润，是一个复杂的多因素决策过程
存在地质和工程的不确定性，需要进行完备的风险评估
部动态预测。 能考虑油藏的复杂几何 数值模 形状、非均质性、岩石 和流体性质变化、井网 方式和产量等因素，是 拟 法： 迄今为止油藏动态研究 中考虑因素最多的一种 方法。
忽略非均质性和动态参的
决策：提出措施或方案
为什么要进行油藏数值模拟?
由于研究和开发一个油田是一个复杂的综合性科学技术问
题，人们靠经验和利用一些简单的计算公式、物质平衡、玛斯
开采 过程
非线性偏 微分方程
非线性 代数方程
②建立数值模型
线性 代数方程
①建立数学模型
Ａ、通过质量/能量守恒方程、状 态方程、运动方程、辅助方程建立 基本方程组。 B、根据所研究的具体问题建立相 应的初始和边界条件。
A、通过离散化将偏微分方程组转换为有限差分方程组。 B、将非线性系数线形化，得到线形代数方程组。
中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之新型物理构造模拟装置
中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之
新型物理构造模拟装置
由中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所自主研发的一种能够真实反映自然界地质构造运动特征的走滑构造物理模拟实验装置及其操作方法，日前获得国家实用新型专利授权㊂
构造物理模拟实验是地质研究的重要手段，对油气田勘探与开发具有推动作用㊂针对传统的模拟实验技术存在的诸多问题，该所科研人员依托国家 ８６３ 计划子课题 南海盆地原型作用 响应软件研发 ，通过采用三维光学扫描技术，成功研发出适用于地质构造模拟研究的实验装置及其操作方法，解决了以前构造模拟实验中无法实现的技术难题㊂这套新型模拟实验装置配设的高精度三维光学扫描系统，能够不失真地获取实验过程的质点位移变化数据，再现构造运动的质点运动轨迹，使物理模拟方法更加精确和切合实际；控制系统采用电脑自动控制方式，自动化㊁数字化程度高，控制精准，实现了实验过程的自动监控㊁运动的实时跟踪㊁实验参数的非接触采集；通过更换模板可以实现走滑构造㊁挤压拉分构造㊁推覆及冲断构造等的构造物理模拟实验；通过自动摄录系统即可动态展示实验的整个过程和地质构造的演化过程；整个实验过程无需人员值守，大大节约了人工成本，在提高效率㊁改善性能㊁提升品质等方面有明显的技术优势㊂该套装置的成功研制，既对解释和论证自然界中普遍存在的各种类型地质构造的成因机制具有重要意义和应用价值，又对构造物理模拟实验研究的发展及其技术的进步具有积极促进作用㊂
截至目前，科研人员利用这套新装置已对国家 ８６３ 计划项目㊁国家重大专项课题㊁中国石化油田部滚动项目等进行构造物理模拟实验，在实际应用中取得显著成效，为项目研究获得新突破打下了良好基础㊂
（刘运黎㊀江其勤）。
异常高压气藏开发物理模拟相似理论研究
① 气藏条件是高压、 等温渗流 ； ② 气和水两相
３ ５期
沈伟军 ， 等： 异 常高压气 藏开发物 理模 拟相 似理论研究
不溶 混 ， Ｄ ａ ｒ ｃ ｙ 定 律对 气 和水分 别成 立 ； ③ 地 层是 均
关键 词 异常高压气藏
物理模 拟
相似准数
相似理论
中图法分类号 Ｔ Ｅ ３ １ ２ ；
文献标志码
Ａ
异 常高压气 藏 作 为一 种 特 殊 复杂 气 藏 ， 主 要分 布在 我 国 的 四川 、 新 疆 等地 ， 在 已发 现 的气 藏 中 占 有相 当大的 比例 。随 着全 球 能 源供 应 的紧 张 ， 其重 要性 日益 凸 显 Ｊ 。而 物 理 模 拟 是 油 气 藏 开 发 研 究 的一 个 重要方 法 ， 可 以用来 研 究 油 气藏 流体 在 岩石 中的渗 流规 律 ， 为油 气 田开 发 方 案 设 计 提 供 指 导 。 它 的理 论基础 是相 似 理论 ， 通 过影 响 油 气藏 一 系 列 相 似准 数 可 以将 油 气 田现 场 的单 井 模 型按 比例 缩 小 转化 为实验 室 的小 模 型 ， 用来 研 究 各 物 理量 之 问 的 函数 关系 ， 从 而 揭示油 气藏 开发规 律 ’ ３ Ｊ 。 利 用相 似理论 对油 气 藏 物理 模 拟研 究 是 从 Ｌ ｅ ．
摘
要
为 了使物理模 拟实验结果 更好地 应用到气 田中， 为气田开发方案设计提供 理论 指导 ， 在 前人针对水驱 油藏研 究的基
础上 ， 针 对异常高压 气藏的特 点， 从 气藏气水 两相 的基本 方程 出发 ， 应用检验 分析方 法推导 了异 常高压 气藏开发 物理 模拟相
似准则 ， 分析 了各相似准数 的物理意义。在此基础上， 分析 与讨论某 实际气 田井组原型 与模 型之 间参 数换 算， 从 而量化模 型
油气田开发方案编制与优化技术解析考核试卷
B.市场需求的变化
C.技术进步
D.所有以上选项
19.在油气田开发过程中，下列哪种方法有助于提高油气藏管理水平？（）
A.实施精细化开发
B.采用传统开发方法
C.降低开发成本
D.提高采收率
20.下列哪种技术不适用于油气田开发方案的编制与优化？（）
A.信息技术
B.物联网技术
C.云计算技术
C.地震勘探
D.岩心分析
16.油气田开发优化技术的应用，下列哪项不属于其范畴？（）
A.提高油气产量
B.降低开发成本
C.改善油品质量
D.提高安全环保水平
17.在油气田开发方案编制中，下列哪种方法可用于估算油气藏储量？（）
A.物探资料解释
B.试井分析
C.经济评价
D.储层建模
18.下列哪种因素可能导致油气田开发方案调整？（）
2.下列哪些技术可用于油气藏地质建模？（）
A.遥感技术
B.岩心分析
C.地震勘探
D.井筒测量
3.油气田开发优化过程中，以下哪些方法可以用来提高油气藏的可采储量？（）
A.改进开采工艺
B.优化井网设计
C.提高采收率技术
D.增加投资成本
4.以下哪些因素影响油气田开发井网设计？（）
A.油气藏的几何形状
B.油气藏的物理性质
油气田开发方案编制与优化技术解析考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______年__月__日得分：____________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.油气田开发方案编制的第一步是：（）
旅大10-1油田化学驱物理模拟研究
文献 标 识 码 ： Ａ
旅 大 １— ０ １油 田 于 ２ ０ ０ ５年 １月 ２ 日顺 利 投 ８
决 策提 供 了实 验依据 。
产 ， 是旅 大 油 田群 投 产 的第 一 个 油 田。该 油 田 它
位 于 我 国 目前 海 上 最 大 的 自营 油 田 绥 中 ３ ． 油 ６１
１ 实验 条 件
收稿 日期 ：０ ６ ７—１ ； 回 日期 ： ０ ６—０ ２ ０ —０ ７改 ２０ ８—２ ８
实 验用 水采 用模 拟 水 ， 依据 旅 大 １ — 田水 ０１油
源井 和地 层 水 水 质 分 析结 果 （ ２ 室 内 配制 ， 表 ） 岩 心饱 和 用 水 为模 拟 地 层 水 ， 化 度 为 ２ ８ ３ １ 矿 ７．８ ｍｇ Ｌ ／ 。水驱 注人 水 和配制 微凝 胶 、 聚合物 溶液 的
依据 物理模 型与 实际油 藏 典型 地质模 型几 何相 似 和物 性参数相 近 原 则 设计 物 理 模 型 ， 型外 部 几 模
何尺寸 ： ×宽 ×高 ＝３ ． ｍ ×４ ５ｃ ×４ ５ 长 ０ ０ｃ ． ｍ ． ｃ 各层渗 透率 和厚 度数据 见表 １ ｍ， 。
表 １ 人 造 模 型 基 本 几 何 和 物 性 参 数
作 者 简 介 ： 锋 （９ ６ ）男 ．０ ０年 毕 业于 西 南 石 油 学 院 石 油 工程 学 院应 用 地球 物 理专 业 ，０ ４届 大 庆 石 油 学 院油 气 田 开 发 工 程 专 业 隆 １７ 一 ， ２ ０ ２０
在读硕士研究生。
维普资讯
显著 的 开发效 果 。但 是 ， 于早 期 注 聚 合物 或 交 关
联 聚合物等 提 高采 收 率措 施 的研究 和应 用 很 少 。 根据 有关 文献 研究 表 明ｌ 】注 聚合 物 或交 联 聚 Ｌ ， ４ 合物 的时 机越 早 ， 油效 率越 高 、 产 周 期越 短 、 驱 生
油气层产能预测方法及模型
油气层产能预测方法及模型油气层产能预测是油气勘探和开发的重要部分。
在勘探阶段，油气层产能预测可以指导勘探评价和勘探开发，有助于合理制定开发计划和优化生产措施。
在生产阶段，油气层产能预测可以对油田的整体生产管理和运营调整提供依据，实现油田的持续高效开发。
本文将介绍油气层产能预测的方法和模型。
油气层产能预测方法主要包括经验法、统计法和物理模拟法。
1、经验法经验法是基于相似油气田的开发经验，通过在目标油气层和砂体的关键位置进行裸眼观察、岩心分析和试油试气等手段，综合分析确定油气藏的主要参数，如孔隙度、渗透率、投资强度等参数进行预测。
经验法主要用于早期勘探开发阶段、数据不充分的地区和开发周期较短的项目预测工作。
2、统计法统计法是用统计学原理对已有油气开发数据及勘探信息进行分析和处理，通过建立数学模型进行油气层产能预测。
常用的统计法包括：（1）线性回归分析：通过对产量或产值与各个影响因素之间的线性关系进行分析，确定油气田产能的主要控制因素，建立产能预测模型，进行产量预测。
（2）神经网络模型：神经网络是一种类似人脑的处理和推理系统，在油气层产能预测中应用广泛。
通过神经元的联结学习，模拟人类大脑，能够自动学习规律和模式，处理复杂的非线性问题。
神经网络模型主要用于处理多因素、非线性和不确定性等问题。
（3）贝叶斯网络模型：贝叶斯网络是一种基于概率推理的图表模型，能够对多个因素进行精细建模，通过对因素之间的联结和依赖进行分析和学习，确定油气田的产能预测模型。
贝叶斯网络模型主要用于油气层产能预测中的决策分析和风险评估等。
3、物理模拟法物理模拟法是基于物理化学本质和实验数据建立的数学模型，通过油气层流体动力学、热力学、地质力学等方面的分析和模拟，预测油气藏的产能。
（1）物理模型实验：通过模拟实验在不同的挠曲模拟变量下对油气层产能进行研究和预测。
实验模型一般包括物理模拟模型和具有尺寸、性质、流场模拟的模型，模拟的实验一般耗费时间和成本很高。
油气田开发地质考试1试卷及答案
4.试叙述多油层砂岩油田划分开发层系的原则（10）
答：①一个独立的开发层系必需具备一定的储量，保证油井能达到一定的生产能力。油层数少，厚度小，产能会低些；但层数多，厚度大，层间矛盾也会大些。因此，必需根据油田的具体情况，作到两者兼顾。
油田注水：油田注水是把水注入油层并将原油驱替到生产井的过程。
第2题：回答下面的问题（30）
1.建立储层地质模型的关键技术是什么?（2）
答：建立储层地质模型的关键技术是如何根据已知的控制点数据进行内插和外推的储层参数估计值。即需要寻找和选择最能符合储层地质变量实际空间变化规律的数值计算模型，来实现对储层特性的空间变化的正确定量描述。
④同一开发层系内单油层应相对集中，开采层段不宜过长和分散，以利于井下工艺措施的顺利进行。
总之，开发层系划分的粗细程度应全面考虑，不能太粗，也不宜过细。如果开发初期划分过粗，开采中往往矛盾较多，在开发中后期再来调整也很复杂。当然划得过细，钻得井很多，单井产量低，增加了油田初期的投资，地面地下管理也有困难。一个油田开发层系划分的粗细程度是一个值得讨论的问题。
（6）原油的粘度
原油粘度也是选择油田注水的重要条件，当油水粘度比太大时，开发效果不好。一般来说，当地下原油粘度大于lOOmPa.s时，该油藏已不适宜注水，最好采用热力采油。
（7）矿物成分的敏感性
在评价油层注水时，粘土矿物和黄铁矿含量是个很重要的因素。油层中伊利石和蒙脱石的百分含量直接关系到油层是否适合于注淡水。如果要保持油层的渗透率不变，则油层中的粘土物质必须永远保持体积不变。粘土膨胀会降低渗透率。粘土遇到淡水通常会膨胀，而遇到盐水则不会膨胀。显然，在有淡水源的地区，必须特别注意油层中的粘土含量。蒙脱石矿物中，又以钠蒙脱石的膨胀性最大，遇水膨胀后的体积可为原体积的8～10倍。一般用膨润度(膨润度是指粘土膨胀后增加的体积占原始体积的百分数)来衡量粘土膨胀大小的指标。粘土膨胀的大小与水的性质有关，通常淡水使粘土膨胀远比咸水大得多。
裂缝性油藏大尺度可视化水驱油物理模拟实验
样 。其存在 方式各 有不同 ， 主要形式有柱状 、 角隅状 和膜状 ， 每种 残余油 的形成机 理也 有所不
同。结合 实验结 果， ２组可视 化模型水驱油效率 以及含 水率变化规 律进 行 了分析 ， 对 发现 与常
规 孔 隙介 质 水 驱 油特 征 有 明显 差 别 关键词 ： 裂缝 性 碳 酸 盐 岩 ； 大尺 度 可视 化 物理 模 型 ； 拟 实验 ； 余 油 分 布 ； 驱 油 机 理 模 剩 水 中 图 分 类 号 ：Ｅ ４ Ｔ３１ 文献标识码 ： Ａ
引 言
胜利 油 田地处 渤海 之滨 的黄 河三 角洲 地带 ， 是
型 尺寸 为长 ９ ０ｈ 宽 ６ ０ｍｍ， Ｉ０ ｍ３。裂 缝 ５ ｉ ｍ， ０ 厚 １ ｌ １ 尺寸 为宽 ６Ｉ 深 ２ Ｔ 图 １ ） ｌ Ｔ ｍ， ０ｍｌ（ ａ 。 ｌ
实验 井 网设计 中上 部 和下部 的井 排分 别编 号 ： 模 型底 端 ７口井 为饱 和水 时所 用 ， 亦可模 拟底 水 锥 进 ； 驱油 过程 中上 部 １８为 注水 井 ， ３５、 水 、 ２、 、 ６为 采 油井 ， ７关 井 ； ４、 改变 注 水井 时 ２ ６为注 水 井 ， 、 、 １
岩油藏流体渗流机理物理模拟研究基础上
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
， 建
立模 拟实 验装 置 ， 特点 是可 直观 观 测模 型裂缝 中 其
的水驱 油 过程 ， 并通 过物 理模 拟手段 研究 裂缝 系统 中油水 运 动方式 和不 同阶段采 收率 ， 为裂 缝性 碳 酸
盐岩油藏注水开发提供 了技术支持 。
ｌ 模 型设计制作
１１ 第 ｌ ． 组模 型— — 未充填 裂 缝大 尺度 可视 化模
型
ａ 未 充 填 ｂ 充 填
轮南油田周期注水物理模拟实验研究
番
０
４
错 ∈
注水周期
图 ５ 天 然 岩 心 周 期 注 水 相 对 常 规 注 水 图 ３ 周 期 注 水 采 出程 度 与 时 间关 系 提 高 的 各 周 期 阶 段 采 收 率
每 个周 期注 水 阶段末 的采 出程 度 与常规 注水 采
图 ２ 实 验流 程简 图
１ 一泵 ； 一模 拟 水 ；一 模拟 油 ； －注 入 气 体 ；一压 差 传 感 器 ； ２ ３ ４ ５ ６
一
到周 期注 水在超 深 油 藏应 用 的 文 献 资料 ， 了验证 为 该方 法在 轮南油 田的 可行 性 ， 析 并 评价 其 开 发 效 分
果， 采用物 理模 拟方 法进行 了实 验研究 。
周 期 注 水 开 发 效 果 及 其 变 化规 律 进 行 分 析 评 价 。 结果 表 明 ， 期 注水 采 收 率 提 高 幅 度 为 ０ ８ ～ １ ０ ， 注 水 周 ．８ ．２ 且
效果随着周期数的增加而变差。 关 键 词 ： 南 油 田 ； 期 注 水 ； 理 模 拟 实验 轮 周 物 中 图分 类 号 ： Ｅ ４ Ｔ ３３ 文献标识码 ： Ａ
平 面模 拟 ；一 背 压 阀 ；一油 水 分 离 ；一 油 水 容 器 ；０ ７ ８ ９ １ 一气 体
容 器 ；１ 阀 门 ；２ 压 力 表 １一 １－
１ 实验 设 计
根据 轮南 油 田 Ｔ 油 组 的强 非 均 质性 的地 质 特 Ｉ
拟 开采 阶段 。在 模 拟 实验 过 程 中， 采用 降压 开 采 和 升压 开采 两个 阶段 交替 进 行 的方式 ， 揭 示 不 同 因 来
（） ３ 当气 液 比为 ０ １ ～０ ２ ． ５ ． ０时 ， 元 驱 油 体 系 每
【国家自然科学基金】_油气田开发_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
粗尾砂 空气钻井 空气泡沫 稠油油藏 碳酸盐矿物 碳酸盐岩油气储层 硫微粒 研究 矿物成分 石炭系 知识本体 电阻率 瑞典 理想充填 环空液体 特种油气藏 物质平衡法 物理法 物理模拟 火药量 澳大利亚 溶解规律 渗透率恢复值 深井井漏 注水开发 注水井增注剂 泥质 泡沫基液 泡沫 油气田开发 油气层 油气勘探 油层污染 沉积 水平井网 水力压裂 氮气 气田 柴北缘 有限元 有效控制 智能集成系统 晚三叠世 时间偏移 方解石 新生代 断层相关褶皱 敏感性分析 技术对策 成因分析 弱度比 开发效果 底水 应用
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
胜利油田油藏数值模拟技术新进展及发展方向
胜利油田油藏数值模拟技术新进展及发展方向1. 胜利油田油藏数值模拟技术概述随着油气资源的日益减少和环境保护要求的不断提高，胜利油田面临着严重的资源约束和环境压力。
为了更好地开发利用石油资源，保护生态环境，提高油田的开发效率和经济效益，胜利油田对油藏数值模拟技术进行了深入研究和应用。
油藏数值模拟技术是一种基于数学模型和计算机技术的油气储层分析方法，通过对油藏地质、物理、化学等多学科信息的综合处理，实现对油藏储层结构、渗透率、流动状态等方面的高精度预测和优化调控。
胜利油田在油藏数值模拟技术研究方面取得了显著进展，主要表现在以下几个方面：一是提高了油藏数值模拟的精度和稳定性，为油气藏开发提供了更加科学、合理的决策依据；二是拓展了油藏数值模拟的应用领域，如油藏动态监测、产能评价、压裂方案设计等；三是加强了与国内外相关领域的交流与合作，引进了先进的技术和理念，促进了油藏数值模拟技术的创新与发展。
胜利油田将继续加大油藏数值模拟技术研究力度，重点关注以下几个方面的发展方向：一是进一步提高油藏数值模拟的精度和稳定性，满足油气藏开发的需求；二是拓展油藏数值模拟的应用领域，实现与油气田开发的全过程融合；三是加强与其他相关领域的交叉融合，推动油藏数值模拟技术与人工智能、大数据等新兴技术的深度融合；四是加强国际合作与交流，引进国外先进技术和理念，提升我国油藏数值模拟技术的整体水平。
1.1 数值模拟技术的定义与意义数值模拟技术是一种通过计算机对复杂物理现象进行建模、求解和预测的方法。
它将实际问题抽象为数学模型，然后利用计算机对模型进行求解，从而得到问题的解答。
在胜利油田油藏数值模拟中，数值模拟技术发挥着至关重要的作用。
数值模拟技术可以帮助我们更准确地描述油藏的物理特性，通过对油藏进行数值模拟，我们可以研究油藏的压力、流速、物性等参数随时间、空间的变化规律，从而揭示油藏的内部结构和行为特征。
这对于优化油藏开发方案、提高采收率具有重要意义。
油藏数值模拟与cmg操作简介
案例二：CMG操作在某油田的应用
总结词：有效增产
详细描述：某油田采用CMG操作，有效提高了油田的采收率和产能，降低了开发成本。
案例分析：该油田在开发后期，面临采收率低、生产成本高等问题。通过引入CMG操作，优化了油田的 生产参数，提高了采收率和产能，同时降低了开发成本，为油田的可持续发展提供了保障。
案拟与 CMG操作相结合，实现了协同增效， 进一步提高了油田的开发效果和经济 效益。
案例分析：该油田在开发过程中，同 时面临储层复杂、生产参数调整难度 大等问题。通过结合油藏数值模拟和 CMG操作，对储层进行精细描述和模 拟预测，优化了CMG操作参数，实现 了协同增效，提高了油田的开发效果 和经济效益。
应用领域与优势
应用领域
油田开发、油气田评估、生产优化等。
优势
能够模拟复杂油藏的动态变化和油、气、水的流动情况，提供科学依据，提高 油田开发的经济效益和成功率。
02
CMG操作简介
CMG软件概述
综合性
01
CMG软件是一个综合性的油藏工程软件，集成了数值模拟、地
质建模、生产优化等功能。
模块化
02
CMG软件采用模块化设计，可以根据用户需求选择不同的模块
04
油藏数值模拟与CMG操作的发展趋
势与挑战
发展趋势
精细化模拟
随着油藏地质模型的精度不断提高，数值模拟将更加精细化，能 够更准确地预测油藏的动态变化。
多物理场模拟
将地质、流体、热力学等多物理场纳入模拟范围，提高模拟结果的 准确性和可靠性。
智能化模拟
利用人工智能和机器学习技术，实现模拟过程的自动化和智能化， 提高模拟效率和精度。
主要观点总结
油藏数值模拟是预测油田开发效果和制定开发方案的重要 手段，通过模拟可以预测油田在不同开发条件下的产量和 压力变化，优化开发方案，提高油田采收率。
油藏数值模拟方法
第一章油藏数值模拟方法分析油藏数值模拟油藏数值模拟简述油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。
其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。
其基础理论是基于达西渗流定律。
油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。
基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。
其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。
充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT 性质的变化等因素。
这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。
油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。
具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。
油藏数值模拟技术从50 年代的提出到90 年代间历经40 年的发展，日益成熟。
现在进入另外一个发展周期。
近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。
在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。
油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究，且可重复、周期短、费用低。
流体的PVT 数据、相渗曲线、岩石数据地质静态参数网格数据化油水井产量、井史数据建立地质模型建立网格参数场表格数据动态模拟初始化拟合生产历史拟合方案预测运算结果输出及分析地质储量拟合区块、单井压力拟合含油边界拟合非井点地质静态参数拟合区块、单井压力拟合生产指数拟合图1 油藏数值模拟流程图油藏数值模拟的类型油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。
油气二次运移过程差异物理模拟实验_姜林
天然气地质学收稿日期:2011-04-22;修回日期:2011-08-191基金项目:国家重大专项/中西部前陆盆地大型油气田形成、分布与区带评价0(编号:2011ZX05003-001)资助.作者简介:姜林(1976-),男,山东牟平人,工程师,博士,主要从事油气成藏综合研究.E -mail:jianglin01@p etrochin .油气二次运移过程差异物理模拟实验姜 林1,2,3,洪 峰1,2,3,柳少波1,2,3,马行陟1,2,3,郝加庆1,2,3,陈玉新4(1.中国石油勘探开发研究院,北京100083;2.中国石油天然气集团公司盆地构造与油气成藏重点实验室,北京100083;3.提高石油采收率国家重点实验室,北京100083;4.中国石油集团渤海钻探工程有限公司,天津300280)摘要:采用饱和水、玻璃珠充填的直玻璃管为模型,通过底部注入、顶部采出的方式分别进行油气二次运移物理模拟实验,模拟石油和天然气的二次运移过程。
结果表明,原油的二次运移分为活塞式和优势式2个运移阶段;天然气的二次运移是一种断续式运移,也主要包括活塞式和优势式2种基本运移方式。
结合油、气、水物理化学性质分析,探讨了油气二次运移过程的差异,认为石油和天然气自身属性的差异导致其二次运移过程不同。
原油二次运移过程中不仅会驱替岩石孔隙中的自由水,而且会置换岩石表面的吸附水,可以与孔隙岩石形成稳定的作用关系,因此原油二次运移过程的阶段性比较明显;天然气与地层水密度差异较大,导致二次运移的动力)))浮力较强,而且天然气不能改变孔隙岩石的润湿性,因此运移比较活跃,形成与原油二次运移明显不同的断续式运移。
关键词:二次运移;物理模拟;活塞式;优势式;断续式中图分类号:T E122.1 文献标识码:A 文章编号:1672-1926(2011)05-0784-05引用格式:姜林,洪峰,柳少波,等.油气二次运移过程差异物理模拟实验[J].天然气地球科学,2011,22(5):784-788.0 引言油气的二次运移是指油气进入储集层或者运载层以后的一切运移[1],它是连接烃源岩与圈闭的纽带,是油气成藏过程的重要环节,得到地质学家们的广泛关注。
油气田开发自动化与智能化技术考核试卷
B.井下监测技术
C.高频地震技术
D.自动化钻井技术
9.以下哪些是油气田自动化系统中的安全措施？（）
A.紧急停车系统
B.备用电源
C.定期安全培训
D.随意更改程序
10.油气田智能化技术中，哪些技术可以用于远程监控？（）
A.无线通信技术
B.卫星通信技术
C.有线通信技术
D.传统邮政
11.在智能化油气田开发中，哪些模型被用于支持决策？（）
评分标准：每题1.5分，每题至少选择一个正确选项，全部正确得满分，选错不得分。
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.油气田自动化技术的核心是________、________和________。（）
2.智能油气田开发中，________技术可以实现对油气藏的实时监测和管理。（）
A.数据分析
B.预测模型
C.自动控制
D.设备维护
18.以下哪些措施有助于提高油气田智能化技术的应用效果？（）
A.专业培训
B.技术更新
C.管理优化
D.减少研发投入
19.在油气田开发中，哪些因素会影响自动化与智能化技术的应用？（）
A.投资成本
B.技术成熟度
C.政策法规
D.市场需求
20.油气田智能化技术中，哪些技术有助于环境保护和节能减排？（）
7.________、________和________是油气田自动化系统的三大基本要素。（）
8.在油气田智能化技术中，________技术被广泛应用于数据采集和传输。（）
9.油气田自动化控制系统中，________用于接收传感器信号并发出控制命令。（）
10.________和________是提高油气田开发自动化水平的关键因素。（）
油气优势运移通道的类型及其物理模拟实验研究
实验结果分析
从实验结果来看，线性运移通道的油气渗透率明显高于块状运移通道。这主要 是因为线性运移通道的连通性好，岩层较为发育，有利于油气的运移。而在块 状运移通道中，由于岩体块之间的相互作用和复杂的断裂系统，使得油气的渗 透性较差。
此外，实验结果还显示，随着压力的增加，两种类型的运移通道的油气运移量 均有所增加。但在相同压力条件下，线性运移通道的油气运移速度要快于块状 运移通道。这主要是因为线性运移通道的连通性好，阻力较小，而块状运移通 道中的复杂结构和高阻力的断裂系统则限制了油气运移的速度。
通过实验数据的统计和分析，我们发现以下规律： 1、在一定压力条件下，支撑剂的沉降速度随着流体流速的增加而增加。
2、支撑剂的粒径和密度对支撑剂的沉降速度有显著影响，粒径越大、密度越 小的支撑剂沉降速度越快。
3、储层模拟材料的渗透率和孔隙度对支撑剂的运移行为有重要影响。渗透率 越小、孔隙度越大的储层模拟材料中，支撑剂的运移速度越慢。
尽管本次演示在油气优势运移通道的研究方面取得了一些成果，但仍存在一些 不足之处。首先，物理模拟实验的参数设置可能无法完全模拟实际的地质环境， 这可能导致实验结果与实际情况存在一定偏差。未来可以对物理模型进行更加 精细化的处理，以更准确地模拟实际地质环境。
其次，本次演示主要了油气优势运移通道的类型及其物理模拟实验研究，而对 油气在运移通道中的具体迁移机理和动态变化过程尚未进行深入探讨。未来可 以对油气在优势运移通道中的迁移机理和动态变化过程展开深入研究，以期为 油气的勘探和开发提供更为精确的理论指导。
引言
压裂缝内支撑剂的沉降和运移规律是油气田开发过程中的重要问题。在裂缝性 储层中，支撑剂的沉降和运移行为不仅影响裂缝的导流能力，还对储层的流体 流动和采收率有重要影响。本次演示通过实验研究的方法，探讨了压裂缝内支 撑剂的沉降和运移规律，为裂缝性储层的开发提供理论依据和技术支持。
油藏数值模拟复习资料
1.油藏数值模拟：是应用计算机研究油气藏中多相流体渗流规律的数值计算方法，它能够解决油气藏开发过程中难以解析求解的极为复杂的渗流及工程问题，是评价和优化油气藏开发方案的有力工具。
2.油田开发的任务:是从油田的客观实际出发，以最少的投资、采用最合理的速度，获得最高的最终采收率，也就是获得最大的经济效益，油藏数值模拟是达到以上目的较有效的方式。
3.油藏描述：油田开发后对油藏动态的认识，特别强调对剩余油饱和度的认识，便于提高开发效果。
不同于地质上的油藏静态描述。
直接观察法456/模拟法74.钻观察井：用在勘探初期或油田开发过程中，它可以直接取芯分析油层岩性和物性以及流体性质和在油层中的分布；5.直接测试：测井、井间地震、试井、井间示踪剂测试等从微观孔隙结构到宏观井间连通6.7.8.开辟开发实验区：油田开发初期为了达到某种目的（如提高采收率），要在油田内部选择一个有代表性的地区进行试验。
如大庆的小井距进行单层注水和各种提高采收率的方法的试验等；优点：1、直观(看得见，摸得着)；2、准确。
缺点：1、有一定局限性，范围小；2、成本高，周期长；3、不能重复进行。
9.模型基本上有两种，一类是你摸得着的物理模拟，另一类是你不摸着数学模拟。
10.物理模拟：相似模型、单元模型11.数学模拟：水电相似模型、解析模型和数值模型。
12.水电相似：多孔介质中的渗流过程与导电介质中电的流动过程，相似的原理来进行模拟研究，应用越来越少。
13.数值模型：是一种离散化的近似方法，常用的方法是有限差分方法。
数值方法求得的解不是一个数学函数关系式，而是分布在足够多的点上的一系列函数值。
逼近近似解，使复杂的偏微分方程的求解成为可能。
目前已经建立了功能强大的软件并在油气田开发中得到广泛的应用——油藏数值模拟。
14.优点：能重复开发，可以进行所谓的“多次开发”；可以在短期内进行“开发”；成本相对比较低;可以模拟各种非均质条件和开发要求，避免了直接观察法的缺点。
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主要辅助设备
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1、渗流规律物理模拟 percolation mechanism
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1.1 达西定律
1856年、法国人、享利·达西
Q KA h
L
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达西实验装置
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修正达西公式
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v
K
卡佳霍夫提出了用雷诺数(Re)确定渗流时临界流速的方法：
Re v K 17.5 3/ 2
临界雷诺数为0.2~0.3。若取Re＝0.2
vc
3.5 3/ 2 K
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12种非达西曲线
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渗流规律影响因素
试验条件（压力、时间） 样品的压缩性、孔隙结构、各向异性 非牛顿流体 湍流 分子效应 离子效应 吸附作用与毛管凝析 储层伤害(粘土膨胀、微粒运移)
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1.2 试验流程
（1）气体渗流规律研究流程
K g
2Q0 P0L
A P12 P22
V-59 V-62
V-56
V-54
V-55
V-52
V-57
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(2)液体渗流模拟装置流程
V-189
V-182
V-188
V-178
V-187
K g
2Q0 P0L
A P12 P22
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（2）平面径向渗流的达西公式： 忽略流体的压缩性，由定义得
Q
2KhPe ln re
Pw rw
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达西实验： ①岩石孔隙100%为某种流体饱和，且流体不可压缩； ②孔隙结构不发生变化； ③流体与岩石不发生反应。 ④不能超过临界流速。
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中国国石油大学(北京)
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0.4岩芯处理流程
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真实砂岩岩心柱塞
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岩心制备
钻
切
洗
烘
K
Φ
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流体制备
脱水、砂
测粘度
制蒸馏水
配地层水
V-179
V-185 V-186
V-181
V-183
V-180
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辅助设备
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1.3微观模型
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1.3单相流体渗流机理目前主要研究内容
低渗油气藏非线性渗流规律 应力敏感 储层伤害机理 凝析气藏多孔介质相变 含硫天然气硫沉积规律 煤层气渗流规律 改善渗流对策
dP dL
g
dZ dL
式中 v—实验流体的渗滤速度； h— 测压管液面相对于Z=0
的高度；
ρ — 实验流体的密度；
—— 实验流体的粘度；
Z — P点相对于基准面的高度；
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(1)水平线性稳定渗流的达西公式：
Q K AP1 P2
L
或
K
QL
AP1 P2
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作业：
1、油藏/气藏/凝析气/高含硫天然气/煤层气/碳酸盐 渗流规律研究内容、现状、研究的试验流程、试验方 法、需要仪器？ （选一）
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油气田开发物理模拟
Physical Modeling
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0、物理模拟的目的 Goal
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0.1物模的目的
了解过程发生的规律或现象产生的机理 提供测量参数或动态预测参数 对开采方法进行可行性评价 建立物理场与物性参数关系
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0.2物理模拟的类型
微管模型 真实岩心 人造模型 填砂模型 水电模型
一维模型 平面模型 三维模型
微观模拟 宏观模拟
数值岩心模型
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0.3物理模拟的模型
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微观模型
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常规、长、全直径 电阻率、声波、X射线扫描 多测压点、耐腐蚀 Hassler岩芯夹持器、Bi-axial夹持器、Tri-axial夹持器