油藏数值模拟入门指南
油藏数值模拟及数模软件入门
油藏数值模拟技术2023 年11 月名目一、关于“油藏数值模拟技术”〔一〕根本概念及作用〔二〕数据预备〔三〕模型初始化〔四〕生产史拟合〔五〕生产动态推测二、油藏数值模拟的主流软件系统简介三、油藏数值模拟技术的进展及进展方向〔一〕进展〔二〕进展方向四、使用 ECLIPSE 软件进展油藏数值模拟的过程简介一、关于“油藏数值模拟技术”油藏数值模拟技术是一门将油田开发重大决策纳入严格科学轨道的关键技术。
从油田投产开头,无论是单井动态,还是整个油田动态,都要进展监测与掌握。
油藏数值模拟是油田开发最优决策的有效工具。
油藏数值模拟技术从 20 世纪 50 年月开头争论至今,已进展成为一项较为成熟的技术,在油气藏特征争论、油气田开发方案的编制和确定、油气田开采中生产措施的调整和优化以及提高油气藏采收率方面,已渐渐成为一种不行欠缺的主要争论手段。
油藏数值模拟技术经过几十年的争论有了大的改进,越来越接近油气田开发和生产的实际状况。
油藏数值模拟技术随着在油气田开发和生产中的不断应用,并依据油藏工程争论和油藏工程师的需求,不断向高层次和多学科结合进展,将得到不断的进展和完善。
〔一〕根本概念及作用(1)根本概念油藏数值模拟:从地下流体渗流过程中的本质特征动身,建立描述渗流过程根本物理现象、并能描述油藏边界条件和原始状况的数学模型,借助计算机计算求解渗流数学模型,结合油藏地质学、油藏工程学重现油田开发的实际过程,用来解决实际问题。
油藏数学模型的分类,一般有四种方法:1)按流体中相的数目,划分为:单相流模型、两相流模型、三相流模型。
2)按空间维数,划分为:零维模型、一维模型、二维模型、三维模型。
3)按油藏特性类型,划分为:气藏模型、黑油模型、组分模型。
气藏模型按其组分的贫富,可以用黑油数值模型模拟,也可以用组分类型的数值模拟模型模拟。
所以,气藏模型也可以划进黑油或组分模型。
故数学模型一般分为黑油型和组分型两类模型。
4)按油藏构造特点、开采过程特征,分类为:裂缝模型、热采模型、化学驱模型、混相驱模型、聚合物驱模型等。
油藏数值模拟基础培训(第一讲)
REALITY,INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
vx x vy y
vz zz
vy yy
z
vx xx
y x
vz z
质量守恒方程/连续性方程:根据物
质平衡原理,流入单元体中的流体流量 减去流出单元体流体流量等于单元体流 体质量变化。
xvxyvyzvzq t
油藏数值模拟的作用
——有效的油田开发科学决策工具!
在理论上:探索多孔介质中各种复杂渗流问题的规律; 在工程上:作为开发方案设计、动态监测、开发调整、反求参数、提高
采收率的有效手段,能为油气田开发中的各种技术措施的制 定提供理论依据。
•渗流机理研究 •开发可行性评价 •参数敏感性分析 •开发方案优化
单/多相流公式
离散化
线性化
开采 过程
非线性偏 微分方程
非线性 代数方程
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。
②建立数值模型
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。
油藏数值模拟的方法原理
——几点说明
●描述油藏流体渗流这一具体物理过程的完整的数学模型是非线性的偏微分方 程,不宜直接求解,需要通过离散转化成比较容易求解的代数方程组。离散方 法一般为有限差分法。
●离散后形成的代数方程组是非线性的差分方程组,还要采用某种线性化方法 将其线性化,然后求解。常用的线性化方法有显示方法、半隐式方法或全隐式 方法等。
求实 创新 超越
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
油藏数值模拟软件ECLIPSE入门最佳资料
再运行
使用播放功能观察含 油饱和度的变化
使用播放功能观察油 藏压力的变化
油藏经历短暂稳产,含水率快速上升,产油量急剧下降。
全油藏累积产油7500方
结论:
在假定油藏外边界是封闭的情况下,注 水补充能量开发能大大提高采收率。
单边注水速度过快,油藏过早水淹,油 井另一侧存在丰富剩余油。
建议:在另一侧加布1口注水井,源自成2注1采 开发方式,降低单井注水量。
0.6 0.64 0.7 0.77
1
Krw
0 0.0001 0.0003 0.0012 0.0023 0.0102 0.0219 0.0416 0.0721 0.1448 0.178 0.2604
1
Kro
1 0.7407 0.6829 0.5722 0.5194 0.3715 0.1526 0.0822
放大:按住Ctrl+中键不放,拖动,放开
退出
了
解
了
所
解
有
所
按
有
钮
按
的
钮
功
的
能
功
能
查看模型中的属 性是否齐全
退出
输入流体高压物性数据
如果要加入多张 PVT表,从这里加 入
如果要加入其他类 型表,从这里选择
?
软件的纰漏:2005版 缺失关键字
2009版的关键字
处理办法: 1、回到Case定义,取消岩石压缩的选项。
油藏的压力很快就掉到规定的井底流压下限(20BAR)
全油藏累积产油550方
结论:
在假定油藏外边界是封闭的情况下,依 靠天然能量开发维持的生产时间会很短,采 出油量也很少。因此需要注水补充能量开发。
油藏数值模拟入门指南
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。
油藏数值模拟基础培训
案例二:某油田提高采收率方案优化
油田背景:某油田位于中国西 部储量丰富但开采难度大
问题:采收率低影响经济效益
解决方案:采用数值模拟技术 优化采收率方案
实施效果:采收率提高经济效 益显著提升
案例三:某油田生产动态预测
油田概况:地理位置、储量、开采历史等
数值模拟方法:选择合适的数值模拟方法如黑油模型、复合模型等
用等步骤
地质模型建立流程
模型构建:根据处理后的数 据构建油藏地质模型
数据处理:对收集到的数据 进行整理、清洗、转换等处 理
数据收集:收集油藏地质、 油藏流体、油藏生产等数据
模型验证:对构建的模型进 行验证确保模型的准确性和
可靠性
模型应用:将模型应用于油 藏数值模拟进行油藏预测和
优化
模型更新:根据新的数据和 信息对模型进行更新和优化
降低开发成本:通过模拟预测油藏开发过程中的各种参数降低开发成本。
提高油藏开发安全性:通过模拟预测油藏开发过程中的各种参数提高油藏 开发安全性。
提高油藏开发环保性:通过模拟预测油藏开发过程中的各种参数提高油藏 开发环保性。来自感谢观看汇报人:
常用数值模拟软件介绍
软件名称:ECLIPSE
功能:可以进行油藏数值模拟包括压力、温度、饱和度等 参数的计算
特点:界面友好操作简单适合初学者使用
软件名称:PETREL
功能:可以进行油藏数值模拟包括压力、温度、饱和度等 参数的计算
特点:功能强大适合高级用户进行复杂的油藏数值模拟
软件操作流程简介
结果的精确性
软件精度评估方法还可以包括: 交叉验证、重复试验等用于评估
模拟结果的可靠性和稳定性
06
数值模拟应用案例分析
油藏数值模拟方法流程
开展油藏描述工作,对油藏的地质、油层非均质特征,沉积相的详细描述和研究,根据油藏 沉积相研究建立该油藏特征的沉积模式。 油藏描述分析的目的是综合所有的测井、岩心和生产测试等资料来得出一个与全油田一致的 储集层模型。对各种未知的基本参数例如:对顶面深度、砂厚、孔、渗、饱等空间分布的评 价中最大限度地发挥现有测井资料的作用,同时将这些参数结合所需储集层的几何特性参量 进行计算,并结合地质沉积相分析提供出更为精细、完善的油田地质模型。 确定一个油藏地质模型所需的许多参数,在油藏勘探试采阶段或初期刚投入开发阶段用有限 几口井的资料进行计算、解释及建模其精度是不高的,这些参数初始误差越大,则通过历史 拟合达到令人满意的油藏特征描述所需的时间越长。所以,无论在对老区或新区进行数值模 拟时,应对所选区块选用所有的井(特别是“关键井”)开展油藏描述工作,进行全面的分 析研究。
?组分模型用于凝析气藏,轻质油和挥发油藏的开发设计和混相驱的研究; ?热采模型用于稠(重)油油藏蒸气吞吐,蒸汽驱和就地燃烧的设计; ?化学驱模型用于在注入水中添加聚合物,表面活性剂,碱等各种化学剂进行三次采油提高采 收率的计算和设计。 油藏数值模拟方法的新突破 随着计算机运算速度的提高,向量算法的出现和应用是软件设计上一个划时代的发展。预处 理共轭梯度法更快速,有效地解各种更为复杂和困难的大型稀疏线性方程组。网格化方面不 局限于静态和动态的局部网格加密技术,不规则网格、PEBI 网格的出现更好的解决了在边界、 断层插值计算以及面与面垂直正交的新型数模计算方法,更快速收敛。此外多重网格法、混 合有限元法、流线法等都在逐步完善和发展。同时,并行处理技术给大中型油田数模工作带 来了生机。
4).潜力评价和提高采收率的方向 诸如:? 确定井位、加密井的位置; ? 确定油田开发最大产液量、产量对采收率的影响; ? 确定地面和井的设备。 5).专题和机理问题的研究 诸如:? 对比注水、注气和天然枯竭开采动态; ? 研究各种注水方式的效果; ? 研究井距、井网对油藏动态的影响; ? 研究不同开发层系对油藏动态的影响; ? 研究注水速度对产油量和采收率的影响; ? 研究油藏平面性质和层间非均质性对油藏动态的影响; ? 验证油藏的面积和地质储量; ? 校验油藏数据; ? 为谈判和开发提供必要的数据。 注意 无论是对油藏进行初期开发方案、已开发油田历史模拟,还是动态预测的数值模拟工作,都 要求油藏工程师要有针对性的拟定出能解决油田开发实际问题的数值模拟工作详细计划,及 其开展此项工作的目的和应达到的目标是什么?
石油行业中油藏数值模拟技术的使用教程
石油行业中油藏数值模拟技术的使用教程石油行业是全球经济中一个重要的支柱产业,而油藏数值模拟技术的广泛应用对于优化油田开发、提高采收率、降低开发成本具有重要意义。
本文将介绍石油行业中油藏数值模拟技术的基本原理和使用教程,帮助读者了解并掌握这一关键技术。
一、油藏数值模拟技术的基本原理1. 什么是油藏数值模拟技术?油藏数值模拟技术是指利用计算机模拟地下油气储层中流体流动、质量传递和能量传递过程的方法,并根据模拟结果进行油田开发方案的优化。
2. 油藏数值模拟技术的基本原理是什么?油藏数值模拟技术基于流体力学、热力学和质量守恒等基本原理。
通过建立数学模型和数值求解方法,模拟地下油气的流动过程。
其中,数学模型包括流体流动方程、质量守恒方程和能量守恒方程等。
二、油藏数值模拟技术的使用教程1. 建立数学模型建立数学模型是油藏数值模拟的第一步,需要考虑油藏的结构、物理性质和生产条件等因素。
具体步骤如下:(1)确定模拟范围和边界条件:包括模型的尺寸、边界条件和井网网格。
(2)建立流体流动方程:根据油气储层的物理性质、流体的状态方程和流动规律等,建立流体流动方程。
(3)建立质量守恒方程:考虑油气的产生、消耗和运移过程,建立质量守恒方程。
(4)建立能量守恒方程:考虑地热、生产操作和流体流动的能量交换等因素,建立能量守恒方程。
2. 数值求解方法数值求解方法是油藏数值模拟的核心,是将连续的物理模型转换为离散的数值计算问题。
常用的数值求解方法有有限差分法、有限元法和有限体积法等。
(1)有限差分法:将连续的方程转换为离散的方程,通过差分近似来求解。
(2)有限元法:将模型划分为多个小单元,通过对每个小单元的方程进行离散化,再通过单元之间的拼接得到整个模型的解。
(3)有限体积法:将模型划分为多个小体元,通过对每个小体元的方程进行离散化,再通过边界条件来求解。
3. 模型参数的确定模型参数的确定对于模拟结果的准确性至关重要。
模型参数包括渗透率、孔隙度、饱和度等。
油藏数值模拟基础_OK
油藏的边界上某一时刻的
压力是已知的,这种边界条件又 称为第一类边界条件或狄利克里 条件。例如具有较大天然供水区 的油藏,油水边界的压力是一定 的.
p L f1 x, y, z,t
29
定流量边界
油藏的边界上有流量流过,且流量是已知的,这种边界条件又称为第 二类边界条件或纽曼条件。最简单且最常见的定流量边界条件是封闭边界, 油藏边界上无流量通过,例如油藏尖灭边界、封闭断层边界和规则注采井 网的对称线等均可看成封闭边界条件.
偏微分方程组 离散化
有限差分方程组 线性化
线性代数方程组 解方程组
得到压力、饱和度等
8
3. 建立计算机模型
将资料(静、动态)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。
精度:离散程度、数值计算误差、离散方程稳定性 速度:计算机速度、解法速度、模型准确性
p0
x,
y, z
pWOC
wsc
Bw
D x,
y, z DWOC源自gGOCWO C
若深度 DGOC D,x, y,位z 于DW含OC 油区内,则:
p0
x,
y, z
pWOC
osc
gsc Rso
Bo
D x,
y, z
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等。
6) 数值模拟网格 10m~100m
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方法
油藏数值模拟基础
油藏数值模拟基础1. 引言油藏数值模拟是石油工程领域中一项重要的技术手段,用于预测和优化油田开发方案。
它通过建立数学模型,模拟油藏中的流体运移、岩石力学性质等过程,以获取有关油藏内部情况的信息。
本文将介绍油藏数值模拟的基础知识和方法。
2. 油藏数值模拟的原理2.1 油藏描述在进行数值模拟之前,首先需要对油藏进行描述。
通常采用离散网格来划分油藏,将其分割为一系列小单元。
每个单元包含有关该位置岩石性质、流体饱和度等信息。
2.2 流体运移方程流体运移方程是描述流体在岩石介质中运动的方程。
常用的流体运移方程包括Darcy定律和质量守恒方程。
Darcy定律描述了渗透率对渗流速度的影响,而质量守恒方程则保证了物质在系统中的守恒。
2.3 岩石力学性质岩石力学性质对油藏的模拟和预测具有重要影响。
岩石力学性质包括渗透率、孔隙度、压实度等参数。
这些参数可以通过实验室测试或采用经验公式进行估算。
2.4 边界条件边界条件是指模拟区域边界上的约束条件。
在油藏数值模拟中,常见的边界条件包括恒定压力边界、恒定流量边界和自由边界等。
根据实际情况,选择合适的边界条件对模拟结果具有重要意义。
3. 油藏数值模拟方法3.1 有限差分法有限差分法是油藏数值模拟中最常用的方法之一。
它将连续问题离散化为离散网格上的代数问题,通过求解代数方程组得到结果。
有限差分法简单易用,适用于各种类型的油藏。
3.2 有限元法有限元法是另一种常用的数值模拟方法。
它将油藏划分为一系列小单元,并在每个单元上建立局部方程进行求解。
有限元法可以处理复杂的几何形状和边界条件,适用于各种类型的油藏。
3.3 边界元法边界元法是一种基于边界积分方程的数值模拟方法。
它将油藏划分为内部单元和边界单元,并通过求解边界积分方程得到结果。
边界元法适用于具有复杂几何形状的油藏。
3.4 其他方法除了上述常用的数值模拟方法外,还有一些其他方法可以用于油藏数值模拟。
例如,有限体积法、蒙特卡洛法等。
油藏数值模拟-基础培训-2
力和相对渗透率)。
◆粗化方法包括各种加权平均方法及其组合,还有更为精确的流动方程算法。
粗化效果可以运用流线法快速直观地进行检验。
◆eclipse还可以在用户不感兴趣的区域局部稀化,并可在运行中按需要取
消或执行。
求实 创新 超越
REALITY,INNOVATION,TRANSCENDENCY
组分模拟器
E300 组分模拟器,当相变化非常重要时使用组分模拟器 适用于凝析气藏、挥发性油藏、注气开发等油藏。
热采模拟器
E500 热采模拟器,适用于包含油、气、水三相的稠油热 采。
流线模拟器
FrontSim 流线模拟器,更快速的模拟流程、流线的直观 显示、减少建模的不确定性、减少历史拟合时间。
求实
创新
数值模拟运算联系在一起求解,求解过程中可设定产量或注入量作为约束
条件。
面管网。如有并行系统,每个模型可以分配到独立的处理器运行。
◆关于边界方式,首先在FloGrid中通过角点网格或PEBI网格能逼真地
再现各种复杂的边界形状。其次根据问题的实际情况,把油藏边界处理成 封闭边界和油水边界。 水区。非邻点连接技术可以处理含水层处理中的相关计算问题。
超越
REALITY,INNOVATION,TRANSCENDENCY
ECLIPSE软件特色功能
基本特点(ECLIPSE 100) 自由的输入格式 1,2或3相模拟 方向渗透率 端点平衡 块中心/角点网格 非相邻连接 解析水体和数值水体 双孔,双渗 Pc & Kr滞后 垂向平衡 可动流体校正 精细化网格平衡 分子扩散 API和示踪剂跟踪 垂直井,水平井和斜井 井筒内窜流和多相混合流动 地面设施建设模拟 钻井序列设计和修井措施 IMPES和全隐式方法
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。
油藏数值模拟实用技能培训 98页PPT
(3)热采模型
- 任何相态变化,温度的变化不能忽略 - 热力采油,如:蒸汽驱、火烧
8.2 根据储集-流动介质分类
- 单孔单渗(基岩孔隙存储,基岩内渗流)
-
双孔单渗(基岩孔隙和裂缝存储,从基岩流向裂缝,从裂缝流向井)
-
双孔双渗(基岩孔隙和裂缝存储,基岩和裂缝都参与渗流)
一、什么是油藏数值模拟 ?
9 黑油模型
前言
4 油藏数值模拟专业软件
黑油模型:已被广泛用于各种常规油气藏的模拟 裂缝模型:用来模拟灰岩、花岗岩、凝灰岩和变质岩裂缝性油气藏开发 组分模型:用于凝析气藏、轻质油和挥发油藏的开发设计和混相驱 热采模型:用于稠油油藏蒸气吞吐、蒸汽驱和就地燃烧的设计 化学驱模型:用于在注入水中添加聚合物、表面活性剂、碱等各种化学
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
-
用于模拟各种合采措施、修井、二次完井
6.5 三维模型
r
三维径向模型(R--Z)
三维全油藏模型(X-Y-Z)
一、什么是油藏数值模拟 ?
7 网格系统
7.1 常规网格系统
(4 ,3 ,2 ) (4 ,2 ,2 )
k=2
(2 ,1 ,2 )
k=1 k
i= 1 j
i
(3 ,1 ,1 )
i= 2
i= 3
i= 4
直角坐标网格系统
7.2 非常规网格系统
(完整word版)油藏数值模拟方法
第一章油藏数值模拟方法分析1.1油藏数值模拟1.1。
1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。
图1 油藏数值模拟流程图1。
1.2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。
油藏数值模拟基础 快速教程
由于渗透率的值来源于测井解释、岩心分析和试井解释,而且 井间渗透率的分布也不确定,随着生产的进行渗透率也发生着 变化,因此渗透率的修改范围较大,一般可放大或者缩小2~3 倍,甚至更多。
一般不允许调整,当个别井点没有提供有效厚度解释时,可以 进行适当修改。
岩石压缩系数 为确定性参数
平面渗透率值越大, 井周围的流动性越 好,压力传导越均 匀,开采效果越好。 垂向渗透率对于底 水油气藏的影响如 何?
数值模拟的过程
1.基础数据的收集、整理、分析
基础资料包括:
地质模型所需静态参数、油藏流体(组分)参数、岩石流体参数、 油藏初始条件、生产动态参数。
1.0
1.0
油藏流体(组分)参数、岩石流体参数包括:
0.8
非热采模型:油水气密度、体 0.8 积系数、粘度;原油高
0.6
压物性参数;K岩rw 石压缩系数;0.油6 水相渗曲线和油气Krg相渗
曲线。
Kro
Kro
0.4
热采模型:油水气密度、体积 0.4 系数、粘温曲线;气液
0.2
相平衡常数;岩石压缩系数;0.油2 气水、岩石的热物性参
数;不同温度时的油水相渗曲线和油气相渗曲线。
数值模拟的过程
2.数值模拟模型的选择
数值模据的收集、整理、分析 2)数值模拟模型的选择 3)油藏数值模拟模型的建立 4)油藏模型的初算和调通 5)历史拟合及剩余油分布规律 6)方案预测及最优方案推荐
数值模拟的过程
3.油藏数值模拟模型的建立
油藏模型一般包括:
非平衡条件初始化:初始含水饱和度 场、初始含气饱和度场、原始油藏压力 分布场。 (热采模型中还包括初始温度场;添加 表活剂时包括初始表面张力场等)
油藏数值模拟eclipse入门学习
覆盖原来数据
导入数据
流程
1. 设置单位 2. 导入整理的数据文件 3. 导出.sch文件,查看是否有错,有错则进行修改直到没有错误 4. 进行输出设置 5. 最后再导出无错的数据 6. 导入至office
中间的时间间隔则是生产情况未发生变化,平均化生产数据 为减少运算时间,根据生产时间进行不同时间采样
动态文件 时间文件 层位文件 井轨迹文件 生成井组、井组控制文件
Gird和init从office中拷贝过来
启动schedule 设置单位 输入数据 replace,可改变数 据查看错误类型
裂缝性储层
从软件 中生成 的井轨 迹文件
导出数据看是否有提示错误
查找井位数据 错误
通过flogrid 创建、修改井位
多图 对应图数值表可 导出
针 对 单 井 进 行 切 换
单一文件
每次 修改 都要 运行 和调 用
要进行前后对比,加载完后打 开不动,在进行修改,然后再 运行加载可进行两个结果对比
两次结果 进行运算 对比
工程 文件
几何体
编译性 错误
性质 运行中 的产生 的信息 可打开
每一个案例输入数 据的总文件
Poro属性也需要进行先行变换
导入至office中(新建工程),若在原工区则需删掉历史记录 挨个导入文件
完善其他内容
可从别的工程中导入,再 相应修改
初始化
在flogrid中分 别查看油水 界面
Grid和property需要从office中导入已生成的文件
五类七个文件放入schedule中,进行下一步工作
设置油气水性质
岩石性质关键字需定义
在此中选择“rock properties”
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[转]【推荐】油藏数值模拟入门指南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V oronoi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。
你在建立网格后可以用前处理软件计算模型正交性。
C: 目前PEBI网格在解法上还不成熟,应避免使用.但相信在五年内它会成为主导网格.D: 使用局部网格加密要小心,最小的网格不能小于井半径.而且局部网格加密部分要覆盖饱和度变化大的网格.如果是水平井,局部网格加密要覆盖水平段。
E: 网格越多模拟结果就越精确的概念是不对的.可以建立单井模型研究多大网格尺寸足够描述地质上的非均质性.F: 网格走向会影响计算结果. 在天然裂缝油气藏,要使网格走向与主裂缝方向一直.G:DX/DY应接近于1,不要大于3。
H: 井之间应有不少于三个网格。
I: 模型的属性分布也很重要。
尤其是数模人员自己插值,属性分布经常不合理。