数值模拟技术汇总

一、数值模拟技术简介
5 软件应用分类
黑油模型模拟软件：用于水驱油藏数值模拟研究。
ECLIPSE 软件 VIP软件 CMG软件IMAX模块 SURE软件
（斯伦贝谢公司） （Landmark公司） （加拿大CMG公司） （GCC 公司）
组份模型模拟软件：用于气藏、凝析气藏数值模拟研究。
CMG-Gem 模型 Eclipse 300模块
孔隙介质中通常有三种组分：油气水； 通常假定油水为非混相状态，油水之间无质量传递； 通常假定气水之间有质量传递，以随压力而变化的溶解 度的形式； 通常假定气肯定溶解在油相中； 油藏温度恒定，流体一致处在热动力平衡之中； 流体的特性只是压力的函数，不考虑组分的影响。
一、数值模拟技术简介
2 技术发展历程
一、数值模拟技术简介
1 油藏数值模拟的基本概念
• 数学描述 ——用数学方程描述实际油藏及油藏 开采动态的过程。
━━ 物质平衡定律
原来 + 进来 ─ 出去
━━ 达西定律 ━━ 状态方程
= 目前
分析基础 时刻牢记
一、数值模拟技术简介
1 油藏数值模拟的基本概念
• 网格模型
——用积木搭起的一个油藏体。
•黑 油 模 型 基 本 假 定
（加拿大CMG公司） （斯伦贝谢公司）
一、数值模拟技术简介
5 软件应用分类
稠油热采模拟软件：用于稠油吞吐，蒸汽驱、火烧等热采模拟研究。
CMG软件stars模块
（加拿大CMG公司）
聚合物及化学驱模拟软件：用于聚合物驱油及复合驱油藏模拟研究。
ECLIPSE软件聚合物驱模块 VIP软件聚合物驱模块 UTCHEM化学驱软件 FACS稀体系化学驱软件
（斯伦贝谢公司） （landmark公司） （德克萨斯大学） （美国WITA公司）
并行版油藏数值模拟软件：用于并行数值模拟运算，提高运算速度。
ECLIPSE 并行版软件 VIP并行版软件
（斯伦贝谢公司） （Landmark公司）
提纲
一、数值模拟技术简介 二、数值模拟技术的方法原理 三、如何理解数值模拟技术 四、如何做好数值模拟应用 五、数值模拟技术发展趋势
三、如何理解数值模拟技术
数值模拟技术的基本特点
⑴ 科学性 ⑵ 局限性 ⑶ 综合性 ⑷ 可逆性 ⑸ 复杂性 ⑹ 快捷性 ⑺ 多解性 ⑻ 近似性
三、如何理解数值模拟技术
• 科学性
？数值模拟是一门科学，又是一门艺术。
vx x vy y
vz zz
vy yy
z
vx xx
y x
vz z
油藏数值模拟技术
报告人：戴涛
2009.9
提纲
一、数值模拟技术简介 二、数值模拟技术的方法原理 三、如何理解数值模拟技术 四、如何做好数值模拟应用 五、数值模拟技术发展趋势
一、数值模拟技术简介
1 油藏数值模拟的基本概念
油藏数值模拟技术—— 是把油藏分成许许多多的三维网格块，对
每一格块运用数学方程加以描述，并采用计算 机对其进行模拟计算。即用计算机模型动态的 表示真实油藏的变化过程。
一、数值模拟技术简介
2 技术发展历程
•80年代，数值模拟技术飞跃发展。解决不同类型油藏数模计算方法和软 件问世，同时超级向量机诞生，使计算速度达到亿次，甚至几十亿次， 内存高大10~20亿字节。
•90年代特别是后期，由于工作站和并行服务器的发展，把油藏数值模拟 技术带入了新的发展时代。
•进入二十一世纪，数值模拟并行技术迅速发展，模拟的规模和精度大幅 度提高 。油藏模拟软件各模块功能得到惊人的发展，主要体现为向一体 化方向发展，即集地震、测井、油藏工程（数模）、工艺及地面集输、 经济评价等为一体的大型软件方面发展。
•30年代，人们开始研究地下流体渗流规律，并将理论用于石油开发。
•50年代，在数值模拟的计算方法方面，取得较大发展。 •60年代起步，人们开始用计算机解决油田开发上的一些较为简单的问题。 •70年代后，计算机的快速升级带动了油藏数值模拟的快速发展，大型向 量机出现。在理论上，黑油模型计算方法趋于成熟，D.W.Peaceman的 《油藏数值模拟基础》及K.Aziz和A.Settari的《油藏模拟》出版。但仍 受计算机速度及内存的限制，只能解决中小型油藏的模拟应用问题。
物质守恒方程
黑油模型基本假定条件
孔隙介质中通常有三种组分：油气水； 通常假定油水为非混相状态，油水之间无质量传递； 通常假定气水之间有质量传递，以随压力而变化的 溶解度的形式； 通常假定气肯定溶解在油相中； 油藏温度恒定，流体一致处在热动力平衡之中； 流体的特性只是压力的函数，不考虑组分的影响。
二、数值模拟技术的方法原理
物质平衡定律
连续性方程
原来 + 进来 ─ 出去 = 目前
Hale Waihona Puke Baidu vx x vy y
vz zz
vy yy
z
vx xx
y x
vz z
体现在什么地方？ 分析问题的基础！
二、数值模拟技术的方法原理 线性代数方程组
X=
每个节点都是一个连续性 方程；
每个节点都复合物质守恒 定律
提纲
一、数值模拟技术简介 二、数值模拟技术的方法原理 三、如何理解数值模拟技术 四、如何做好数值模拟应用 五、数值模拟技术发展趋势
LandMark
软件
ECLIPSE
擅长
•黑油模型 •组分模型 •前后处理
VIP
•聚合物模拟 •地面设施的全系 统模拟
主要 模块
•E100 •E200 •E300 •前后处理模块等
•Polymer •Comp •Therm •Encore等
CMG公司 CMG
•热采模拟
•STARTS •IMEX •GEM •WINPROP等
一、数值模拟技术简介 2 技术发展历程
油藏模拟技术主要进展历史
一、数值模拟技术简介
3 油藏数值模拟的现状
•模拟网格精确化 •数值解法标准化 •应用软件一体化 •前后处理可视化 •数值计算并行化 •软件技术网络化 •模拟技术工程化
一、数值模拟技术简介
4 主流的油藏数值模拟软件
公司 斯伦贝谢GeoQuest
二、数值模拟技术的方法原理
油藏数值模拟技术的实现过程
现实原型 数学模型
空间 时间
假设条件 基本方程 边界条件 初始条件
数值计算模型
数值计算 结果展示
质量守恒定律 达西定律
偏微分方程组
网格化 差分方法 网格排序
直接求解 迭代求解
非线性代数方程组 线性代数方程组
图形 计算机
二、数值模拟技术的方法原理