油藏数值模拟基础培训
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油藏数值模拟基础培训
油藏数值模拟基础培训
目 录
第一讲 油藏数值模拟总论 第二讲 概念模型数据文件解剖 第四讲 RUNSPEC/GRID要点分析
求实
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟基础培训
油藏数值模拟总论
求实
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
为什么要做油藏数值模拟 ■油藏工程与数值模拟
传统油藏工程方法对油藏数值模拟的作用在于：
•弥补收集资料数据的不充足
•减小输入数据的误差 •深化对模型合理性的认识
•辅助动态历史拟合分析
•利于模拟结果的评价与解释 以上这些都是影响数值模拟应用研究质量的关键，也 是体现从业者能力大小的重要方面。
求实 创新 超越
油藏 模拟器
模拟 应用
④油藏模拟应用
③建立计算模型
A、将求解数值模型进行 程序化。 B、连同前后处理软件， 形成油藏模拟器。
利用油藏模拟器研究和 解决具体的油气田开发 问题。 求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
1. 建立数学模型
即建立一套描述油藏 中流体渗流的偏微分方程 组，包括初、边值问题。
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
为什么要做油藏数值模拟 ■油藏工程与数值模拟
类比法：
观测：信息采集与分析
资料相对缺乏时的有效 研究方法，但无法判断 不同开发策略。
油 藏 工 程 应 用
Hale Waihona Puke Baidu
采收率统计关系式、水驱特征曲线、 产量递减方程及经验公式等。
假设：油藏特征判断
油藏非均质 与岩石各相异性 流体性质及岩石流体 渗流特征空间变化 烃类油藏开采机理 的复杂性 各种油藏工程 方法的适应性 软件功能 选择合适的模拟器 应用技能 可靠的工程实践 正确的模拟应用
求实
影 响 预 测 风 险 的 因 素
地质建模
输入油藏地质 模型数据
数 值 模 拟 技 术 实 现
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟总论
•油藏数值模拟的概念 •为什么要做油藏数值模拟 •油藏数值模拟的方法原理 •油藏数值模拟的作用 •油藏数值模拟的大体流程 •油藏数值模拟都需要什么参数
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的概念 ■油藏数值模拟
标准定义：应用已有规律，采用数值方法求解描述油藏内流体流动问 题，并利用计算机研究油藏开发及动态规律的一门技术。 工程定义：从地下流体渗流过程中的特征出发，建立描述渗流过程的 基本物理现象，并能描述油藏边界条件和原始状况的数学模型，借助 计算机计算求解描述油气藏渗流数学模型，并结合油藏地质学、油藏 工程学等学科知识重现油田开发的全过程， 主要用于解决油田开发实 际问题。简单地说就是在电子计算机上开发油藏。
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。 求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
求解
程序化
商业化
压力、饱 和度分布 及井流量
②建立数值模型
C、应用线性代数方程组 的解法求得未知量（压 力、饱和度等）的数值 分布。
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
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
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。
数值模 拟 法：
能考虑油藏的复杂几何 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 迄今为止油藏动态研究 中考虑因素最多的一种 方法。
求实
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
为什么要做油藏数值模拟 ■油藏工程与数值模拟
油藏数值模拟技术优势：可以实现预测风险最小化。
油藏数值模拟是一种运用较复杂的数学方法预测油藏动态 的一门特殊的油藏工程研究方法，本身赋予较重比例的数 学元素，但应用领域属于油藏工程。
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的概念 ■油藏工程
定义一：是一门以油田地质学和渗流力学为基础，以油藏数值模拟为 手段，研究油气田开发设计和工程分析方法的综合性学科。 定义二：是一门高度综合的技术学科。它综合应用地球物理、油藏地 质学、油层物理、渗流理论和采油工程等方面的成果以及所提供的信 息资料，对油藏开发方案进行设计和评价，以及应用这种预测结果提 出相应的技术措施，以获得最大的经济采收率。 油藏工程含义宽泛，数值模拟是油藏工程研究技术方法之一，理论基 础与其它的油藏工程动态预测数学计算方法一致。随着油藏数值模拟 技术正规化与综合性的发展进步，其本身的内涵与功能逐步扩大，与 传统油藏工程的含义逐步融合交叉，成为“现代油藏工程”的核心， 但仍不能取代传统的油藏工程方法。
水动力 学 法：
机理明确，但过于简化， 只适合于早期开发指标 概算。
垂向非均质管流模型、等值渗流阻 力法、Buckey-Leverett方程非活 塞驱替模型等。
计算：定量计算与评估
物质平 恒 法：
忽略非均质性和动态参 的分布，适合于宏观开 发指标计算，不适合于 油田局部动态预测。
决策：提出措施或方案
油藏数值模拟的方法原理
3. 建立计算机模型
将资料（静、动态）的输入，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。计算的精度取决于
偏微分方程组 离散化 有限差分方程组 线性化
2.建立数值模型
通过离散化，将连续 的偏微分方程组转换成离 散的有限差分方程组，再 用多种方法将非线性系数 线性化，成为线性代数方 程组，然后求解线性代数 方程组。
线性代数方程组
解方程组 得到压力、饱和度等 求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟基础培训
目 录
第一讲 油藏数值模拟总论 第二讲 概念模型数据文件解剖 第四讲 RUNSPEC/GRID要点分析
求实
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟基础培训
油藏数值模拟总论
求实
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
为什么要做油藏数值模拟 ■油藏工程与数值模拟
传统油藏工程方法对油藏数值模拟的作用在于：
•弥补收集资料数据的不充足
•减小输入数据的误差 •深化对模型合理性的认识
•辅助动态历史拟合分析
•利于模拟结果的评价与解释 以上这些都是影响数值模拟应用研究质量的关键，也 是体现从业者能力大小的重要方面。
求实 创新 超越
油藏 模拟器
模拟 应用
④油藏模拟应用
③建立计算模型
A、将求解数值模型进行 程序化。 B、连同前后处理软件， 形成油藏模拟器。
利用油藏模拟器研究和 解决具体的油气田开发 问题。 求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
1. 建立数学模型
即建立一套描述油藏 中流体渗流的偏微分方程 组，包括初、边值问题。
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
为什么要做油藏数值模拟 ■油藏工程与数值模拟
类比法：
观测：信息采集与分析
资料相对缺乏时的有效 研究方法，但无法判断 不同开发策略。
油 藏 工 程 应 用
Hale Waihona Puke Baidu
采收率统计关系式、水驱特征曲线、 产量递减方程及经验公式等。
假设：油藏特征判断
油藏非均质 与岩石各相异性 流体性质及岩石流体 渗流特征空间变化 烃类油藏开采机理 的复杂性 各种油藏工程 方法的适应性 软件功能 选择合适的模拟器 应用技能 可靠的工程实践 正确的模拟应用
求实
影 响 预 测 风 险 的 因 素
地质建模
输入油藏地质 模型数据
数 值 模 拟 技 术 实 现
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟总论
•油藏数值模拟的概念 •为什么要做油藏数值模拟 •油藏数值模拟的方法原理 •油藏数值模拟的作用 •油藏数值模拟的大体流程 •油藏数值模拟都需要什么参数
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的概念 ■油藏数值模拟
标准定义：应用已有规律，采用数值方法求解描述油藏内流体流动问 题，并利用计算机研究油藏开发及动态规律的一门技术。 工程定义：从地下流体渗流过程中的特征出发，建立描述渗流过程的 基本物理现象，并能描述油藏边界条件和原始状况的数学模型，借助 计算机计算求解描述油气藏渗流数学模型，并结合油藏地质学、油藏 工程学等学科知识重现油田开发的全过程， 主要用于解决油田开发实 际问题。简单地说就是在电子计算机上开发油藏。
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。 求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
求解
程序化
商业化
压力、饱 和度分布 及井流量
②建立数值模型
C、应用线性代数方程组 的解法求得未知量（压 力、饱和度等）的数值 分布。
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
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
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。
数值模 拟 法：
能考虑油藏的复杂几何 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 迄今为止油藏动态研究 中考虑因素最多的一种 方法。
求实
创新
超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
为什么要做油藏数值模拟 ■油藏工程与数值模拟
油藏数值模拟技术优势：可以实现预测风险最小化。
油藏数值模拟是一种运用较复杂的数学方法预测油藏动态 的一门特殊的油藏工程研究方法，本身赋予较重比例的数 学元素，但应用领域属于油藏工程。
求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的概念 ■油藏工程
定义一：是一门以油田地质学和渗流力学为基础，以油藏数值模拟为 手段，研究油气田开发设计和工程分析方法的综合性学科。 定义二：是一门高度综合的技术学科。它综合应用地球物理、油藏地 质学、油层物理、渗流理论和采油工程等方面的成果以及所提供的信 息资料，对油藏开发方案进行设计和评价，以及应用这种预测结果提 出相应的技术措施，以获得最大的经济采收率。 油藏工程含义宽泛，数值模拟是油藏工程研究技术方法之一，理论基 础与其它的油藏工程动态预测数学计算方法一致。随着油藏数值模拟 技术正规化与综合性的发展进步，其本身的内涵与功能逐步扩大，与 传统油藏工程的含义逐步融合交叉，成为“现代油藏工程”的核心， 但仍不能取代传统的油藏工程方法。
水动力 学 法：
机理明确，但过于简化， 只适合于早期开发指标 概算。
垂向非均质管流模型、等值渗流阻 力法、Buckey-Leverett方程非活 塞驱替模型等。
计算：定量计算与评估
物质平 恒 法：
忽略非均质性和动态参 的分布，适合于宏观开 发指标计算，不适合于 油田局部动态预测。
决策：提出措施或方案
油藏数值模拟的方法原理
3. 建立计算机模型
将资料（静、动态）的输入，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。计算的精度取决于
偏微分方程组 离散化 有限差分方程组 线性化
2.建立数值模型
通过离散化，将连续 的偏微分方程组转换成离 散的有限差分方程组，再 用多种方法将非线性系数 线性化，成为线性代数方 程组，然后求解线性代数 方程组。
线性代数方程组
解方程组 得到压力、饱和度等 求实 创新 超越
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY