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1、青海油田公司勘探開發(fā)研究院西南石油大學石油工程學院油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室中國石油天然氣股份有限公司青海油田公司2009.05油藏數(shù)值模擬實用技能培訓AppliedRESERVOIRNUMERICALSIMULATION一、什么是油氣藏數(shù)值模擬？二、為什么要做油藏數(shù)值模擬？三、怎么做油藏數(shù)值模擬？前言1油氣田開發(fā)的任務(wù)確定井位，優(yōu)化井網(wǎng)確定開發(fā)方式確定開采速度，保持長期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)尋找油氣田開發(fā)中后期剩余儲量的富集區(qū)域，確定調(diào)整方案?合理開發(fā)油氣藏，提高采收率技術(shù)方法類比經(jīng)驗油藏工程數(shù)值模擬物理模擬開發(fā)實驗2油藏數(shù)值模擬的技術(shù)優(yōu)勢定義：“在
2、數(shù)學模型（計算機軟件及數(shù)據(jù)體）上再現(xiàn)真實油田的生產(chǎn)動態(tài)”技術(shù)原理：通過建立滲流力學方程，借用大型計算機，結(jié)合地震、地質(zhì)、測井、油藏工程等方法，在建立的地層三維屬性參數(shù)場中，對數(shù)學方程進行求解，模擬油氣的復雜開發(fā)過程，再現(xiàn)油氣田的生產(chǎn)歷史，預測未來的開發(fā)動態(tài)，提高油氣藏的開發(fā)效益技術(shù)關(guān)鍵：仿真、預測、可視前言2油藏數(shù)值模擬的技術(shù)優(yōu)勢仿真：可多次“開發(fā)”油氣田，尋求最優(yōu)開發(fā)方案，避免決策失誤前言2油藏數(shù)值模擬的技術(shù)優(yōu)勢預測：短期內(nèi)模擬開發(fā)油氣田，分析不同方案的動態(tài)，降低開發(fā)試驗成本前言2油藏數(shù)值模擬的技術(shù)優(yōu)勢可視：通過可視化技術(shù)，深入到油藏內(nèi)部，觀察
3、每個參數(shù)隨時間的變化前言3發(fā)展歷程30年代：開始研究地下流體的滲流規(guī)律，并將理論方法用于油田開發(fā)50年代：在模似計算的方法上取得了較大進展60年代：開始用計算機解決油氣田開發(fā)上的一些簡單間題，當時的計算機速度只有每秒幾萬-幾十萬次，只能做些簡單的科學運算70年代：計算機快速升級，帶動了油藏數(shù)值模擬的迅猛發(fā)展，計算速度達到每秒100-500萬次，內(nèi)存增至16兆字節(jié)。黑油模型日趨成熟，已能解決中小型油藏的模擬問題80年代：油藏數(shù)值模似技術(shù)飛躍進步，計算方法及軟件迅猛發(fā)展，超級向量機誕生，計算機速度達到億-幾十億次，內(nèi)存高達10-20億字節(jié)90年代：油
4、藏模似軟件的各模塊功能迅速發(fā)展，體現(xiàn)為向一體化方面發(fā)展，出現(xiàn)了集地震、測井、鉆井工程、完井工程、油藏工程、采油工程、壓裂酸化措施工藝及地面集輸、經(jīng)濟評價等為一體的大型軟件前言4油藏數(shù)值模擬專業(yè)軟件黑油模型：已被廣泛用于各種常規(guī)油氣藏的模擬裂縫模型：用來模擬灰?guī)r、花崗巖、凝灰?guī)r和變質(zhì)巖裂縫性油氣藏開發(fā)組分模型：用于凝析氣藏、輕質(zhì)油和揮發(fā)油藏的開發(fā)設(shè)計和混相驅(qū)熱采模型：用于稠油油藏蒸氣吞吐、蒸汽驅(qū)和就地燃燒的設(shè)計化學驅(qū)模型：用于在注入水中添加聚合物、表面活性劑、堿等各種化學劑進行三次采油提高采收率的計算和設(shè)計前言5最新進展向量算法、預處理共軛梯度法，
5、使模擬過程更快速、更有效（3天?1小時）不規(guī)則網(wǎng)格、混合網(wǎng)格、自適應網(wǎng)格，更好地處理了復雜的幾何形狀多重網(wǎng)格法、混合有限元法、流線法，正逐步完善和發(fā)展并行處理技術(shù)，給大中型油氣田的數(shù)模工作帶來了生機一、什么是油藏數(shù)值模擬？1工作過程實際油藏數(shù)學模型數(shù)值模型計算機模型數(shù)值模擬模型連續(xù)性方程假設(shè)條件初始條件邊界條件離散化線性化迭代求解程序化設(shè)計編寫計算機代碼誤差分析零流量檢驗滲流機理開采機理模擬目標網(wǎng)格劃分地質(zhì)、流體、生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸入模擬計算計算結(jié)果分析編寫成果報告成果輸出一、什么是油藏數(shù)值模擬？2典型的數(shù)學模型2.1三維單相2.2一維油水兩相*定解條件
6、、輔助方程略2.3二維氣水兩相2.4組分模型一、什么是油藏數(shù)值模擬？2典型的數(shù)學模型2.5黑油模型*定解條件、輔助方程略氣組分油組分水組分2.6聚合物-表面活性劑驅(qū)模型一、什么是油藏數(shù)值模擬？油氣藏數(shù)值模擬滲流力學數(shù)學物理方程計算方法石油地質(zhì)儲層描述油層物理油藏工程計算機工程鉆井工程采油工程風險概率經(jīng)濟評價軟件研發(fā)滲流機理優(yōu)化方案開發(fā)機理工程運用調(diào)整方案提高采收率剩余油分布計算機軟件計算機硬件GUI設(shè)計3基礎(chǔ)與應用知識集成4.1概念模擬采用平均油藏參數(shù)，代表局部區(qū)域常用于敏感性分析或機理研究，模擬結(jié)果具有普遍指導意義4.2實際模擬特定某一個油藏或
7、儲層單元、井組非均質(zhì)油藏參數(shù)，結(jié)果沒有普遍意義用于具體某個油藏的開發(fā)方案優(yōu)選及其開發(fā)效果預測概念模擬：韻律層對水錐的影響實際模擬：某氣藏邊水推進動態(tài)研究一、什么是油藏數(shù)值模擬？4模擬類型5.1單井模擬通常用r-z坐標系評價各種完井措施、預測直井的錐進動態(tài)、數(shù)值試井單井模型網(wǎng)格示意圖5.2剖面模擬通常用x-z坐標系研究與重力有關(guān)的問題，如：水驅(qū)、氣驅(qū)的縱向動態(tài)5.3井組模擬考慮一個典型的注采單元，二維或三維跟蹤井組單元內(nèi)的驅(qū)替前緣、驅(qū)替效率研究5.4全油田模擬考慮參與滲流的整個生產(chǎn)區(qū)域，包括油藏、井筒模擬全油藏的整體開發(fā)規(guī)律利用井組概念模型，進行魚
8、骨刺分支水平井注采井網(wǎng)開發(fā)效果研究一、什么是油藏數(shù)值模擬？5模擬范圍6.1零維模型也叫物質(zhì)平衡方程不能區(qū)分任何方向的流動計算原始地質(zhì)儲量
