油藏数值模拟与CMG操作简介study综述

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1、B611工作室 2009.3.23,史树彬,油藏数值模拟和CMG操作简介,1 什么是油藏数值模拟？ 2 油藏数值模拟软件介绍 3 油藏数值模拟能干些什么？ 4 油藏数值模拟研究步骤如何？ 5 CMG操作简介,油藏数值模拟和CMG操作简介,油藏数值模拟就是用数值的方法来解油藏中流体(相或组分)渗流的偏微分方程组。 所谓数值方法是一种近似的解法，即用离散化的方法把连续函数转变成离散函数，用计算机来求解。通常用的方法为有限差分法，也可用有限元法和谱分析方法。,油藏数值模拟的定义,油藏模拟的概念及其所考虑到的因素,油藏模拟就是把油藏在三维的空间里分为许多离散的单元，并且模拟油藏及流体在空间及一系列离散

2、的时间步里的发展变化。与物质平衡方法一样的是，系统遵循物质守恒原理。 建立油藏模拟软件，一般包括： （1）质量守恒原理 （2）能量守恒原理 （3）运动方程（达西定律） （4）状态方程 （5）辅助方程（如饱和度方程，毛管力方程等）,零维、一维、二维、三维 单相、两相、 三相 单组分、两组分、N组分 单重介质(砂岩)、双重介质(碳酸盐岩),分 类,零维、一维、二维、三维 单相、两相、 三相 单组分、两组分、N组分 单重介质(砂岩)、双重介质(碳酸盐岩),按空间维数来分,按流体相数来分,按流体组分来分,按岩石类型来分,按模型功能来分,黑油模型 状态方程的组分模型 双重介质模型 热采模型 聚合物驱模型

3、 三元复合驱模型 水平井模型 ,1 什么是油藏数值模拟？ 2 油藏数值模拟软件介绍 3 油藏数值模拟能干些什么？ 4 油藏数值模拟研究步骤如何？ 5 CMG操作简介,油藏数值模拟和CMG操作简介,油藏数值模拟软件对比,三大应用软件系列,水驱,三次采油,蒸汽驱,Eclipse VIP WorkBench,VIP,Utchem,CMG SSI-THERM,黑油模型软件,黑油模型的特殊功能,角点网格技术 各种类型的局部网格加密技术 斜断层处理方法 不同岩石类型划分方法 不同类型PVT参数划分方法 饱和度标定技术 储层物性时变处理技术 天然裂缝和人工压裂裂缝模型描述技术。,八 项 建 模 技 术,三次

4、采油软件,CMG软件界面,CMG公司,ECLIPSE软件界面,Schlumberger公司,VIP软件界面,Landmark公司,1 什么是油藏数值模拟？ 2 油藏数值模拟软件介绍 3 油藏数值模拟能干些什么？ 4 油藏数值模拟研究步骤如何？ 5 CMG操作简介,油藏数值模拟和CMG操作简介,油藏模拟的目的,1.初期开发方案的模拟 2.对已开发油田历史模拟 3.动态预测,1). 评价开发方式；如：枯竭开采、注水开发等。 2).选择合理井网、开发层系、确定井位； 3).选择合理的注采方式、注采比； 4).对油藏和流体性质敏感性研究。,1).核实地质储量，确定基本的驱替机理（如：是天然驱，还是注水

5、开发）； 2).确定产液量和生产周期； 3).确定油藏和流体特性； 4).提出问题、潜力所在区域。,1).开发指标预测及经济评价 2).评价提高采收率的方法（如：一次采油、注水、注气、化学驱等） 3).剩余油饱和度分布规律的研究，再现生产历史动态 4).潜力评价和提高采收率的方向 5).专题和机理问题的研究,油藏描述,油藏描述是油田开发的基础，是一项系统工程，由多学科各种方法联合研究的结果。油藏数值模拟作为一种方法，在油藏描述中起了一定的作用。 1) 孔隙结构研究 -10m级 利用CT 、核磁共振、图象分析仪、微观驱油机理、毛管压力实验等进行研究 2)岩石物理性质研究 -cm 级 利用油层物理

6、实验室进行、K、S、kr等研究。 3)测井研究 -m级 利用测井方法进行、K、S等研究。 4)井间地震研究 1-100m级 利用井间地震进行油层连续性、油层厚度等研究。 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-1000m 将上述研究的、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静态参数和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的开发规律。,驱油机理研究,层内油水运动机理研究,控制地质储量、井间连通状况水体大小、驱动能量

7、、 产能,为方案研究提供依据,层系、井网、井距、 开发方式等优化 敏感性分析方案指标预测,驱替机理、合理注入条件及参数 、动态预测,剩余油分布研究 优化调整部署,早期评价模拟,新油田开发方案模拟,老油田调整方案模拟,提高采收率模拟,开发前期,开发初期,开发中期,开发后期,油藏动态预测,1 什么是油藏数值模拟？ 2 油藏数值模拟软件介绍 3 油藏数值模拟能干些什么？ 4 油藏数值模拟研究步骤如何？ 5 CMG操作简介,油藏数值模拟和CMG操作简介,油藏模拟计划的拟订 数值模拟软件选取 数值模拟研究所需数据准备 建立数值模拟数据文件 历史拟合 动态预测 开发报告编写,每一步的目的？,确定油藏工程问

8、题 制定模拟策略 工作量估计和经费概算,1 油藏模拟计划的拟订,2 模拟器的选取,进行数值模拟研究之前，需要对研究对象、目的、油藏情况进行分析，从而确定应用什么软件进行此项目的数值模拟研究。,天然裂缝油气藏的模拟应用双重介质的裂缝模型； 凝析油气田开发以及注气油田开采应用组份模型； 视油、气田含富气或平气大小可采用组份或黑油模型； 稠油开发用热采注蒸汽模型； 注各种化学剂的三次采油应用化学模型； 而对一般油藏，模拟可选用常规油气田开发的黑油模型。,3 数据准备,1.表格数据 主要指岩石物性、流体性质。 油气PVT数据表（高压物性分析）； 水及岩石PVT性质（高压物性分析）； 油水相对渗透曲线；

9、 毛管压力曲线（岩心压汞实验）等； 井筒流动数据。 2.网格数据 油藏顶面海拔深度； 砂层厚度（有效）； 孔、渗、饱参数岩石类型等。 3.动态数据 完井数据：射孔、补孔、压裂、堵水、解堵日期、层位、井指数等； 生产数据：平均日产油、日产水、日产气、平均油气比和含水比等； 压力数据：井底流压、网格压力等。 动态监测资料（分层测试、吸水、产液剖面等） 4.其它数据 主要包括算法选择、输入输出控制、油水井约束界限、油井定压定产等参数。,各砂岩组个数及名称 小层名称 沉积类型 连通情况,油层分层数据,断层数据,断层方向 断点深度 断距 密封情况,小层平面图 顶部深度等值图 有效厚度等值图 渗透率等值图

10、 孔隙度等值图,地质构架,属性数据,小层静态数据,静态资料,基本数据资料,油层流体性质数据,油、气、水的高压物性资料 岩石的压缩系数,注意：输入时最好将PVT数据绘成曲线，以保证输入模型中的PVT曲线光滑,包括：原油的Bo-p曲线，Uo-p曲线，Rso-p曲线，Uo-T曲线，此外还有原油的地下密度，地面密度，饱和压力，地面粘度，压缩系数等。 气体的Bg-p曲线， Ug-p曲线，地下地面密度及压缩系数地层水的粘度，矿化度，体积系数和压缩系数。,油藏数值模拟,地层水体积系数与压力、温度关系,地层水物性,油藏数值模拟,原油体积系数与地层压力关系曲线,原油物性,P Rs Uo Bo,。 。 。,表格,

11、。 。 。,油藏数值模拟,地层油粘度随压力变化关系,原油物性,油藏数值模拟,典型地层油溶解气油比曲线,原油物性,岩石和流体的流动性质数据, 油水相渗曲线 油气相渗曲线 毛管力曲线,注意：油气相渗曲线资料少，可借用 相渗曲线和毛管力曲线饱和度端点值应匹配 毛管力曲线对纯油区可以忽略，但对过渡带必须考虑,初始（t=0）的压力、含油饱和度分布,.初始压力，压力平衡化算法 .初始含油饱和度，直接赋值,初始数据,动态资料,1. 射孔完井报告 2. 井史报告、压裂等措施 3. 系统测压资料 4. 试油、试井和试采资料（压力恢复曲线） 5. 油水井别，调整井位示意图,基本数据资料,动态资料,6. 油井生产数

12、据报表： 日产油、日产液、日产气、日产水 综合含水 压力 累积产油、累积产气、累积产水、累积产液 7. 注水井生产数据报表： 日注水量 累积注水量,基本数据资料,动态资料,8. 区块综合生产数据统计报表： 日产油、日产液、日产气、日产水 综合含水 采出程度 压力 累积产油、累积产气、累积产水、累积产液 日注水量 累积注水量,基本数据资料,输入各生产阶段每口井的生产动态数据,生产动态数据指各生产井及注水井在各个开发时刻的日油量，日水量，含水率，油气比，井底压力，井口压力，日注量等数据，并将这些数据按一定时间步长整理，做成一系列时间卡，按定产条件进行输入，若有的井与其它层位进行合采合注的，应视具体

13、情况进行劈产劈注。 对各井进行的措施也应给以考虑，各井射孔位置、日期，补孔记录，压裂堵水记录，大修记录等各项措施记录。,测压资料 出油剖面、吸水剖面 见水日期、层位、来水方向等,其它有关数据,供历史拟合时参考,油藏数值模拟和CMG操作简介,1 什么是油藏数值模拟？ 2 油藏数值模拟软件介绍 3 油藏数值模拟能干些什么？ 4 油藏数值模拟研究步骤如何？ 5 CMG操作简介,数值模拟数据文件（前处理建模） 历史拟合 结果分析（后处理） 动态预测 开发报告编写,每一步的目的？,CMG主界面,CMG所包括模块,数据文件建立模块,黑油模型模块,组分模型模块,三维立体显示模块,自定义平面图显示模块,自定义

14、表表输出模块,热采和化学驱模块,相态及流体性质计算模块,转换模块,Input Data File 详细介绍,总体结构,数据文件讲解,INPUT/OUTPUT CONTROL,GRID AND RESERVOIR DEFINITION,FLUID DEFINITIONS,模型输入输出控制,网格划分及油藏参数特征,流体特征,ROCK-FLUID PROPERTIES,岩石和流体的流动性质,INITIAL CONDITIONS,油藏初始条件,NUMERICAL CONTROL,RECURRENT DATA,动态数据,总体结构,数据文件讲解,数值计算控制,INPUT/OUTPUT CONTROL 的基

15、本数据,数据文件讲解,1.模型标题 2.单位： SI Field Modsi Lab 3.输入输出参数设定,GRID AND RESERVOIR DEFINITION的基本数据,数据文件讲解,1.网格划分 2.网格大小 3.孔、渗等岩石属性： *CON *KVAR *ALL 4.属性修改 5.分区性质 6.岩石压缩性,网格及模拟层的划分,模拟区域的选择 明确数模所研究的区域，确定模拟的范围，井数、层位和数模的时间长短 模拟层的划分 纵向上进行网格划分，也就是确定数模的层位和层数，数模时所考虑的层位与生产层位有较大区别，在划分时应考虑以下几点：,在能够说明问题的前提下，尽量少用纵向网格，因为纵向层数对网格节点数影响较大 对层间有较厚隔层，分隔状况良好的生产层位，应适当进行分开划分，以准确描述其层内流体分布；对有一定隔层，但分隔不明显，且大面积连通的层位可考虑将两层合并处理；对分布较小的小砂体，且与其它层位储量差别比较大的小层，可考虑将其平加到其相邻层位上去，这样对结果影响不大 对层位较厚的大层，由于韵律性不同，层内流体分布不同，应将其分开。上下层之间的联系靠垂向渗透率来控制，一般取平面渗透率的1/5到1/10.,网格划分原则,网格划分包括两个方面：网格方向及网格尺寸。,因为一般模型都考虑的封闭边界，所以网格边界应尽量与封闭的天然边界一致，如断层、尖灭、油水边界、