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1、数值模拟基础知识 1 物理模拟 通过采集油藏岩心和流体样品 或基于相似性原理 人工构造物理模型 在实验室进行各种模拟试 验 岩石 流体物性参数获取试验 流动规律研究试验 流体 混相 非混相 驱替试验 采收率统计分析试验 其他各种可开展的模拟试验等 油气藏开发物理模拟与数值实验 2 基于质量守衡和能量守衡建立油气层渗流数学 模型 用数学模型初始和边界条件 模型参数来模拟 设定油藏环境 用模型变量反映油藏开发中的各种变化因素和 数值计量 油藏数值模拟 数值分析 数学模拟 3 数学模拟的优势 数学模拟是一种廉价的设计手段 便于研究操作参数和开发方式变化对开采效果 的影响 数学模拟几乎不受规模的限制
2、便于理解和认识物理过程的主要特征和机理 4 油藏数值模拟的作用 预测生产动态 确定所需井数 确定最佳射孔方案 确定最佳布井方式 对早期水气突破的后果进行估计 确定最佳注入量和最佳注入时间确定油藏内的流动屏障 从而估计非泻油区的存在 估算地下储气设备的存储能力和产量 确定满足天然气供应合同的最优方法 通过分别对最优 最差和最可行的开发方案进行经济评价 分析 估算其金融风险 5 数学模型分类 按流体的相的数目划分 单相流模型 描述只有一相流体流动的数 学模型 油 气 水 两相流模型 描述只有两相流体流动的数 学模型 油气 油水 气水 三相流模型 描述只有三相流体流动的数 学模型 油气水 6 数学模
3、型分类 按空间维数划分 零维模型 描述均质岩石 均质流体性质的油藏系统 而且系统内的饱和度分布和压力分布是连续的 油藏内 任意处的压力发生变化时 整个油藏系统内的压力都随 着同时发生变化的这一类数学模型 一维模型 描述油藏流体沿一个方向上发生流动 而其 他两个方向上则没有任何变化的数学模型 二维模型 描述油藏流体沿二个方向上发生流动 而在 第三个方向上则没有任何变化的数学模型 三维模型 描述油藏流体沿三个方向上发生流动的数学 模型 7 数学模型分类 按模型使用功能划分 气藏模型 描述天然气气藏的数学模型 有的气藏只 有天然气存在 而有的气藏不仅有天然气存在还有水 存在 黑油模型 描述气 油 水
4、三相同时存在的油藏的数 学模型 一般认为只有天然气可以溶于油中或从油中 分离出来 油和水之间及气和水之间不发生质量交 换 组分模型 描述油藏内碳氢化合物化学组分的数学模 型 由过去对相的描述进而深入到对化学组分的描述 每种化学组分可以存在于油气水三相中的任意一相 内 相与相之间可以存在质量交换 这种模型常用于 描述凝析油藏 此时 也称之为凝析油藏模型 8 黑油模型 黑油模型 碳氢化合物两组分模型 三维三相模型 两组分 不可挥发的油组分和可挥发 的气组分 气 油之间只有一种方式的相转换 即气从油中出入 油不能汽化为气相 流体流动至多存在油 气和水三相 油和水不混溶 没有质量交换或相变 气相可溶于
5、油中 但不溶于水 整个油藏中流体处于恒定温度 且处 于热力学平衡条件下 气相 油相 水相 油相 水相 气相 油相 水相 油相 水相 9 油藏数值模拟基本过程 油气田开发问题 t1 t2 物质守恒 能量守恒 数学模型 解析求解 油藏数值模 拟应用研究 计算机模型 模拟器 数值模型 10 数模的基本工作流程 静态数据 动态生产数据 油藏压力 饱和度分布场 模拟器 输 入 历史拟合 输出 动态预测 目 的 11 油藏数值模拟软件 数值模型描述模块 模拟计算模块 模拟时间循环 数据输出模块 前处理 后处理 12 数模输入数据 数 模 输 入 数 据 静态数据 动态数据 油藏物性数据 流体和岩石 油藏网
6、格数据 地质建模 井油气水产量 井措施数据 13 油藏静态数据 相渗曲线 油水两相相对渗透率曲线 油气两相相对渗透率曲线 14 油藏静态数据 PVT属性 15 油藏静态数据 其他物性参数 其 他 物 性 参 数 岩石属性 岩石压缩性 流体密度 油气水在地 面条件下密度 重度 水的性质 体积系数 压缩系数 粘度等 16 油藏静态数据 初始化 压力 参考点 自由水面 油气界面 油水界面 深度 油气界面 油水界面 参考深度和参考压力等 17 油藏动态数据 井生产数据 产 油 气 水量 注水 气 量 井射孔数据 井 位 射孔层 井 表皮因子 井类 型等 井其他措施 补 孔 修井 堵 水 酸化等措施 油
7、 藏 动 态 数 据 18 ECLIPSE介绍 19 ECLIPSE简介 20 ECLPSE简介 家族成员 21 模拟工作流程 网格模型建立 Flogrid 相 态 PVTi 相渗和毛管压力 SCAL 井史生产数据 Schedule 井 筒 水 动 力 VFPi 试 井 分 析 Weltest 地质模型建立 GEOFRAME CPS3 F3D LPM P3D PETREL 井史生产数据 FINDER OFM 数据分析工具 ECLIPSEFront sim OfficeFlo viz 数值模拟分析 历史拟合 Simopt 项目管理 数据编辑 生成报告 2D 3D显示 ECLIPSE Office
8、 22 OFFICE 简 介 23 什么是ECLIPSE OFFICE 油藏数值模拟数 据准备和分析的 互动接口 在一个数模桌面 上即可以进行前 处理 数据准 备 运行管理和 后处理 24 OFFICE 的启动 在Geoquest界面上点击Office启动ECLIPSE Office 25 新建项目或打开老项目 26 DATA模块的主要部分 27 CASE的定义 GENERAL 28 CASE的定义 RESERVOIR 29 CASE的定义 PVT 30 CASE的定义 SCAL 31 CASE的定义 ADVANCED 32 CASE的定义 OPTIONS 33 GRID网格数据 34 加载网
9、格数据 35 网格属性 描述形式 36 网格属性 关键字形式 37 网格数据的编辑 修改网格属性 38 网格数据的编辑 插入或删除关键字 39 网格数据的运行 40 网格数据的二维显示 41 网格数据的三维显示 42 PVT数据的导入 43 PVT数据的编辑 44 PVT数据的显示 45 SCAL数据的导入 46 SCAL数据的编辑 47 SCAL数据的显示 48 初始化数据的输入 49 初始化数据的计算结果 50 REGION分区模块 51 分区计算储量 并显示结果 52 SCHEDULE模块 井的类型描述 53 SCHEDULE模块 射孔层位 54 SCHEDULE模块 产量数据的描述 5
10、5 SUMMARY模块的用途 输出全油田指标 56 SUMMARY模块的用途 输出井指标 57 RESULT模块的用途 结果显示 58 显示全油田含水拟合情况 59 三维动画显示剩余油饱和度 60 ECLIPSE数据输入形式 61 ECLIPSE数据输入方式 Data模块输入 按照以上步骤 Input data file输入 按照以下步骤 62 INPUT DATA FILE ECLIPSE的数据输入文件是分门别类的 每一部分都有一个 section header keyword 数据文件有相应的语法规范 关键字的字符数不能超过8个字符 关键字的具体内容应该从关键字名称的下面一行开始 关键字默
11、认为从第一列开始 数据文件默认为每行最多有132个字符 每一行第130个字符以后的任何语句都被认为时注释 其它部分的注释必须用双短横线或正斜杠开始 ECLIPSE关键字对大小写不敏感 在数据输入文件中 所有的关键字都有一定的顺序 63 SECTION HEADER KEYWORDS section header关键字 RUNSPEC GRID PROPS REGIONS SOLUTION SUMMARY SCHEDUL E The sections must be specified in the shown order It may be helpful to use a mnemonic
12、to remember the order EDIT Input data file 64 Status REQUIRED 指定在内部如何分配内存空间存储模拟的各个组成部 分 同时也指定模型的基本特征及模拟开始时间 GRID Status REQUIRED RUNSPEC SECTION HEADER KEYWORDS ECLIPSE不是用网格块大小及其属性计算流体流动的 而是用网格孔隙体积和传导系数 所以GRID部分的作用 是 给出每个网格的尺寸大小 孔隙度 净厚比和渗透 率 Input data file 65 SECTION HEADER KEYWORDS EDIT Status OPT
13、IONAL 计算孔隙体积 网格块中心深度及传递率的修正 PROPS Status REQUIRED 用于用于定义流体PVT属性 相对渗透率和毛管力 数据以及岩石压缩系数 Input data file 66 Status OPTIONAL 根据网格的不同的储藏特征把网格划分为不同的区块 SOLUTION Status REQUIRED 定义模拟的初始条件 REGIONS SECTION HEADER KEYWORDS Input data file 67 Status OPTIONAL 指定输出产生线形图的数据 SCHEDULEStatus REQUIRED 所有的井数据 所有的地面设施 用于
14、计算井和管线中 压降的流体流动表格关系式 时步和模拟器收敛控制 报告控制 模拟前进和结束关键字等 SUMMARY SECTION HEADER KEYWORDS Input data file 68 网格块净毛比 按网格输入SIGMA系数 双孔模型的SIGMA系数 修正基质 裂缝的扩散率 GRID section TOPS块中心网格上顶面中心点处深度 DX DY DZ PERMX PERMY PERMZ PORO 向量形式的块中心网格大小尺寸 笛卡尔网格X Y Z方向的渗 透率 网格块渗透率 DIFFMMF SIGMA SIGMAAV NTG KEYWORDS IN SECTIONSInput
15、 data file 69 Input data file 70 KEYWORDS IN SECTIONS PROPS section DIFFCOAL LANGMUI R SWFN SGFN DENSITY 输入气体扩散数据 煤基质表面气体浓度表格 在含水饱和度作用下水的相渗及毛管压力 在含气饱和度作用下气的相渗及毛管压力 密度 PVDG PVTW 干气的PVT属性 水的PVT数据 ROCK岩石压缩系数 Input data file 71 SSFNgas solvent的相渗数据 KEYWORDS IN SECTIONS PROPS section COALADS COALPP LANGS
16、OL V MLANG RPTPROP S 输入gas solvent的相对吸附数据 输入gas solvent的分压数据 基质表面solvent浓度 基质表面气体最大吸附浓度 PROPS部分的输出控制 MLANGSL V PVDS 基质表面solvent最大吸附浓度 solvent的PVT属性 SDENSITY solvent的密度 Input data file 72 Input data file 73 REGIONS section FIPNUMfluid in place regions SATNUM EQLNUM PVTNUM saturation table regions equilibration regions PVT data regions KEYWORDS IN SECTIONS Input data file 74 SOLUTION section EQUIL 接触面深度等其他初始参数 数据来源于试井 RESTART RPTSOL 重新开始的文件名 SOLUTION部分的输出控制 See a part of input file GASCONC 初始气体浓度梯
