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1、油藏数值模拟应用,标准宣贯,SY/T 6744-2008,油气藏数值模拟应用标准宣贯,交流油藏数值模拟应用技术 共享油藏数值模拟应用理念 提高油藏数值模拟应用水平,油气藏数值模拟应用标准宣贯,基 本 概 念 方 法 原 理 资 料 处 理 模 型 建 立 历 史 拟 合 动 态 预 测 结 束 语,油气藏数值模拟应用标准宣贯,相关基本概念与认识,油气藏数值模拟应用标准宣贯,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。,油藏数值模拟,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
2、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。,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。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,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
3、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。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,油藏工程与数值模拟,油 藏 工 程 应 用,观测：信息采集与分析,假设：油藏特征判断,计算：定量计算与评估,决策：提出措施或方案,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。,垂向非均
4、质管流模型、等值渗流阻力法、Buckey-Leverett方程非活塞驱替模型等。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,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,影响预测风险的因素,输入油藏地质 模型数据,选择合适的模拟器,可靠的工程实践 正确的模拟应用,地质建模,软件功能,应用技能,数值模拟技术实现,油气藏数值模拟应用标准宣贯,油藏工程与数值模拟,传统油藏工程方法的特点：,需要相当的经验、专业知识和判断能力，它总是企图用简单的方程来描述一种复杂的物理现象，
5、符合油藏工程的逆定律：油藏系统越是复杂，简化的尝试越是适用，说服力越强。,例如：物质平衡是最安全的技术，因为它需要的假设条件要比其它的替代技术如数值模拟少得多。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,油藏工程与数值模拟,现代油藏工程方法的特点：,研究的范围更宽（可以辐射到油田开发的各阶段及各领域），考虑的因素更多，需要的数据量更大。其核心技能在于：模型假设条件与局限性的理解、传统油藏工程方法的结合、输入数据的识别与处理、参数调整的合理性论证、模拟结果的解释分析。,油藏数值模拟技术易学难用，其风险也在于此。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,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
6、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。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,油藏工程与数值模拟,传统油藏工程方法与油藏数值模拟的理论基础一致，通过简化油藏数值模拟方程可以得到传统油藏工程方法计算方法。因此，传统油藏工程方法的计算过程实际上可以理解为一种相当简化的油藏数值模拟。,油藏数值 模拟方程,一定假设条件,简化推导处理,物质平衡方程,试井解释方程,前缘推进方程,Arps递减方程,传统油藏工程方程,油气藏数值模拟应用标准宣贯,总则一：从油气田开发设计
7、直至废弃的各个开发阶段，油气田的经营者，可以根据开发阶段，依据静、动态资料的拥有情况，结合技术经济条件，并针对开发面临的主要问题，进行适合不同研究目的的油气藏数值模拟研究。,油藏数值模拟技术可以在油田开发的不同时期发挥不同的作用。油藏的不同开发时期具都有应用油藏数值模拟技术的机会和条件。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,总则二：油气藏数值模拟技术是油气藏工程研究中重要的技术方法之一，具有考虑因素多、应用范围广、计算精确、快速、方便、经济等特点。,油藏数值模拟技术隶属于油藏工程范畴，但不能替代所有的油藏工程方法。该技术优势与不足共存。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,总则三：油气藏数值模拟作为油气藏预测
8、工具，具有比其它技术方法更多的数据量需求，其预测精度受到数据质量及数量的制约，同时也存在多解性和风险性。因此，对于油气藏数值模拟的研究精度要求，要立足于资料的完备性及准确性评价，对于模拟预测的结果，要尽可能地辅助其它的油藏工程计算方法综合论证。,油藏数值模拟技术本身的特点决定了该技术的灵活性与复杂性，熟练掌握与合理应用需要知识、技能与能力的综合培养。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,油藏数值模拟方法原理,求实 创新 超越,REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY,开采 过程,非线性偏 微分方程,单/多相流公式,非线性 代数方程,离散化,线性 代数方程,线性化,建立数学模型,
9、建立数值模型,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。,、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。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,求实 创新 超越,REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY,压力、饱 和度分布 及井流量,求解,油藏 模拟器,程序化,模拟 应用,商业化,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。,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。,油藏
10、模拟应用,利用油藏模拟器研究和解决具体的油气田开发问题。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,求实 创新 超越,REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY,数值模拟的关键是计算的精度和速度。计算的精度取决于离散的程度、数值计算误差、离散方程的稳定性，计算的速度取决于计算机速度、解法速度和模型规模。从离散的程度看，速度和精度相矛盾，要根据解决问题的需要选择离散化程度和计算速度。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,求实 创新 超越,REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY,质量守恒方程/连续性方程：根据物质平衡原理，流入单元体中的流体流量减去流出单元体流体流量等于单
11、元体流体质量变化。,运动方程：达西定律。,流动方程：,状态方程：流体和岩石体积与压力的关系。,辅助方程：饱和度归一，毛管压力、密度、粘度及相渗曲线的相关函数。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,求实 创新 超越,REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY,几点说明,描述油藏流体渗流这一具体物理过程的完整的数学模型是非线性的偏微分方程，不宜直接求解，需要通过离散转化成比较容易求解的代数方程组。离散方法一般为有限差分法。,离散后形成的代数方程组是非线性的差分方程组，还要采用某种线性化方法将其线性化，然后求解。常用的线性化方法有显示方法、半隐式方法或全隐式方法等。,对数学模型离散化并
12、线性化，得到每个网格节点上的一个（单相）或多个（多相）线性代数方程。每个方程除含有本点上的未知变量外，一般还含有相邻节点上的未知变量。因此，为了求得线性方程的解，需要将各点上的方程联立，形成联立代数方程组。该方程组一般为大型稀疏方程组。,求解线性代数方程组所用的方法有直接法和迭代法两大类，直接法常用的有高斯消去法、主元素消去法、D 4方法等；迭代法常用的有交替方向隐式方法、超松弛达代法、强隐式方法等。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,油气藏数值模拟应用标准宣贯,油藏数值模拟资料处理,油气藏数值模拟应用标准宣贯,资料处理的重要性,对各种资料和信息的处理分析是油藏工程师必备的最重要的技能之一； 油藏数
13、值模拟对资料信息的需求量远大于一般的常规油藏工程分析； 各种不同来源的大量信息其正确性、协调性很难保证； 油藏数值模拟对资料的应用有其特殊的技术要求； 油藏数值模拟计算对基础数据的依赖性更强，有利于降低模拟风险； 资料的处理分析过程有利于深化对油藏特征及模拟结果的认识。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,资料处理的重要性,油气藏数值模拟应用标准宣贯,基础地质资料 特殊岩心资料 流体PVT资料 生产动态资料,油气藏数值模拟应用标准宣贯,资料处理的内容,收集：根据研究目标收集相关数据资料信息。评价：分析所采集数据的来源渠道、数据的质量、数据的有效性及数据的齐全程度。处理：对于被证实可靠的数据进行适当处理
14、，以确保他们在技术上适合油藏模拟技术的需求。（环境校正、尺度放大、代表性选取等）,油气藏数值模拟应用标准宣贯,资料处理的内容,数据收集建议（软数据的重要性）：,图形化的资料信息（如二维等值线图、剖面图、填充图等）有利于建立可靠的油藏概念； 实验、分析及测试等资料信息的实验（或测试）报告有助于数据的可靠性和适用性分析； 目标区块的历史储量报告、相关技术文献及地质和地球物理研究报告有利于模拟研究的综合把握； 井的完井、作业、测井、测试、动态分析等详细的资料信息是动态历史拟合的重要依据。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,资料处理的原则,总原则：全面、有效、充足。,技术要求：,数据丰富但并不代表资料完备、
15、充足； 不同来源的同类数据要确定数据品质； 动态及监测数据尤其要确定其有效性； 必要的数据要进行适合于模拟的转换； 借用或推算的数据要论证其合理性 ； 分析数据不确定性对模拟结果的影响； 数据分析要集合不同专业人的智慧。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,以相对渗透率曲线为例,取心井位 取心井段 取心方法 状态变化（流体及岩石） 代表性分析,测试方法 测试条件（介质、温度、压力等） 过程缺陷（毛管力端点效应等） 结果形式（标准化）,单曲线或多曲线绘制 错误结果判断 油藏适应性初判（润湿性、渗透性、流体性质等）,特征值求取 曲线分类 典型曲线获取 。,环境转换 基础渗透率一致性 滞后效应 分区与标定,
16、油气藏数值模拟应用标准宣贯,以相对渗透率曲线为例,阿尔及利亚扎尔则油区油水相对渗透率实验基础参数,油气藏数值模拟应用标准宣贯,以相对渗透率曲线为例,（1）特征值求取（SWI、SOR、KROMAX、KRWMAX）,A、简单算术平均：0.353。 B、绘制特征值频率直方图，看图选值0.374。 C、建立特征值与渗透率（或孔隙度或FZI）之间关系式，根据储层参数平均值计算求取（这里又涉及到储层平均参数的取值）。,通过参数频率直方图，可以剔除非常规样品的影响，结果的代表性更强。,油气藏数值模拟应用标准宣贯,以相对渗透率曲线为例,（2）曲线分类,A、按照岩心渗透率或孔隙度分类。 B、建立FZI与饱和度端点关系曲线，根据曲线分段情况分类。 C、按照（标准化）相对渗透率曲线（或半对数）形态分类。 D、按照（标准化）相对渗透率比值曲线（或半对数）形态分类。,
