油藏数值模拟实验报告记录
油藏数值模拟实用技能培训 共98页
生产历史
动态预测
时间
前言 2 油藏数值模拟的技术优势
仿真：可多次“开发”油气田，寻求最优开发方案，避免决策失误
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前言 2 油藏数值模拟的技术优势
预测：短期内模拟开发油气田，分析不同方案的动态，降低开发试验成本
2.6 聚合物-表面活性剂驱模型
t(C ~k
np
k) [
l 1
k(C klulD k)l ]R k
C ~k (1nc C ˆk)np SlCklC ˆk
k1
l1
nc
DklSl( Kk l Ckl)
k1
K k l D kl ijS T ll u ijL l S l T l u liu u lj
一、什么是油藏数值模拟 ？
2 典型的数学模型
* 定解条件、辅助方程略
2.5 黑油模型
气组分 B K G r g ( g P K g G g D ) R B s o K o o r( o P K o o g D ) q G G S t ( B S G g R s B S o O o )
二维平 面模型 （X-Y）
(a) tank
(b) 1-D linear
一、什么是油藏数值模拟 ？
(c) 1-D radial
6 模型的维数
6.4 多层二维模型
- 由几个平面二维模型组成
x
-
各层在整个油藏中处于不连通状态，但由于合采或合注而在井y 筒中连通
《油藏数值模拟》第一章绪论
计算初始条件下油藏压力及流体的 分布状况。
怎么做油藏模拟?
(1)问题定义
(2)数据检查 (3)模型建立 (4)初始化 (5)历史拟合 (6)动态预测 (7)报告编写
通过拟合产量、含水、压力等指 标，进行模型计算与实际油藏动 态的对比分析，反演油藏地质模 型，认识油藏动态变化规律及油 藏压力、剩余油分布状况。 在可接受的历史拟合精度基础上 ，预测开发部署（或调整措施方 案）下的油藏未来生产动态。
为什么要进行油藏数值模拟?
1. 油气藏的复杂性
地质特征复杂：裂缝、断层、尖灭、非均质、隔夹层、多层
油气水关系复杂：多个压力系统、多个流体界面、油气水间互 流体特征复杂：三维三相、三维四相、复杂的相态变化、多组分 2.油气藏开发的复杂性 通过各种措施增加产量和利润，是一个复杂的多因素决策过程
存在地质和工程的不确定性，需要进行完备的风险评估
部动态预测。 能考虑油藏的复杂几何 数值模 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 拟 法： 迄今为止油藏动态研究 中考虑因素最多的一种 方法。
忽略非均质性和动态参的
决策：提出措施或方案
为什么要进行油藏数值模拟?
由于研究和开发一个油田是一个复杂的综合性科学技术问
题，人们靠经验和利用一些简单的计算公式、物质平衡、玛斯
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。
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。
油藏数值模拟实用技能培训
Z
- R--Z用于单井动态的模拟研究 - X-Y(-dZ)三c维ro模ss型-s用e于cti全on油a藏l 的模拟研究
X
Y
1
11
2
3
2
34
2
3
4
(e) areal
多层二维模型（X-Y-Z）
Z
Gas-Oil Contact
Completion Interval
Oil-W ater Contact
2.2 一维油水两相
xx[[A Aw oK K w o K rK rw o((P P xxw o w og g D D xx))]] q qo w A Att((ow SSow ))
2.3 二维气水两相
x [ H g K gr( g P K x g g g D x ) ] y [ H g K gr( g P K y g g g D y ) q ] g H t(g S g ) x [ H w K w r( w P x K w w g D x ) ] y [ H w K w r( w P y K w w g D y ) q ] w H t(w S w )
2.6 聚合物-表面活性剂驱模型
t(C ~k
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l 1
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C ~k (1nc C ˆk)np SlCklC ˆk
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K k l D kl ijS T ll u ijL l S l T l u liu u lj
油藏数值模拟复习资料
1.油藏数值模拟:就是应用计算机研究油气藏中多相流体渗流规律得数值计算方法,它能够解决油气藏开发过程中难以解析求解得极为复杂得渗流及工程问题,就是评价与优化油气藏开发方案得有力工具、2.油田开发得任务:就是从油田得客观实际出发,以最少得投资、采用最合理得速度,获得最高得最终采收率,也就就是获得最大得经济效益,油藏数值模拟就是达到以上目得较有效得方式。
3.油藏描述:油田开发后对油藏动态得认识,特别强调对剩余油饱与度得认识,便于提高开发效果。
不同于地质上得油藏静态描述。
直接观察法4５６/模拟法７4.钻观察井:用在勘探初期或油田开发过程中,它可以直接取芯分析油层岩性与物性以及流体性质与在油层中得分布;5.直接测试:测井、井间地震、试井、井间示踪剂测试等从微观孔隙结构到宏观井间连通6.开辟开发实验区:油田开发初期为了达到某种目得(如提高采收率),要在油田内部选择一个有代表性得地区进行试验。
如大庆得小井距进行单层注水与各种提高采收率得方法得试验等;优点:1、直观(瞧得见,摸得着) ; 2、准确。
缺点:1、有一定局限性,范围小;2、成本高,周期长; 3、不能重复进行。
7.模型基本上有两种,一类就是您摸得着得物理模拟,另一类就是您不摸着数学模拟。
8.物理模拟:相似模型、单元模型9.数学模拟:水电相似模型、解析模型与数值模型、10.水电相似:多孔介质中得渗流过程与导电介质中电得流动过程, 相似得原理来进行模拟研究,应用越来越少。
11.数值模型:就是一种离散化得近似方法,常用得方法就是有限差分方法、数值方法求得得解不就是一个数学函数关系式,而就是分布在足够多得点上得一系列函数值、逼近近似解,使复杂得偏微分方程得求解成为可能、目前已经建立了功能强大得软件并在油气田开发中得到广泛得应用——油藏数值模拟、12.优点:能重复开发,可以进行所谓得“多次开发”;可以在短期内进行“开发”;成本相对比较低;可以模拟各种非均质条件与开发要求,避免了直接观察法得缺点、结果可以直接用于油田开发。
油藏工程参数确定(lesson4)
K ro S w K Sw K ro max
* ro
* *
的原因（测定条件、测定方法、取心
条件等），决定曲线的取舍。
K rw S w K Sw K rw max
* rw
4、标准化相渗曲线的平均化
相对渗透率曲线的处理
方法1：大量同类相渗曲线散点值得多项式回归，根据回归公式，再按 照饱和度从0-1之间的等分进行计算求取平均的标准化相对渗透率曲线。 方法2：在标准化曲线上，将饱和度从0-1等分，并按照如下公式分别 求取各饱和度点处的油、水相对渗透率值。
油藏数值模拟应用研究主要内容 1 模拟研究的资料处理
●主要包括五大类
油藏描述研究所提供的油藏地质模型三维数据体或分层 二维成果图及数据表，主要包括油藏构造骨架、储层孔
——资料内容
基础地质资料
隙度、渗透率、有效厚度（或净毛比）、原始含油饱和
度分布以及砂体边界范围和含油范围的小层平面图等。
油气水系统划分、油气水界面、油气藏温度和压力特征、
●压力瞬变类数据
压力瞬变类数据适合油藏模拟的尺寸来测量的，用于模拟中不需要转换。这类 数据主要包括：有效渗透率、地层损害、流体PVT、关井压力、油藏静压等。
油藏数值模拟研究基础资料详单：
●生产历史类数据
主要包括测量出的产量数据，如油气水井的产油、产水、产气、井底流压、油 藏静压、井射孔历史及作业历史等，包括早期的试油及试采信息。（主要用于动 态模型建立）
渗透率曲线、毛管压力曲线、岩石压缩系数测试等及其空间分布非均质认识。 5、动态模型 油气水井的动态数据、井位、井轨迹、完井历史等。
6、油藏综合模型 油水系统划分情况、压力系数、各油水系统的油水界面、油
油藏数值模拟李淑霞32学时
油藏数值模拟的主要内容和步骤
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。
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
偏微分方程组 离散化
有限差分方程Байду номын сангаас 线性化
油藏数值模拟的主要内容和步骤
二、主要步骤
• 模型选择（Select Model） • 资料输入（Input Data） • 灵敏度试验（Sensitive Test） • 历史拟合（History Match） •动态预测（Performance Prediction）
油藏数值模拟的主要内容和步骤
定解条件
第一节 数学模型的分类
1. 按空间维数来分 零维、一维、二维、三维
2. 按流体相数来分 单相、两相、三相
3. 按流体组分来分 单组分、两组分、…、N组分
4. 按岩石类型来分 单重介质（砂岩） 双重介质（碳酸盐岩）
数学模型的分类
5. 按模型功能来分 黑油模型 凝析气藏模型 双重介质模型 热采模型 聚合物驱模型 三元复合驱模型 水平井模型 ……
1. 模型选择（Select Model）
• 根据油藏的实际情况
• 根据所要解决的问题的要求
举例： ① 对没有活跃边、底水的气藏，选简单的单相气体渗流模型 ② 对常规原油（即不发生反凝析现象的油藏），选黑油模型 ③ 常规原油，采用注水开发，且保持P>Pb，可选用油水两相模型 ④ 对凝析气藏、高挥发轻质油藏，选用组分模型 ⑤ 对裂缝油藏，要具体分析（双孔单渗、双孔双渗） ⑥ 对热力驱、化学驱、混相驱等，选用相应的特殊模型
油藏数值模拟基础培训一
KA Q p 运动方程：达西定律。 L
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。
p [（s w )P C h t
*
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
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。
ECLIPSE软件介绍
■ ECLIPSE主要模块
ECLIPSE 100: 黑油模拟器 ECLIPSE 300: 组分模拟器 Flogrid: 建模型 PVTi: EOS分析 VFPi: 垂直管流 Schedule: 动态数据 SCAL: 岩芯数据 OFFICE: 项目管理 Frontsim: 流线模拟器 Floviz: 3维显示 Simopt: 历史拟合
4. 油水、油气相渗曲线数据和毛管压力曲线数据；
5. 原始地层压力、温度、压力系数数据； 6. 油、气、水分布（原始饱和度）或压力分布或油水界面和油气界面； 7. 井位分布图； 8. 流体和岩石化验分析报告；
油藏数值模拟的数据要求 （二）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）；
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。
油藏数值模拟技术在动态分析中的应用
六、储层地质建模
1 构造模型
复核各种静态参数 - 储层：构造、孔隙度、渗透率、有效厚度（或净毛比）、原始饱和度 … - 岩芯实验：相对渗透率曲线、毛管压力曲线、岩石压缩系数 … - 流体PVT：油、气、水PVT … - 水体：各种水体描述 … 根据微构造研究，建立网格构架模型 各个网格赋值，建立储层定量地质模型 - 地质图件：通过数值化软件，转化成等值线或散点形式，然后赋值到网格单
场 地质储量的拟合
六、储层地质建模 简单建模过程
等值线的生成 网格赋值 地质模型
七、生产历史拟合
1 目的 验证地质模型的可靠性 调整、完善油藏地质模型 加深对油藏静、动态的认识 提高模拟预测的准确性 使模拟计算的油（气）藏及油气井生产动态更接近实际观测值
2 手段
确定拟合的关键井：数据完整可靠、生产时间长、能够反映油藏主要动态规律
寻找油气田开发中后期剩余储量的富集区域，确定调整方案
合理开发油气藏，提高采收率
前言
流入
物质平衡模型 流出
油藏模拟模型
流入物质-流出物质=积累的物质
1、没有考虑空间差异；
2、油藏和流体性质，以及流 体流动，都是整个油藏内 进行平均。
1、油藏数值模型可以看成多个 物质平衡模型的结合体；
2、在三维空间上把整个油藏划 分为多个离散单元，而且在一 些列离散的时间和空间步上模 拟油藏和流体性质的变化。
实际模拟：某气藏边水推进动态研究
二、为什么要做油藏数值模拟 1 油气藏的复杂性
地质特征复杂：裂缝、断层、尖灭、非均质、隔夹层、多层 油气水关系复杂：多个压力系统、多个油气水界面、油气水间互溶 流体特征复杂：三维三相、复杂的相态变化、多组分
2 油气藏开发的复杂性
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油藏数值模拟实验报告记录
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
目录
1. 前言 (1)
1.1 上机实践的目的及要求 (1)
1.2 主要完成的实践内容 (1)
2. 油藏特征分析 (1)
2.1 储层物性特征 (1)
2.2 流体物性特征 (1)
2.3 储层岩石物性特征 (1)
3.XX气藏数值模型建立 (1)
3.1 模型网格的划分 (1)
3.2 模型物性 (2)
3.3 模型流体性质及相渗曲线 (2)
3.4 XX气藏地质储量 (2)
4. XX气藏方案优选 (2)
4.1 开发方案的优选 (2)
4.2 采速与稳产时间的关系 (2)
5. 结论认识 (2)
5.1 结论 (2)
5.2 对本实践课程的建议 (3)
1. 前言
1.1 上机实践的目的及要求
1. 掌握油藏数值模拟的上机操作流程；
2. 掌握ECLIPSE软件的数据录入、编辑和修改方法；
3. 掌握ECLIPSE软件结果输出及三维可视化方法；
4. 掌握机理模型研究方案设计的思路及方法
1.2 主要完成的实践内容
1. 油藏数值模拟数值整理；
2. 依据现有数据，应用块中心网络系统建立一个三维油藏数值模拟模型；
3. 预测单口气藏天然能量开发的最终采收率（20年）（不考虑水体能量）；
4. 预测多口气井采收率（20年）；
5. 预测不同稳产年限下，气井的合理产量（稳产5年）；
6. 水平井开发和直井开发效果对比；
2. 油藏特征分析
2.1 储层物性特征
表2-1 储层物性特征
小层号顶深，m 底深,m 净毛比，m 渗透率，md 孔隙度，%
P1 4700 4750 0.1 9.5 15
P2 4750 4770 泥岩
P3 4770 4800 0.1 5 15
2.2 流体物性特征
表2-2 流体密度（地面条件下）
流体油水天然气
密度（kg/m3）830 1020
表2-3 水的PVT参数
压力（bar）体积系数（rm3/sm3）压缩系数（Mpa-1）粘度（cp）470 1.000013 4.7E-5 0.5
2.3 储层岩石物性特征
表2-4 岩石的PVT参数
压力（bar）压缩系数（Mpa-1）
470 5E-6
3.XX气藏数值模型建立
3.1 模型网格的划分
表3-2 网格物性
气藏X网格数Y网格数X步长Y步长
470 50 80 100 100
X渗透率Y渗透率Z渗透率XYZ净毛比XYZ孔隙度
0.95 0.95 0.095 0.1 0.15
3.2 模型物性
气藏X网格数Y网格数X步长Y步长
470 50 80 100 100 3.3 模型流体性质及相渗曲线
3.4 XX气藏地质储量
4. XX气藏方案优选
4.1 开发方案的优选
水平井方案
水平井方案
4.2 采速与稳产时间的关系
采油速度越快，稳产时间越短。
采油速度越慢，稳产时间越长。
由此可见采油速度与稳产时间成反比。
5. 结论认识
5.1 结论
通过这个实验，我们了解了eclipse软件的基本操作，并且建立了一个简单的均质油藏的模型，并且成功计算了产量。
这个实验然我们获益匪浅。
5.2 对本实践课程的建议
建议增加实验课的课时，其余的方面都很好。
老师讲的不错，需要学习的内容都学会了。