5 国内外油藏数值模拟软件

国内外油藏数值模拟软件
中国石油大学（北京） 檀朝东 tantcd@
目 录
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍 2.国外油藏数值模拟软件介绍 3.国内油藏数值模拟软件介绍 4.各种主流油藏数值模拟软件的比较
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.1油藏数值模拟介绍、意义
模拟：基于现实的各种假设条件，通过一个模型模拟真实系统 模拟：
拉斯收购. 1996年兰德马克公司收购了西方阿特拉斯数模业务.
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1986年INTERA收购ECL公司，1995年斯仑贝谢GeoQuest收购了
INTERA公司软件部.
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公司。其开发的数值模拟软件为VIP。
兰德马克于1996年7月被哈里伯顿公司宣布收购，成为其下子
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
2.国外油藏数值模拟软件介绍
2.1 ECLIPSE油藏数值模拟软件
2.1.3
ECLIPSE出图效果
2.国外油藏数值模拟软件介绍
2.1 ECLIPSE油藏数值模拟软件
2.1.4
ECLIPSE主要特点
1.能够模拟各种类型的油气藏.包括砂岩油气藏、裂缝性双孔双渗油气藏、凝 析油气藏和低渗透油气藏。Eclipse100提供一个GI拟组份模型选项，用于模拟 凝析油气藏。 2.能够模拟多种开采方式(包括一、二、三次采油)。诸如衰竭开采、注水开采 、注气开采和循环注气开采。三次采油中有多种选项,其中包括聚合物驱、混合 相驱(包括气水交替混驱)、表面活性剂驱和泡沫驱等。 3.Eclipse串行计算可在单处理器机器上运行： Sun,SGI,IBM,PCs(Win98/NT/2000,Linux)。 4.Eclipse并行计算可在多处理器机器上运行：Sun,SGI,IBM,SP,PC。 5.具有全隐式解法，AIM和IMPES解法；
ECLIPSE主要模块
ECLIPSE 100 黑油模拟器 ECLIPSE 300 组分模拟器
Frontsim 流线法
OFFICE 项目管理 Floviz 3维显示
Simopt 历史拟合
Flogrid 建模型
PVTi EOS分析
SCAL 岩芯数据
Schedule 动态数据
VFPi 垂直管流
R2SL 地面管网与 模拟模型藕合
质量守恒方程
(连续性方程)
能量守恒方程
(热采模型用)
③ 运动 规律
各相流流动规律，决定守 恒方程中的Flowin & Flowout
Q KAP L
流动方程
(Darcy定律)
状态方程
液体的状态方程 气体的状态方程 岩石的状态方程
由上公式可见，多相流 中相渗曲线和压力一样关 键。
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍 2.国外油藏数值模拟软件介绍 3.国内油藏数值模拟软件介绍 4.各种主流油藏数值模拟软件的比较
2.国外油藏数值模拟软件介绍
2.1 ECLIPSE油藏数值模拟软件
2.1.1
ECLIPSE界面
2.国外油藏数值模拟软件介绍
2.1 ECLIPSE油藏数值模拟软件
2.1.2
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Kaneb服务公司和科学软件公司合并为后来的SSI公司,现被贝
克休斯收购，其开发的数值模拟软件为Simbest2。
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.4油藏数值模拟软件发展史
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Ian cheshire博士于70年代在英国原子能源部率领小组开发
PORES数值模拟软件。
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CMG公司1977年成立于加拿大卡尔加里,其开发的数值模拟软件
1.4油藏数值模拟软件发展史
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SimTech成立于1982年,1996年5月16日被Intera收购。Intera为
Duke工程服务公司的子公司,主要做环境及水资源评价。
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数值模拟研究公司(RSRC)成立于1982年，1996年被Smedvig
收购。 1999年Smedvig技术公司与多流体ASA合并组成新的Roxar公司. 模拟软件为MORE, MORE为Modular Oil Reservoir Evaluation的缩写 . Hot (Heinemann Oil Technology and Engineering)公司1986年成立 于奥地利Leoben，其模拟软件为SURE,其主要特色是采用PEBI网 SURE 格.
2.国外油藏数值模拟软件介绍
2.1 ECLIPSE油藏数值模拟软件
2.1.4
ECLIPSE主要特点
6.在线性代数方程组求解方面，具有多种解法。除直接解法外，还具 有当前求解速度最快的迭代解法，如造巢分解预处理解法，正交加速共 轭梯度解法。 7.具有正交网格、径向网格、角点网格和非结构PEBI网格。Eclipse的 PEBI网格既有正交网格的正交性,又有角点网格的灵活性,同时又独具自 适应性,形成六边形等多面体网格. 8.能够进行垂向和水平网格局部加密(笛卡尔、径向、PEBI)。局部加 密部分与整体模型是分开并行计算，以提高整体模型的计算效率。可以 按需要取消或实施局部网格加密. 9.各种网格都可以在某种数量或空间尺寸的约束下自动生成，并自动 计算模型所需的各种参数场。
为STAR,IMEX及GEM,目前在中、美、英和委内瑞拉建立了办事处. 目前在中、美、英和委内瑞拉建立了办事处
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1981年10月Ian cheshire博士同John Appleyard和Jon Holmes成
立ECL公司,开始研发后来主导数值模拟软件市场的ECLIPSE软件
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J.S.Nolen联合公司成立于1979年，该公司于1985年被西方阿特
系统耦合模拟
现在油藏模拟器的模拟对 象已经超过了油藏，而是 对整个油藏系统（包含油 藏，井，地面管网，设 备）进行全隐式的模拟。 全系统的耦合模拟可以达 到更精确的效果，只有依 赖于这样的模拟器，才能 实现真正的全局优化。
模拟速度快
新型线性求解器，如限制压力留数法多 级求解器新的数值格式，使用IMPES， IMPSAT,FIM的多级自适应隐式格式； 新的相平衡算法，可以把对于组分模 型至关重要的相平衡计算速度提高 一个数量级；并行计算方法，程序 可以运行在多个CPU机器或PC集群 上。
测 井
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.1油藏数值模拟介绍、意义
1.1.2 为什么要做油藏数值模拟？
开发油田是一个非常复杂的综合性的问题； 成本高昂，代价巨大，不允许有失误； 油藏数值模拟工作可以以较低的时间、资金成本
快速测试不同油藏模型，评价投资风险； 快速测试不同生产方案，提供优选方案 依据生产历史，反演地质模型，加深认识。
的各种特征形态。
油藏数值模拟：基于一定的假设，应用数学模型模仿实际油田 油藏数值模拟：
的生产动态，然后对数学方程进行数值求解。
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.1油藏数值模拟介绍、意义
1.1.1油藏数值模拟要涉及到的学科：
油藏数值模拟
… … … … … 数值分 析……
石油 地质
油层 物理
油藏 工程
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第一个商业数值模拟软件诞生于1966年,
司研发.
由D.R.McCord联合公
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岩芯实验公司不久推出了自己的数值模拟软件. 1968年成立的INTERCOMP以及科学软件公司主导了70年代数值
模拟软件市场。
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Kaneb服务公司于1977年收购了INTERCOMP公司并于1983年售
于科学软件公司。
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.1油藏数值模拟介绍、意义
1.1.3 油藏数值模拟的意义？
油藏开发初期的模拟
评价投资风险，对油藏属性的敏感度分析，确定P90,P50，P10; 评价开发方式（衰竭开采，注水开发，其他方式） 选择合理的生产体系，优化井网，开发层系部署； 选择合理的生产参数，优化注采方式，压力和注采比。 特点：油藏信息较少，不确定性较大。 油藏开发中后期的模拟 通过历史拟合，整合动态数据，提高模型精度； 定量研究剩余油、气分布规律； 评价再投资风险； 确定加密井位，优化全油藏生产方案； 评价EOR手段，调整开发方案； 特点：油藏信息较丰富，理解比较透彻，模型相对精确。 油藏数值模拟还用于各种基础性机理研究。
Cced, /index.php?showtopic=3116
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.4油藏数值模拟软件发展史
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数值模拟技术诞生于1953年.Bruce,G.H和Peaceman ,D.W模拟
了一维气相不稳定径向和线形流。两相流动模拟诞生于1954年.
无流动边界条件
空间中点，线分布;
流动边界： 常压边界条件 水体边界条件
② 边界 条件
数量大；
控制手段类型多， 参数多变
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.2油藏数值模拟的初始条件,边界条件和运动规律
1.2.1运用模型模拟现实的三大要素 ：
常见的油藏模拟器以 控制体积法为主，比较 严格的保证了质量守 恒。 Massn+1-Massn = Flowin-Flowout 液体的能量方程 固体的能量方程 气体的能量方程 温度和热的传导公式
Chears
Chevron reservoir simulator
Powers
Saudi Aramco reservoir simulator
其他一些 数模软件
MORES
Shell reservoir simulator
Empower
ExxonMobil reservoir simulator
目 录
1.油藏数值模拟技术整体概要介绍
1.3油藏数值模拟的分类、现状和未来发展
1.3.2目前主流的油藏数值模拟器：
Eclipse系列 CMG系列