(完整word版)油藏数值模拟方法
油藏数值模拟方法的研究与应用
油藏数值模拟方法的研究与应用石油资源是当今社会最为珍贵且不可替代的能源之一，而油藏数值模拟技术则是石油勘探、开发和管理的重要手段之一。
油藏数值模拟方法的研究与应用，对于油田开发的智能化、精细化和高效化都具有重要的推动作用。
一、数值模拟方法的研究现状油藏数值模拟方法指的是基于数学模型及计算机模拟技术，对油藏内部流动、热输运、多相流、相变和化学反应等物理过程进行模拟，以提高油藏开发效率的一种方法。
目前，油藏数值模拟方法主要涉及的领域包括油藏地质建模、储层渗流模拟、油藏数值模型及优化策略等。
油藏地质建模是油藏数值模拟的前提和基础，主要包括储层建模和岩石物理实验等。
储层建模是基于建模软件和地震资料所进行的三维建模，目的是建立一个可自动进行各种模拟的储层，为储层渗流模拟等后续工作提供可靠依据。
而岩石物理实验则是通过物理试验手段获得相关岩石参数，有效地改进数值模拟精度。
储层渗流模拟方法又是油藏数值模拟的核心和关键，主要涉及到流体运动、物性变化、交界面的模拟等方面，是建立油藏模型的核心部分。
随着计算机技术的不断提高，储层渗流模拟算法也日益成熟，包括有限元法、有限差分法、有限体积法、边界元法等方法，各有特点和适用范围。
油藏数值模型及优化策略则是对储层渗流模拟模型进一步进行计算优化，包括流体组成、地层物性等参数的改变，以及生产方案和注采方案优化等内容。
这里的优化算法主要包括灰色预测模型、神经网络模型、智能优化模型等。
二、油藏数值模拟的应用与发展趋势油藏数值模拟技术在油田开发中的应用，包括识别储层、评估资源量、确定开发方案、指导油田管理和维护等方面。
具体地说，通过数值模拟可以有效地预测储层内油、气、水等多相流的运动情况，优化生产方案，降低开采成本，提高采收率，最大限度地提高油田开发效益。
当前，随着油藏数值模拟方法和技术的发展，越来越多的数据和算法被应用到油田开发中。
其中，人工智能技术得到了广泛的应用，包括机器学习、深度学习、自然语言处理等。
《油藏数值模拟》两相渗流数值模拟
(22)
中国石油大学（北京）油藏数值模拟研究中心
第2节 二维两相渗流差分方程建立
二、控制方程左端项差分化
上两式简记作：
c P oi，j oi，j−1 + a P oi，j oi−1，j + e P oi，j oi, j + boi, j Poi+1，j + d P oi，j1 oi，j+1
( ) =
Pc
⎟⎞ ⎠
≈
φC
f
∂Pw ∂t
(15)
将式（11）、式（14）代入式（9）得：
∂(φρoSo )
∂t
=
βo
∂Po ∂t
+
ρoφ
∂(So
∂t
)
(16)
( ) 式中：βo = ρoφSo C f + Co
将式（12）、式（15）代入式（10）得：
∂(φρwSw )
∂t
=
βw
∂Pw ∂t
+
ρ wφ
∂(Sw )
Δt n
⎟⎞ ⎟⎠
Poi，j
+ T P + T P oxi+1/ 2 oi+1，j
oyj +1 / 2 oi，j +1
( ) = Vi，j φρo
S − S n+1 oi，j
n oi，j
Δt n
− Qoi，j
− Vi，j β oi，j
Δt n
Pn oi，j
同理得水项离散后得控制方程为:
Toxi−1/ 2
将式（16）和（17）分别差分，得：
( ) ( ) βo
∂Po ∂t
+
ρoφ
油气藏数值模拟技术讲义
数学模型建立及求解
以平面油水系统为例
建立数学模型
建立一套描述油藏流体渗流的偏微分方程组 。完整的数学模型包括定解条件（初始条件 和边界条件）。
建立数值模型
偏微分 方程组
非线性有限 差分方程组
线性代数 方程组
离散化
线性化
建立计算机模型 将各种数学模型的计算方法编制成计
算机程序，用计算机计算各种结果。
油相基本流动方程：
ok ro k o B S o w o q ~ o t B o o So
水相基本流动方程：
wkrw k w B S w w w q ~ w t B w w Sw
油水渗流的数学模型 （续）
3. 状态方程 即辅助方程
SoSw1 Pc(Sw)PoPwf(Sw)
（续）
专题和机理问题的研究
对比注水、注气和天然枯竭开采动态 研究各种注水方式的效果 研究井距、井网对油藏动态的影响 研究不同开发层系油藏动态 研究不同开发方案的指标 研究单井产量对采收率的影响
油藏数值模拟应用
（续）
专题和机理问题的研究(续)
研究注水速度对产油量和采收率的影响 研究油藏平面性质和层间非均质性对油藏动态的影响 验证油藏的面积和地质储量 检验油藏数据 为谈判和开发提供必要的数据
Vo kkrooSwP
Vwkkrw wSwP
油水渗流的数学模型 （续）
2. 连续性方程 连续性方程代表的是质量守恒定律，即：对于地层中任意的单元体，
在一定的时间间隔△t过后，流入的量减去流出的量，等于单元体内增加 的量。写成广义坐标形式为：
t
油水渗流的数学模型 （续）
2. 连续性方程（续）
把油水运动方程带入连续性方程中，同时考虑存在生产油井或注水 井，则可在方程中增加一个产量项：
油藏数值模拟基础培训(第一讲)
REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY
油藏数值模拟的方法原理
vx x vy y
vz zz
vy yy
z
vx xx
y x
vz z
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元体流 体质量变化。
xvxyvyzvzq t
油藏数值模拟的作用
——有效的油田开发科学决策工具！
在理论上：探索多孔介质中各种复杂渗流问题的规律； 在工程上：作为开发方案设计、动态监测、开发调整、反求参数、提高
采收率的有效手段，能为油气田开发中的各种技术措施的制 定提供理论依据。
•渗流机理研究 •开发可行性评价 •参数敏感性分析 •开发方案优化
单/多相流公式
离散化
线性化
开采 过程
非线性偏 微分方程
非线性 代数方程
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。
②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。
油藏数值模拟的方法原理
——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。
求实 创新 超越
油藏数值模拟培训_历史拟合的流程和方法
油藏数值模拟培训_历史拟合的流程和⽅法历史拟合的流程和⽅法3.1历史拟合⽬的及意义应⽤数值模拟⽅法计算油藏动态时，由于⼈们对油藏地质情况的认识还存在着⼀定的局限性。
在模拟计算中所使⽤的油层物性参数，不⼀定能准确地反映油藏的实际情况。
因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在⼀定的差异，有时甚⾄相差悬殊。
在这个基础上所进⾏的动态预测，也必定不完全准确，甚⾄会导致错误的结论。
为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进⾏实际模拟的全过程中⼴泛使⽤历史拟合⽅法。
所谓历史拟合⽅法就是先⽤所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压⼒、产量、⽓油⽐、含⽔等进⾏对⽐，如果发现两者之间有较⼤差异，⽽使⽤的数学模型⼜正确⽆误，则说明模拟时所⽤的静态参数不符合油藏的实际情况。
这时，就必须根据地层静态参数与压⼒、产量、⽓油⽐、含⽔等动态参数的相关关系，来对所使⽤的油层静态参数作相应的修改，然后⽤修改后的油层参数再次进⾏计算并进⾏对⽐。
如果仍有差异，则再次进⾏修改。
这样进⾏下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为⽌。
这时从⼯程应⽤的⾓度来说，可以认为经过若⼲次修改后的油层参数，与油层实际情况已⽐较接近，使⽤这些油层参数来进⾏抽藏开发的动态预测可以达到较⾼的精度。
这种对油藏的动态变化历史进⾏反复拟合计算的⽅法就称为历史拟合⽅法。
综上所述历史拟合过程也是通过动态资料及数值模拟⽅法对油藏进⾏再认识的过程。
历史拟合流程图3.2基础数据及模型参数检查油藏模拟模型的数据很多，⼀般来说，少则⼏万，多则⼗⼏万到⼏⼗万数据。
出错的可能性很⼤，甚⾄是不可避免的。
在正式进⾏拟合之前对模型数据必须进⾏全⾯细致的检查。
模拟器⾃动检查：(1)各项参数上下界检查，发现某⼀参数越界打出错误信息。
(2)平衡检查。
在全部模拟井的产率(或注⼊率)都指定为零的情况下，进⾏⼀次模拟计算，模拟的时间应⼤于或等于油藏已经开发的时间(或历史拟合的时间)加上准备动态预测的时间。
石油勘探中的油藏数值模拟技术
石油勘探中的油藏数值模拟技术石油勘探是一项复杂而关键的活动，通过应用先进的油藏数值模拟技术，可以准确评估石油资源的分布、开发潜力和产量预测。
本文将探讨石油勘探中的油藏数值模拟技术，以及其在石油行业中的重要性。
一、油藏数值模拟技术的概述油藏数值模拟技术是一种基于物理原理和数学模型的计算方法，通过模拟石油藏内部的流体流动和储层特性，来预测油气开采过程中的生产动态和储量变化。
该技术主要包括以下几个方面的内容：1. 采集和整理数据：首先，需要采集地质、地球物理和岩心数据，包括沉积岩性、储层含油气性质、孔隙度和渗透率等关键参数，以及石油藏的地下结构和构造等信息。
2. 建立数学模型：基于收集到的数据，构建数学模型，并运用流体力学、热力学和质量守恒等物理原理，描述储层中流体的运移和热传导过程。
3. 数值计算方法：选取适当的数值计算方法，如有限差分法或有限元法等，以离散化的方式将模型中的方程组转化为代数方程组，并利用计算机进行求解。
4. 模型验证和参数优化：通过对已知的实地开发数据进行模拟和验证，不断调整和优化模型中的参数，以提高模型的准确性和可靠性。
二、油藏数值模拟技术的应用领域油藏数值模拟技术在石油勘探和生产中具有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域：1. 资源评估：通过油藏数值模拟，可以预测石油储量、产能和开采程度等参数，有助于评估石油资源的丰度和可开采潜力。
2. 油藏开发优化：通过模拟不同的开采方案和工艺参数，可以评估其对油藏开采效果的影响，并优化开采方案，提高开采效率和采收率。
3. 勘探与开发决策：油藏数值模拟可以帮助决策者了解石油储藏的地质特征、物理性质和开采难度，从而制定更具针对性的勘探和开发策略。
4. 提高采收率：通过研究油藏数值模型，可以优化注采比、水驱方案和增产措施等，提高采收率，最大程度地利用石油资源。
三、油藏数值模拟技术的挑战和发展趋势油藏数值模拟技术面临着一些挑战，例如地质复杂性、参数不确定性和计算量巨大等。
油藏数值模拟历史拟合与动态预测..
最后一个阶段的生产指数、 吸水指数拟合
油水井产液及吸水能力
5、确定参数的可调范围 渗透率：
它在任何油田都是不定参数。这不仅是由 于测井解释的渗透率值与岩心分析值误差较大， 而且根据其特点，井间的渗透率分布也是不确 定的，因此渗透率的修改允许范围较大，可以
放大或缩小2－3倍或更多。
孔隙度： 油层部分孔隙度在25％～30％之间，平均为 27％，变化范围不大。因此孔隙度视为确定 参数，不做修改，或允许改动范围在±3％。 有效厚度：
各种动态数据等
动态预测
2、历史拟合的步骤
收集历史动态资料
判断资料的准确性
明确历史拟合的目的 建立起初始模型 建立起初始模型 历史拟合
与实际油田的动态 历史进行比较
判断参数修改是否合理 不符合 参数调整
符 合 合理的拟合结果
3、历史拟合工作制度
所有注水井定注入量，所有采油井定地面产液量；
注水井定压，采油井定地面产液量；
若油井在不变的总采收率或定压的情况下生产，则拟
合指标可能是产油量；
拟合见水时间和见水层位等等；
拟合分层开采指标（若有比较可靠的实测资料）。
主要拟合指标的确定及目的一
油井的含水和地层压力作为主要指标； 其次是拟合单井的见水时间、见水层位； 最后是生产指数和注水指数拟合（也即拟合油水井井底流动
（2）含水率拟合
如下图所示，若将岩石的压缩系数扩大为原 来的1.5倍将实现最终拟合。
压力（MP）
14 13.5 13 12.5 12 11.5 11 10.5 10 0 1000 2000 3000 4000 5000
时间（d） 第一次拟合值 实测值 压缩系数扩大1.5倍
油藏数值模拟
������������ ������������
= φl t
二阶微分方程三种基本类型为： （抛物型） 、 （椭圆型）和（双曲 型） 。 二维 问题离散化后为一组差分 方程， 其矩阵 A 的形式取决于 （网 格排列）格式。 G 根据每一组份的质量守恒建立的 渗流数学模型称为 （组份） 模型。 H 黑油模型是简化的（组份模型）, 烃类系统只考虑（两个）组份。 黑油模型中（水相）与其它两相 不发生（质量转移） ； （气）可以 从（油）中出入，但（油）不能 汽化为（气）相。 混合外边界条件的表达式为
∂2p ∂ x2
∆x i
=
p i+1 −2p i +p i −1 ∆x 2
为二阶
H
I J
中心差商。 二维模型：描述油藏流体沿二个 方向上同时发生流动，而其第三 个方向上没有任何变化的数学 模型。 黑油模型： 黑油模型是简化的组 份模型。烃类系统只考虑两个组 份： “油”组份是地层油经微分 蒸发后在大气压下的残存液（即 黑油） ，而“气”组份是剩余的 流体。水相与其它两相不发生质 量转移；气可以从油中出入，但 油不能汽化为气相。 IMPES 方法： 是指隐式求解压力 方程，显式求解饱和度方法。 计算机模型：将各种数学模型的 计算方法编制成计算机程序，以 便用计算机进行计算得到需要 的各种结果。 交替对角排列格式：这种排列格 式实际上为交替排列和对角排 列格式的组合。
p i+1 −2p i +p i −1 ∆x 2
为（二阶中心）
差商。 对于一个线性代数方程组得稀 疏，系统未知数（编号和排列方 法） ， 会明显地影响到直接求解法 的计算量与储存量。 定解条件一般包括（边界条件） 和（初始条件）前者包括（内边 界条件）和（外边界条件） 。 定压外边界条件的表达式为 p ab = f1 x，y，z，t 定井 底压力内边界条件的表达 式为p rw ，t = 常数 定流量外边界条件的表达式为
高含水期油藏数值模拟技术和方法
高含水期油藏数值模拟技术和方法随着油气勘探技术的不断发展与完善，石油探明储量也相应增加，而在沉积层中，由于油气运动特性的复杂变化，使得含水量较高的油藏也逐渐增多，这类油藏被称为高含水期油藏。
由于在油气勘探过程中，高含水期油藏发展潜力大，对于实现更好的油气勘探成果具有重要意义，但高含水期油藏开发过程中，均与含水量有着较大的关系，而含水量的变化也将直接影响到油藏的开发效果。
鉴于此，针对高含水期油藏的开发，迫切需要研究高含水期油藏的形成过程以及油气运动特性，而研究高含水期油藏油气运动特性时，数值模拟技术和方法则是一个不可或缺的重要部分。
高含水期油藏数值模拟技术和方法，是指在针对高含水期油藏的油气运动特性研究中，采用计算机的数值模拟技术和方法来模拟油气流动的物理过程，从而获得具有客观可靠性的研究结果，从而更好地评价油藏的开发潜力。
数值模拟技术和方法主要分为以下三个步骤：（1）模型构建：首先，通过收集高含水期油藏形成过程中矿物、岩石及矿物浆流、气体、油气组分具体参数，并结合油藏地理位置特点、油藏地质构造特点以及含水量等多种参数，建立起一个完整、符合实际情况的数学模型；（2）模拟计算：构建好数学模型后，利用数学解析方法，对油气运动特性进行模拟计算；（3）结果分析：利用计算结果，根据油藏的具体情况，对结果进行综合分析，并根据分析结果，对油藏的开发进行优化，以达到更好的效果。
最近，随着工程分析技术的不断更新，已经有大量研究提出了更加精细、全面的数值模拟技术和方法，其中，采用了基于流体力学方法的离散分析技术，利用此技术计算高含水期油藏油气流动特性，可根据油藏的开发潜力，对含水量的影响进行精准估算，从而有效改善油藏的开发率，减少油藏的开发成本，提高油藏的开发效果。
此外，在高含水期油藏数值模拟技术和方法的实际应用中，还可以利用微观分析技术，在模拟介质中构建不同维度油气参数，从而更加精细地分析油气物理过程，并可以有效控制变量一致性，提高模拟精度，从而更好地评价油藏的开发情况。
油藏数值模拟方法.pptx
油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模 拟研究，且可重复、周期短、费用低。
合并在一起,使油藏的数值模拟的网格系统反映出地质沉积特点。网格合并可以按不同井组、 区块进行合并计算, 为井组模型和分区模拟提供数据模型。模拟还可以按不均匀网格, 考虑 水平方向非均质性及储量分布程度因素等进行内插计算, 提供不均匀网格模型。
⑤动态地质建模 动态地质建模是壳牌公司的 Kortekass 概括了当前世界上关于油藏地质建模的经验, 提出的建立动态、集成化油藏模型的新概念和技术方法。其强调把动态资料以至数值模拟技 术等应用于油藏建模, 从而使所建立的地质模型更加符合油藏的实际情况, 并且要随着油田 开发中资料的增多和新资料的获得而不断更新。
1.2 油藏数值模拟方法
油藏数值模拟方法是利用计算机技术模拟地下油气藏开采、驱替的过程，是石油地质人 员科学认识、评价油藏的重要技术手段。例如，中石油公司进行的前处理的地质建模工作、 清华大学核研院研发的油藏数值模拟管理平台（PNSMP ）、大庆油田有限责任公司勘探开发 研究院研发的 VIP 和 Simbest 格式数据文件相互转换的程序等。油、气、水三相流广泛存 在于石油工业中，对于三相流的测量具有重要的意义。
油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来 模 拟实际的油田开采的一个过程。基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模 型的 不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。其数学模型，是通过一组方程组 ，在一 定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分 布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体 PVT 性质的变化等因素。这组流动方程组由运动 方程、状态方程和连续方程所组成。油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田 实际生产动态的过程。具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学， 借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油分析
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第一章油藏数值模拟方法分析1.1油藏数值模拟1.1。
1油藏数值模拟简述油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型,并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。
其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。
其基础理论是基于达西渗流定律。
油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。
基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态）与实际吻合.其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。
充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。
这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。
油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程.具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法,通过渗流力学,借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中,对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题.油藏数值模拟技术从 50 年代的提出到 90 年代间历经 40 年的发展，日益成熟.现在进入另外一个发展周期。
近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。
在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。
油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究,且可重复、周期短、费用低。
图1 油藏数值模拟流程图1。
1.2油藏数值模拟的类型油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。
以油藏和流体类型来划分，其模型有:气体模型、黑油模型和组分模型；以开采过程来划分,其模型包括：常规油藏、化学驱、热采和混合驱模型.以油藏和流体描述为基础的油藏模型分为两类：黑油模型和组分模型。
（1)黑油模型，是常规油田开发应用的油藏数值模型，用于开采过程中，对油藏流体组分变化不敏感的情况，是最完善、最成熟的。
黑油模型假设质量转移完全取决于压力变化，适应于油质比较重的油藏类型，在这些模型中,流体性质B o、B g、R s决定 PVT的变化，如普通稠油及中质油的油气藏。
（2)组分模型，应用于开采过程中对组分变化敏感的情况。
这些情况包括：挥发性油藏和凝析气藏的一次衰竭采油阶段,以及压力保持阶段。
同时，多次接触混相过程通常也采用组分模型进行模拟。
在组分模型中,适用于油质比较轻、气体组分比较高的油气藏,使用三次状态方程表示PVT变化，如轻质油或凝析气藏。
(3）根据一些特殊开采方式的需要而形成的其他类型的数值模型，如热采模型、注聚合物驱油模型、化学驱油模型、裂缝模型等。
其中：热采模型使用了物质平衡方程和能量守恒方程，也用到了组分模型的方法；化学驱油模型与黑油模型有所不同，其附加的守恒方程是用来表示驱油工程中的某种化学用剂的变化.这些模型都是以黑油模型或组分模型为基础演变而来的，采用了最灵活的假设条件和计算方法，只不过在编程过程中加入了一些与特殊开采相应的方程.（4）按照研究的需要和地质模型的维数来区分,一般油藏数值模拟模型可分为一维的平面和垂直模型,二维的平面{x，y}和剖面{x，z}模型、柱坐标｛y,z}中二维2D的锥进模型，直角坐标系｛X，Y,Z｝中的三维3D模型。
一维模型可用于有关实验室岩心驱替的模型,二维的平面模型主要研究平面上油水运动规律,不考虑层间的影响；二维的剖面模型主要用来研究层间非均质的影响；二维的锥进模型主要用来研究油井不同射开井段、不同开采强度对气、水锥进的影响；三维模型主要研究一个井组、一个区块甚至整个油藏的开发动态和开发指标.1。
2油藏数值模拟方法油藏数值模拟方法是利用计算机技术模拟地下油气藏开采、驱替的过程，是石油地质人员科学认识、评价油藏的重要技术手段。
例如，中石油公司进行的前处理的地质建模工作、清华大学核研院研发的油藏数值模拟管理平台（PNSMP ）、大庆油田有限责任公司勘探开发研究院研发的VIP 和Simbest 格式数据文件相互转换的程序等.油、气、水三相流广泛存在于石油工业中，对于三相流的测量具有重要的意义.现在，油藏数值模拟方法已可用于解决大量的复杂油藏工程问题。
如砂岩油藏中考虑油层中各种非均质变化以及重力、毛管力、弹性力等各种作用力的三维三相多井系统的渗流问题，考虑多相、多组分间相平衡关系和传质现象的多相、多组分三维渗流问题等。
油藏数值模拟方法不仅在理论上用于探讨各种复杂渗流问题的规律和机理，而且普遍用于开发设计、动态预测、油层参数识别、工程技术问题的优化设计以及重大开发技术政策的研究等。
油藏数值模拟方法已经普遍应用于各种油气藏开发过程，成为油气田开发不可或缺的方法和工具,被称作“现代油藏工程”。
跟其它油藏研究方法相比,有着不可替代的优势.油藏数值模拟方法的局限性主要在于：①模拟误差，②结果不唯一。
误差主要来自两方面，一是模型本身有误差，二是油气藏资料不全或不准。
油藏数值模拟理论是利用计算机模拟地下油气水的流动,给出某一时刻油气水分布,预测油藏动态。
1。
3常用求解方法数学模型建立后，线性方程组的求解是油藏数值模拟方法中最核心的步骤之一,而对模型进行数值求解的第一步是偏微分方程离散化，使之产生线性的或非线性的代数方程组,方程组的线性或非线性是由问题本身的性质以及有限差分近似的性质(系数的显式或隐式处理）,以便进行数值计算.其方法有：有限差分法和有限单元法。
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元法、高斯-约当降阶法、Crout 分解法、主元素法、D4 方法等；迭代法常用的有交替方向隐式方法、超松弛方法、强隐式方法等.线性的偏微分方程式或者方程组可以直接求解。
但油藏模拟中的多相渗流方程组常常是非线性的，即使通过有限差分近似法得到的是个非线性方程组，也可以通过线性化方法来将其转化为线性形式，或者还可以用某种迭代的方法进行求解。
在油藏数值模拟中，常用的线性化方法有显式方法、半隐式方法、全隐式方法等。
当前最常用的两种求解方法是IMPES方法和Newton—Raphson 方法。
在Newton—Raph-son 方法中,流动方程的有限差分形式中的各项展开成当前迭代级的各项之和，再加上一项在迭代过程中与初始未知变量有关的各项的变化量。
为了计算这些变化量，必须计算方程中各项的导数——数值解或解析解。
这些导数存储在加速矩阵或Jacobian 矩阵中。
第二章油藏数值模拟技术发展趋势2.1油藏数值模拟发展现状①并行算法并行算法是一些可同时执行的诸进程的集合，这些进程互相作用和协调动作从而达到给定问题的求解。
并行算法首先需合理地划分模块，其次要保证对各模块的正确计算, 再次为各模块间通讯安排合理的结构，最后保证各模块计算的综合效果。
并行机及并行软件的开发和应用将极大地提高运算速度, 以满足网格节点不断增多的油藏数值模型。
在并行计算机上使用并行数值解法是提高求解偏微分方程的计算速度, 缩短计算时间的一个重要途径。
在共享内存的并行机上把一个按向量处理的通用油藏模拟器改写成并行处理是容易的，但硬件扩充难; 分布内存并行机编程较共享式并行机困难，但硬件扩充容易，关键是搞好超大型线形代数方程组求解的并行化。
并行部分包括输入输出、节点物性、构造矩阵、节点流动及井筒等.②网格技术为了模拟各种复杂的油藏、砂体边界或断层,渗透率在垂向或水平方向的各向异性，以及近井地区的高速、高压力梯度的渗流状态，近年来在国外普遍发展了各种类型的局部网格加密及灵巧的网格技术。
这种系统大体可以分为二类：一类称控制体积有限元网格( CVFE），这是将油藏按一定规则剖分为若干个三角形以后，把三角形的中心和各边的中点连接起来所形成的网格.另一类则称垂直等分线排比网格（ PEBI），其剖分方法是将油藏分成若干三角形后, 使三角形各边的垂直等分线相交而形成网格。
这些方法在处理复杂几何形状油藏及进行局部网格加密时简单而一致。
在多相流情况下, 参照某一给定的几何准则时该方法是单调的，这保证了其稳定性和收敛性.这两种方法都能以直观的控制体积的概念出发并且采用一致的上游权而推导得出。
这些方法对网格的方向不敏感, 在某些情况下比九点差分格式的效果好。
③计算机辅助历史拟合技术斯伦贝谢公司的 Eclipse 数模软件最新推出计算机辅助历史拟合模块( Simopt) 。
运用均方差、海赛（ Hessian）矩阵、相关性矩阵、协方差矩阵对结果进行分析以确定敏感参数; 引入梯度带分析技术对地质模型进行优化; 在进行常规历史拟合后，应用置信度限制( 规定需优化的参数及参数的可调范围) , 通过线性预测分析，实现计算机辅助调整参数, 减少模拟次数。
④网格粗化技术对于一些油藏参数( 如孔隙度、深度、饱和度等），采用体积加权平均法; 对于与流体有关的参数( 如渗透率等) 就不能用简单的加权平均计算得出，而要基于流动计算再进行粗化。
流动算法相对精确，首先解出沿压力降方向的总流量，然后再解相同的流动方程，从而解出等效渗透率.在垂向分层合并计算中，把相同性质的油砂体（按相同的物性、储量类型）的网格单元合并在一起,使油藏的数值模拟的网格系统反映出地质沉积特点。
网格合并可以按不同井组、区块进行合并计算, 为井组模型和分区模拟提供数据模型.模拟还可以按不均匀网格，考虑水平方向非均质性及储量分布程度因素等进行内插计算, 提供不均匀网格模型。
⑤动态地质建模动态地质建模是壳牌公司的 Kortekass 概括了当前世界上关于油藏地质建模的经验，提出的建立动态、集成化油藏模型的新概念和技术方法。
其强调把动态资料以至数值模拟技术等应用于油藏建模, 从而使所建立的地质模型更加符合油藏的实际情况, 并且要随着油田开发中资料的增多和新资料的获得而不断更新。
这种新方法包括一系列获得和运用各种所需资料的技术和方法，包括地质、地质统计、地震、测井、岩心和流体分析、试井、驱替特征以及网格的细分和粗化，拟函数的应用等，但关键是使所建立的地质模型更加符合油藏的实际情况，而且还可以加快建模的过程.⑥分阶段模拟对开发历史较长、地下储层物性和原油物性发生较大变化的油藏, 把随开发时间变化的地质静态模型划分为多个不同开发阶段的地质模型。
常规的油藏数值模拟是从一个油藏( 区块) 投入开发时开始模拟, 一直拟合到目前状况，再进行方案预测优选。