油藏數(shù)值模擬報告的形成

數(shù)模研究的最后一步是將計算出的結(jié)果進行系統(tǒng)地整理，得出明確的結(jié)論，形成一個清楚、簡明的報告。報告的格式，根據(jù)研究目的的不同，可以是一份簡單的專題報告，也可以是一套具有大量文字、數(shù)據(jù)、圖表及多幅彩色附圖的多卷報告。然而，無論報告的形式和長短如何，它們都應(yīng)當以恰當?shù)钠?、充分的論?jù)，清楚地陳述研究所使用的模型、計算的依據(jù)以及得到的主要結(jié)果與結(jié)論。

在許多研究中, 都要對與計算儲量及生產(chǎn)曲線相關(guān)的總體的不確定性做出評價。從純粹技術(shù)角度來看, 問題就會簡化成為輸入一些不同的參數(shù), 建立一些模型, 而把每個參數(shù)變化所得到的結(jié)果作為一種參考, 這些參數(shù)值可能是樂觀也可能是悲觀的。通過這種方法, 就能產(chǎn)生一系列的生產(chǎn)曲線, 如圖2 , 然后從這些曲線就可以計算出整體上的不確定性。無論如何, 要建立一個具有統(tǒng)計學意義的一套預(yù)測方案不是一件容易的事, 任何情況下,這都要看油田的開采處在那個階段。

(1 ) 未開發(fā)油田。對新油田來說, 沒有生產(chǎn)數(shù)據(jù)做歷史擬合, 要建立一組有意義的預(yù)測曲線, 就需要進行大量不同方案的預(yù)測。理論上講, 對于研究過程中碰到的所有參數(shù)都應(yīng)做出不確性的評價, 包括油藏參數(shù)、生產(chǎn)及設(shè)施的限制條件。而且不應(yīng)簡單地每次僅變化一個參數(shù),因為參數(shù)間相互依賴現(xiàn)象是永遠存在的( Ove rberg , et al ., 1992 )。

總體上講, 這種敏感性研究需要運行的預(yù)測方案數(shù)量非常大, 經(jīng)常是實際工作中不可能實現(xiàn)的。簡單的辦法是集中在那些對油藏有關(guān)鍵影響的參數(shù)。另外也可以依據(jù)經(jīng)驗進行參數(shù)設(shè)計來減少要運行的預(yù)測方案的數(shù)量。

(2 ) 已開發(fā)油田。對已經(jīng)開發(fā)的具有開發(fā)歷史的油田, 對其未來動態(tài)的不確定性進行評估會更加困難。由于歷史擬合階段已經(jīng)在某種程度上修正了大多的靜態(tài)和動態(tài)油藏參數(shù), 需要研究的參數(shù)就只有井眼動態(tài)參數(shù)及地表生產(chǎn)限制條件了。雖然可以認為這樣把問題簡化了, 但是歷史擬合的非唯一性卻影響了在預(yù)測階段所作出的不確定性評價的實際代表性。

另外要考慮的重要一點是上面所講的一般評價不確定性的程序是建立在無偏差參數(shù)估算的假設(shè)基礎(chǔ)上的, 例如: 無系統(tǒng)誤差。但已有的文獻表明, 某種程度的偏差總是會影響到工程估算的(Bru sh , et al ., 1982) , 有趣的是, 大多數(shù)情況下偏差會對估算的影響是樂觀的。

對未開發(fā)和已開發(fā)的油田, 不確定性評估都是一項非常復雜、現(xiàn)實中通常是難以做到的工作。最好的情況下, 現(xiàn)實中只能做到部分的評價, 而且局限于標準油藏研究。Mu skat ( 1949 )在談到被認為是油藏工程圣典的地質(zhì)和動態(tài)數(shù)據(jù)的不確定性時說: 這種具體數(shù)據(jù)的唯一性, 以及對實際產(chǎn)層的可應(yīng)用性, 是一些假設(shè)情況, 而它充其量不過是一個難題。50 年后我們?nèi)跃兔鎸ν瑯拥碾y題, 估計值的不確定性仍是個不確定的問題。

產(chǎn)量預(yù)測通常是油藏一體化研究的最后一步。本質(zhì)上這一工作的目的就是具體給出可視化的在不同開發(fā)策略下未來油田的表現(xiàn), 以及為項目的經(jīng)濟評估建立生產(chǎn)曲線。

一體化研究隊伍的所有努力, 包括油藏描述及模擬, 在這一階段會聚在一起, 對最好的開發(fā)策略必須進行分析, 并最終提交給管理層短期、中期和長期的開發(fā)方案?？紤]到這項技術(shù)存在復雜性, 模擬模型所給出的產(chǎn)量對于每一種情況都會有所不同, 簡單的預(yù)測研究幾天就可以完成, 但是對于比較復雜的研究, 根據(jù)模型的大小和其復雜程度, 所執(zhí)行的油氣井管理程序和所要進行預(yù)測的次數(shù)等情況的不同, 可能會花費幾個月的時間。

獲得了好的、可以接受的歷史擬合后，就可利用該模型來預(yù)測油氣藏未來的生產(chǎn)動態(tài)。預(yù)測的內(nèi)容包括：原油、天然氣和水的產(chǎn)量，氣油比與油水比的動態(tài)，油藏壓力的變化動態(tài)，液體前緣位置，對井設(shè)備和修井的要求，區(qū)域采出程度，估計油氣藏最終采收率等。預(yù)測的結(jié)果將作為我們進行開發(fā)與管理決策的重要依據(jù)。這里所指出的是，動態(tài)預(yù)測的準確性，明顯地取決于我們采用的模型的正確性和油藏描述的準確性與完整性。因此，花一定的時間與精力對模擬的結(jié)果進行評估，判斷它是否達到了預(yù)期的研究目的，是十分必要的。

第一步是確定要預(yù)測的具體方案。預(yù)測方案的界定要從預(yù)測階段的一開始就進行, 但需要注意的是, 隨著研究工作的進展, 根據(jù)前面預(yù)測方案運行的結(jié)果, 可界定更多的預(yù)測方案。預(yù)測方案的數(shù)量及類型顯然取決于具體研究的要求和時間要求, 但在實踐中, 一般先定義一個基本預(yù)測方案。這一基本預(yù)測方案應(yīng)與油田在普遍生產(chǎn)條件下進行連續(xù)生產(chǎn)的狀態(tài)相對應(yīng), 而且作為基準, 隨后的所有預(yù)測結(jié)果都應(yīng)與它相比較。

對以后預(yù)測方案的界定都應(yīng)以改善生產(chǎn)及注入曲線為目的, 也就是要提高最終采收率及加速開發(fā)現(xiàn)有儲量。所以, 應(yīng)測試大量的預(yù)測方案( 加密井鉆井、實施二次采油項目等) , 同時還要考慮到現(xiàn)有(未來) 的基礎(chǔ)設(shè)施、注入流體( 水、氣、CO2 等) , 以及各種財政上的限制等各種條件。前幾個階段的研究成果應(yīng)能提供一個相互一致的基礎(chǔ), 以便對可能的建議進行初步的篩選。

任何時候確定一個預(yù)測方案的工作都是應(yīng)該與管理層、經(jīng)濟學者、生產(chǎn)和設(shè)備等部門密切合作。這將保證不會在那些不現(xiàn)實的預(yù)測方案的模擬上浪費時間。

為了能夠模擬油田未來的生產(chǎn),這些原則應(yīng)同時適用于地面設(shè)施及每口井。這些原則就是準則或約束條件, 它代表了油田預(yù)計的生產(chǎn)條件。地表限定條件一般包括最大油氣水產(chǎn)量、注水或注入量及壓力、最小油管壓力和最大氣油比。單井的限定條件為最大油水比、氣油比或總產(chǎn)液量及最小產(chǎn)油量?，F(xiàn)代模擬軟件可以靈活地設(shè)定生產(chǎn)條件。

這是油藏模擬中的一項極其重要的工作。因為一個油藏模型被建立起來以后，它是否完全反映油氣藏實際，并未經(jīng)過檢驗。只有利用將生產(chǎn)和注入的歷史數(shù)據(jù)輸入模型并運行模擬器，再將計算的結(jié)果與油氣藏的實際動態(tài)相比，才能確定模型中采用的油氣藏描述是否是有效的。若計算獲得的動態(tài)數(shù)據(jù)與油藏實際動態(tài)數(shù)據(jù)差別甚遠，我們就必須不斷地調(diào)整輸入模型的基本數(shù)據(jù)，直到由模擬器計算得到的動態(tài)與油藏生產(chǎn)的實際動態(tài)達到滿意的擬合為止。由于歷史擬合調(diào)整參數(shù)的目的是為了把真實油藏的描述搞得盡可能精確，所以，它是油藏模擬中不能缺少的重要步驟。

模擬使用的模型，顯然應(yīng)當與實際油藏是相似的。若描述油藏的數(shù)值模擬所采用的數(shù)據(jù)與控制油藏動態(tài)的實際數(shù)據(jù)存在明顯差異，則將導致模擬結(jié)果出現(xiàn)嚴重失真。遺憾的是，在未經(jīng)試驗以前，我們對模型的準確程度，以及應(yīng)該修改哪些參數(shù)才能保證它與實際油藏相似，知之甚少。在這種情況下，最有效，也是最經(jīng)常采用的一種驗證方法，就是模擬油藏過去的動態(tài)，并將模擬計算結(jié)果與油藏的過去實際動態(tài)作對比，這就是歷史擬合工作。歷史擬合能幫助我們發(fā)現(xiàn)和修改油藏描述數(shù)據(jù)的錯誤，以使模型更加完善，并驗證油藏描述的可靠性。如果修正后的模型模擬計算動態(tài)與油藏過去的歷史動態(tài)能達到一致，且油藏描述又是合理的，那么，應(yīng)當說，歷史擬合本身就是一種有效的油藏描述方法。

歷史擬合的目的就是依據(jù)測量的產(chǎn)量和壓力數(shù)據(jù)為準, 盡可能正確地再現(xiàn)油田的生產(chǎn)歷史。這種檢查應(yīng)該在油田和井的基礎(chǔ)上進行。

擬合的參數(shù)包括靜壓力、含水率、氣油比。而產(chǎn)量是作為歷史數(shù)據(jù)直接輸入模型的。以下將簡要討論一些要進行歷史擬合的主要參數(shù)。

1 .壓力

幾乎所有的油藏都有靜態(tài)井底壓力數(shù)據(jù)( SBHP) , 這些數(shù)據(jù)必須與模型輸出的結(jié)果相比較, 但應(yīng)該記住, 實測壓力與直接計算出的壓力是不一致的, 因為這兩種數(shù)據(jù)代表油藏中不同部分的數(shù)據(jù)(分別為井泄流半徑和網(wǎng)格塊內(nèi)的數(shù)據(jù)) 。大多數(shù)模擬軟件允許對計算值進行一些修正以便與實測數(shù)據(jù)對比。

如有可能, 應(yīng)建立某一參照深度的壓力分布圖并與油井的靜壓等壓圖比較, 來檢查油田全區(qū)壓力分布情況。這一比較是有用的, 可以得到一個全油田范圍內(nèi)壓力分布狀況和壓力梯度變化, 而這從單井分析是很難得到的。除了井底靜壓力, 其他一些壓力數(shù)據(jù)也可用來檢查模型對壓力的模擬效果。比如: 油管頭靜壓和流壓(ST HP 和FT HP)。這些測量數(shù)據(jù)有數(shù)量大的優(yōu)勢, 但較難進行處理, 因為處理這類數(shù)據(jù)需要具備完井過程中流體靜態(tài)和動態(tài)壓力變化規(guī)律的知識。

2 .產(chǎn)水數(shù)據(jù)

模型中模擬的產(chǎn)水情況應(yīng)再現(xiàn)油田的實際觀察值, 包括見水時間及含水率變化情況。應(yīng)該一口井一口井來檢查, 但最好繪制出含水飽和度圖并與水進狀況圖相比較。通過比較可以得到全區(qū)驅(qū)替過程的情況, 而且可以幫助找到關(guān)鍵井( 通常為靠近水進前緣的井) , 而對于關(guān)鍵井要找出合適的擬合。為了平衡開采和流體的注人, 還要檢查和調(diào)整整個油田的含水剖面。

3 .產(chǎn)氣數(shù)據(jù)

當壓力降到泡點以下, 能否正確再現(xiàn)產(chǎn)氣曲線對任何油藏模型都是關(guān)鍵的一點。由于其壓縮性大, 產(chǎn)氣量很大程度上控制著油藏能量。

如果預(yù)測與實際生產(chǎn)曲線有偏差, 就說明pVt 的描述也許有問題, 或者是相對滲透率曲線有問題, 再次要強調(diào)的是所有結(jié)果應(yīng)一口井一口井地檢查, 而且也應(yīng)進行全區(qū)的檢查。如果存在主要氣頂和次要氣頂, 并且在研究的前面階段已經(jīng)確定了氣頂?shù)奈恢? 這時就要與氣飽和度圖進行對比。如果兩種圖件一致, 這就能保證分離過程能在模型中正確地再現(xiàn)。

并沒有一個標準的歷史擬合程序, 每個油田都是不同的。如地質(zhì)結(jié)構(gòu)、油藏機理、井數(shù)、生產(chǎn)歷史、開發(fā)方案等。因此, 每個研究都只能用自己的解決程序解決自己的問題。但一些步驟或多或少可適用于大多數(shù)的模擬研究。

模擬過程中的第一步是確立需要調(diào)整的關(guān)鍵參數(shù)和關(guān)鍵井。

所謂關(guān)鍵參數(shù)就是那些具有很大不確定性并對最終結(jié)果影響大的那些參數(shù)。確定關(guān)鍵參數(shù)一般關(guān)系到油藏中主要的能量機理。在水驅(qū)油藏中, 典型的關(guān)鍵參數(shù)有水層的導水性和儲水量, 但對溶解氣驅(qū)油藏, 典型的關(guān)鍵參數(shù)則是氣油相對滲透率。

另一個關(guān)鍵參數(shù)當然是滲透率, 滲透率對所有油藏都是重要的。關(guān)鍵井就是油田中生產(chǎn)狀況典型的井, 其生產(chǎn)曲線在模型中必須準確再現(xiàn)。在井比較少的情況下, 比如少于20 口井, 實際上所有井都應(yīng)被當作關(guān)鍵井而且都應(yīng)在模型中再現(xiàn)它們的生產(chǎn)情況。如果井數(shù)眾多, 如老油田, 歷史擬合所有井實際上不太可能, 而且最終結(jié)果也不一定更準確。

確定關(guān)鍵井要依據(jù)幾個因素, 生產(chǎn)歷史長并且有典型的含水率及氣油比變化趨勢, 有較完整的測井系列、取心及壓力數(shù)據(jù), 井位也應(yīng)是油田具有代表性的位置。另外, 正在生產(chǎn)的井應(yīng)被當作關(guān)鍵井。

確定關(guān)鍵井和關(guān)鍵參數(shù)可以使工程師進行歷史擬合的工作容易一些。下面是擬合壓力歷史, 然后進行飽和度歷史擬合。

(1 ) 壓力擬合。這一階段包括油藏整體能量平衡的調(diào)整。圖1( Saleri , et al ., 1988)是一個簡單的壓力擬合方案。首先應(yīng)建立的壓力分布和油藏中的壓力梯度, 然后再進行單井擬合。為了提高壓力擬合效果, 滲透率是最主要的要調(diào)整的變量。

(2 ) 飽和度擬合。這一步驟中, 對油藏流體分布進行擬合, 依據(jù)見水( 氣)的時間以及見水(氣) 后相關(guān)的生產(chǎn)剖面的變化。

首先要從調(diào)整全區(qū)油田的生產(chǎn)狀況開始, 然后集中在關(guān)鍵井的表現(xiàn)。滲透率是控制水淹時間的重要參數(shù), 水淹后的產(chǎn)水及油氣比主要受相對滲透率曲線控制。油藏歷史擬合常是儲量研究中最耗時的部分, 有時是讓人灰心喪氣的。實際上不可能有完美的擬合, 因此油藏工程師在做結(jié)論時, 常要判斷歷史擬合的結(jié)果是否令人滿意。

選擇好模擬器并設(shè)計出了網(wǎng)格模型后，常常因為要達到我們要處理的問題的所需效果，而不得不對手邊已有的程序作某些修改，最常見的是修改井管理程序和模擬結(jié)果的編輯和輸出程序。

確定了研究目標，并收集到了研究所必需的數(shù)據(jù)后，接下來的工作就是對模擬模型進行選擇，即確定用哪種模擬模型對該問題最為有效。并不是所有的情況下都需要對油藏進行整體模擬，例如在研究錐進、指進、超低產(chǎn)問題時，就應(yīng)采用單井、剖面或平面模型，這樣會大大節(jié)省計算成本。通常影響研究方法選擇的因素有多種，但其中有三條是最重要的：一是能否找到針對你研究問題的相應(yīng)模擬器；二是解決你面對的具體油藏模擬問題時，常常因為需要反映井和開采設(shè)施對開采過程的影響，而必須對你選定的模擬器作某些修改，你必須具備這種能力；三是研究所允許的時間、計算機、人力及經(jīng)費的限制，即不允許突破規(guī)定的時間和成本的限制。

一旦把數(shù)據(jù)收集起來以后，必須對這些來自不同渠道的數(shù)據(jù)進行鑒別，再組織和再檢查，看收集到的數(shù)據(jù)是否足夠，是否都合格。如果取得的數(shù)據(jù)，依靠經(jīng)驗和評價方法進行修正和補充后仍不合要求，那就需要修正或重新確定研究目標。

數(shù)值模擬研究的主要工作程序?qū)σ粋€油氣藏進行綜合的數(shù)模研究，往往需要花較大的精力和較長時間（有時會達一年甚至更長的時間），同時還對計算機硬件和技術(shù)人員有很高的要求，然而盡管在不同的項目中，面對的問題會千差萬別，但大多數(shù)油藏數(shù)值模擬的基本研究過程是一樣的。為了使讀者一開始就對數(shù)模研究工作有一個明確的整體概念，下面簡要地介紹一下油藏數(shù)值模擬的主要工作程序。

問題的定義：開展油藏數(shù)模工作的第一步，是確定研究的目標和范圍。即首先要給本次數(shù)模研究一個明確的定位，明確本次模擬要解決的主要問題是什么，需要研究哪些油藏動態(tài)特性，這些項目的完成對油藏的經(jīng)營管理者會產(chǎn)生什么影響等等。從而根據(jù)項目的要求進行數(shù)值模擬研究程序設(shè)計，并收集有關(guān)的油藏基礎(chǔ)地質(zhì)、流體及生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)。

油藏數(shù)值模擬方法是迄今為止定量地描述在非均質(zhì)地層中多相流體流動規(guī)律的惟一方法。例如許多常規(guī)方法要假定油層為圓形的均勻介質(zhì)，如油藏幾何形狀稍復雜一些，且為非均質(zhì)介質(zhì)，則求解非常困難，甚至無法求解。而對油氣藏數(shù)值模擬而言，計算形態(tài)復雜的非均質(zhì)油藏和計算簡單形態(tài)的均質(zhì)油藏工作量幾乎是一樣的。因此油藏數(shù)值模擬可解決其它方法不能解決的問題。對于其它方法能解決的問題，用數(shù)值模擬方法可以更快、更省、更方便、更可靠地解決，并增加其它分析方法的可信度。

一個油氣藏，在現(xiàn)實中只能開發(fā)一次。但應(yīng)用油藏數(shù)值模擬，可以很容易地重復計算不同開發(fā)方式的開發(fā)過程，因此人們可以從中選出最好的開發(fā)方法。

因此，對油藏工程師而言，數(shù)值模擬給動態(tài)分析提供了一種快速、精確的綜合性方法；對管理者而言，數(shù)值模擬提供了不同開采計劃的比較結(jié)果；對尚無經(jīng)驗的工程師而言，數(shù)值模擬則是有效的培訓工具。

這里指的是在模擬器選定以后，我們必須設(shè)計出一套合適的網(wǎng)格模型。網(wǎng)格模型的設(shè)計要受到模擬過程的類型、在非均質(zhì)油藏中的液體運動的復雜性、選定的研究目標、油藏描述的精確程度以及允許的計算時間和成本預(yù)算等因素的影響。網(wǎng)格數(shù)目越多，模擬出的單井動態(tài)會越精細，但網(wǎng)格數(shù)目越多計算的時間會越長，成本越高，有時甚至高到不能令人接受，所以我們經(jīng)常不得不在研究目標所確定的總框架下，根據(jù)允許的計算時間和成本限制，去設(shè)計我們的網(wǎng)格模型。

模型設(shè)計的第一步是定義模型的幾何形態(tài)。有數(shù)種幾何模型可以應(yīng)用, 最常用的有以下幾種(Mat tax and Dalton , 1990 ) :

(1 ) 一維模型。這種模型在油田研究中從未用過, 因為它們不代表實際的油藏幾何形態(tài),并且不能模擬驅(qū)替過程。但它們可用于研究模型對某種油藏參數(shù)變化的敏感性, 以及實現(xiàn)油藏巖石物理性質(zhì)的動態(tài)放大。

(2 ) 二維剖面模型。它們用在垂向驅(qū)替過程的研究中, 例如, 邊水注采或頂部氣注采的研究。

(3 ) 平面二維模型。這種模型可用在研究油藏中流體的流動以平流為主, 與垂向的非均

質(zhì)性無關(guān)時的情況。這種模型主要用在注水模式的研究中, 也可用在研究重力作用可忽略的溶解氣驅(qū)油藏。大多數(shù)情況下, 這些模型須用偽函數(shù)來代表垂直流動。

(4 ) 徑向模型。這種模型限制在井周圍的地區(qū), 并且通常用來評價具有大垂直梯度的單井生產(chǎn)行為。典型的應(yīng)用是研究直井或水平井中的水和氣的錐進作用。

(5 ) 三維模型。這是最常用的模型。它們可以解釋油藏中實際地質(zhì)及巖石物理性質(zhì)的分布, 因此, 可用在有嚴重的水平或垂向的非均質(zhì)儲層中?？偟膩碚f適用在地質(zhì)比較復雜難于用二維模型進行描述的地區(qū)。理論上講, 這些模型可用來表示油藏中的任何采收過程, 唯一的限制是總網(wǎng)格數(shù), 也就是描述的細致程度的限制。

Coats (1969) 曾經(jīng)指出, 恰當?shù)貞?yīng)用該方法應(yīng)滿足以下3 個條件:

(1 ) 很好地陳述了經(jīng)濟上的重要性。一個典型的問題是選擇注水開發(fā)還是自然衰竭開發(fā)"para" label-module="para">

(2 ) 油藏描述及其他要求的輸人數(shù)據(jù)足夠準確。

(3 ) 研究的問題與非平衡壓力及流體飽和度的時、空分布有很強的相關(guān)性, 這一相關(guān)性的存在就不能用傳統(tǒng)的分析方法分析求解, 比如物質(zhì)平衡法。

做數(shù)值模擬的原因有許多。從商業(yè)角度來看, 最重要的原因就是其產(chǎn)油預(yù)測和現(xiàn)金流預(yù)測的能力。

油藏研究中, 數(shù)值模擬的主要目的就是預(yù)測在不同開采方案下的油氣生產(chǎn)情況。這樣來講, 數(shù)值模擬是唯一合適的技術(shù)。簡單的技術(shù)如物質(zhì)平衡法, 在評價油藏機理上很有用, 但對油藏預(yù)測就不適合了。

另一方面, 油藏模擬技術(shù)提供了在規(guī)定生產(chǎn)條件下的研究油田生產(chǎn)動態(tài)的靈活性。所有的市場上銷售的模擬軟件都提供了完善的井管理功能, 允許工程師在產(chǎn)層、井、井組, 儲層及油田等級別上設(shè)定施工條件。簡單來講, 這些流程, 不僅可以指定井的具體壓力及產(chǎn)量, 它們還能進行更復雜的工作。比如: 根據(jù)一些GOR 或WOR 標準對井實施關(guān)井或修井操作, 為與生產(chǎn)設(shè)施的生產(chǎn)能力相匹配, 優(yōu)化單井產(chǎn)量, 控制氣產(chǎn)量及注水的速度等。因此, 油藏模擬技術(shù)被認為是油藏管理的最佳技術(shù), 其它油藏工程的工具很難提供這種能力。

1953年美國G..H.BUCE等人發(fā)表了《孔隙介質(zhì)不穩(wěn)定氣體滲流的計算》后，為用數(shù)值方法計算油氣藏滲流問題開辟了道路。

三十多年來，由于大型快速電子計算機的迅速發(fā)展，大大地促進了數(shù)值模擬方法的廣泛應(yīng)用。

20世紀60年代初期研究了多維多相的黑油模型；20世紀70年代初期研究了組分模型、混相模型和熱力采油模型；

20世紀70年代末期研究各種化學驅(qū)油模型。

流線方法油藏模擬簡介

對于絕大多數(shù)油田來講，進行油藏數(shù)值模擬研究的目的最終都是為了要對油田未來的動態(tài)作出預(yù)測。它預(yù)測的可以是某一油氣藏在不同的開發(fā)條件下的動態(tài)，也可以是同一油藏在不同描述下的動態(tài)。動態(tài)預(yù)測是數(shù)值模擬中非常有意義的部分。它可以使我們在油田開采前就能了解到某口井、井組、甚至整個油田，在不同開發(fā)方式下的生產(chǎn)動態(tài)情況?？梢杂嬎阍S多方案，然后從中選出一個最適合的方案作為實施方案。此外、動態(tài)預(yù)測還為我們提供了展示新方案的潛在效益的可能性。

隨著油田的不斷開發(fā)，油藏的儲層非均質(zhì)性加劇，流體性質(zhì)變差、流體分布不斷發(fā)生變化，特別是對于中高滲油田高含水油藏，油藏流場發(fā)生較大變化，形成優(yōu)勢流場。此時，重力效應(yīng)和縱向非均質(zhì)性是水驅(qū)開采的重要參數(shù)，其在流體的分布和運移過程起重要作用。通過流線方法，建立流體沿流線運移，形成一個自然運移網(wǎng)絡(luò)，追蹤油、氣、水在油藏中的移動，流體沿著流線在壓力梯度方向運移，而不是在網(wǎng)格塊內(nèi)運動，所以與傳統(tǒng)的油藏數(shù)值模擬方法相比，流線模擬技術(shù)能更好地認識地下流體的分布、運移和認清剩余油分布，對改善油田開發(fā)效果和提高采收率提供科學依據(jù)。

另外，傳統(tǒng)的油藏數(shù)值模擬技術(shù)一般都是在油藏中劃分的塊中心網(wǎng)格的基礎(chǔ)上采用有限差分方法進行空間離散化，在每一個離散的時間步，需要在所有的空間離散網(wǎng)格上求解整個數(shù)學模型，計算速度比較慢，雖然近年來，計算機技術(shù)快速發(fā)展，但現(xiàn)代的油藏描述技術(shù)已經(jīng)可以建立符合實際的大型油藏地質(zhì)模型，為了達到所需的精確度，需要許多的網(wǎng)格單元，同時，地質(zhì)非均質(zhì)性的精確模擬也需要大量的網(wǎng)格單元，有限差分法模擬對于這些有成百上千口井，幾十萬個網(wǎng)格塊及較長的生產(chǎn)歷史的大型油藏難度較大，暴露出其三個缺點：一是模擬速度慢，二是數(shù)據(jù)污染，三是計算精度低。所以很有必要尋找一種快速準確的計算方法來對油藏數(shù)學模型進行求解。

流線模擬技術(shù)是通過將三維模擬模型還原為一系列的一維線性模型，同時還可以進行流體流動計算，具有處理更大數(shù)量級數(shù)據(jù)的計算優(yōu)勢。在驅(qū)替過程中保持明顯的驅(qū)替前緣和減少網(wǎng)格方位影響的特點，提高了模擬精度。三維流線模型比常規(guī)模擬方法適用性強、優(yōu)勢多：

1、速度;

2、易形象地顯示/概念化注入井采油井的流動耦合;

3、更好地確定泄油面積;

4、易于評定復雜的地質(zhì) 地質(zhì)統(tǒng)計模型的級別;

5、易于綜合整個油田模型;

6、生產(chǎn)動態(tài)加速擬合;

7、有潛在的優(yōu)勢,是一種更精確的解法。

所以流線方法是一種適合于現(xiàn)代油藏模擬的計算方法，流線模擬結(jié)果與傳統(tǒng)的油藏工程技術(shù)（如標準有限差分法模擬）結(jié)合起來作為油藏管理工具具有重要意義。 2100433B

第1 章　油藏工程介紹: 常規(guī)油氣藏和非常規(guī)油氣藏研究進展

1. 1　引言

1. 2　油藏科技的發(fā)展

1. 3　油氣藏的分類

1. 4　油藏工程的作用

1. 5　各章節(jié)簡介

第2 章　常規(guī)油氣藏和非常規(guī)油氣藏要素

2. 1　引言

2. 2　油藏巖石類型和石油產(chǎn)量

2. 3　石油成因

2. 4　石油的產(chǎn)生

2. 5　油氣系統(tǒng)

2. 6　總結(jié)

2. 7　問題和練習

第3 章　儲層巖石物性

3. 1　引言

3. 2　常規(guī)儲層和非常規(guī)儲層的巖石物性

3. 3　巖石孔隙度

3. 4　滲透率

3. 5　表面張力和界面張力

3. 6　存儲性和傳播性

3. 7　儲層質(zhì)量指數(shù)

3. 8　測井: 簡要介紹

3. 9　油藏非均質(zhì)性

3. 10　總結(jié)

3. 11　問題和練習

第4 章　儲層流體性質(zhì)

4. 1　引言

4. 2　儲層流體性質(zhì)的數(shù)據(jù)應(yīng)用

4. 3　地層油的性質(zhì)

4. 4　天然氣的性質(zhì)

4. 5　地層水的性質(zhì)

4. 6　油藏壓力

4. 7　油藏溫度

4. 8　儲層流體組分

4. 9　總結(jié)

4. 10　問題和練習

第5 章　油氣藏烴類流體的相態(tài)特征

5. 1　引言

5. 2　相圖

5. 3　油氣藏類型與采收率

5. 4　凝析氣藏生產(chǎn)動態(tài)研究

5. 5　油氣采收率優(yōu)化

5. 6　總結(jié)

5. 7　問題和練習

第6 章　常規(guī)油氣藏和非常規(guī)油氣藏的儲層表征

6. 1　引言

6. 2　目標

6. 3　總結(jié)

6. 4　問題和練習

第7 章　油藏的生命周期與行業(yè)專家的作用

7. 1　引言

7. 2　油藏的生命周期

7. 3　專家們的作用

7. 4　總結(jié)

7. 5　問題和練習

第8 章　油藏管理過程

8. 1　引言

8. 2　制訂計劃

8. 3　實施

8. 4　油藏監(jiān)測

8. 5　動態(tài)評價

8. 6　計劃和方案的調(diào)整

8. 7　廢棄

8. 8　總結(jié)

8. 9　問題和練習

第9 章　多孔介質(zhì)中流體流動的基礎(chǔ)原理

9. 1　引言

9. 2　流體狀態(tài)和流動特征

9. 3　多相流: 流體的非混相驅(qū)替

9. 4　總結(jié)

9. 5　問題和練習

第10 章　油氣井不穩(wěn)定壓力分析

10. 1　引言

10. 2　典型曲線分析

10. 3　總結(jié)

10. 4　問題和練習

第11 章　一次采油機理與采收率

11. 1　引言

11. 2　一次采油的驅(qū)動機理

11. 3　油藏

11. 4　干氣藏和濕氣藏

11. 5　總結(jié)

11. 6　問題和練習

第12 章　常規(guī)油氣藏和非常規(guī)油氣藏儲量的確定

12. 1　引言

12. 2　原始原油地質(zhì)儲量

12. 3　氣體原始地質(zhì)儲量

12. 4　總結(jié)

12. 5　問題和練習

第13 章　常規(guī)油氣藏和非常規(guī)油氣藏的遞減曲線分析

13. 1　引言

13. 2　遞減曲線分析: 優(yōu)點和局限性

13. 3　遞減曲線模型

13. 4　判別方法

13. 5　多段遞減分析模型

13. 6　頁巖氣藏估算EUR的一般建議

13. 7　遞減曲線分析工作流程

13. 8　煤層氣藏的遞減曲線分析

13. 9　典型曲線分析:綜述

13. 10　總結(jié)

13. 11　問題和練習

第14 章　油藏動態(tài)分析———經(jīng)典的物質(zhì)平衡方法

14. 1　引言

14. 2　假設(shè)條件和局限性

14. 3　油藏: 估算原始原油儲量、氣頂比、水侵量和采收率

14. 4　氣藏: 估算原始天然氣儲量和水侵量

14. 5　凝析氣藏: 估算濕氣儲量

14. 6　總結(jié)

14. 7　問題和練習

第15 章　油藏數(shù)值模擬:入門

15. 1　引言

15. 2　生產(chǎn)歷史擬合

15. 3　油藏數(shù)值模擬結(jié)果

15. 4　總結(jié)

15. 5　問題和練習

第16 章　注水與注水監(jiān)測

16. 1　引言

16. 2　注水的歷史

16. 3　注水設(shè)計

16. 4　注水的實踐

16. 5　注水的應(yīng)用

16. 6　注水監(jiān)測

16. 7　總結(jié)

16. 8　問題和練習

第17 章　提高采收率:熱采、化學驅(qū)、混相驅(qū)

17. 1　引言

17. 2　熱采

17. 3　混相驅(qū)

17. 4　氮氣和煙氣驅(qū)

17. 5　聚合物驅(qū)和化學方法

17. 6　EOR 方案的設(shè)計要素

17. 7　EOR 方法選擇指南

17. 8　提高采收率工作流程

17. 9　總結(jié)

17. 10　問題和練習

第18 章　水平井技術(shù)與生產(chǎn)動態(tài)

18. 1　引言

18. 2　水平井的歷史

18. 3　水平井部署指南

18. 4　水平井產(chǎn)能分析

18. 5　水平井產(chǎn)能問題

18. 6　總結(jié)

18. 7　問題和練習

第19 章　低滲透油氣藏和非常規(guī)油氣藏的油氣開采方法

19. 1　引言

19. 2　低滲透油氣藏開發(fā)的策略

19. 3　致密氣和非常規(guī)氣

19. 4　低滲透油氣藏的開發(fā):工具、技術(shù)和選擇標準

19. 5　總結(jié)

19. 6　問題和練習

第20 章　產(chǎn)量衰減油藏的改造

20. 1　引言

20. 2　老油田再開發(fā)的主要策略

20. 3　恢復效果

20. 4　總結(jié)

20. 5　問題和練習

第21 章　非常規(guī)油藏

21. 1　引言

21. 2　非常規(guī)油藏特征

21. 3　總結(jié)

21. 4　問題和練習

第22 章　非常規(guī)氣藏

22. 1　引言

22. 2　非常規(guī)天然氣的類型和估算儲量

22. 3　頁巖氣生產(chǎn)建模和模擬研究

22. 4　其他的非常規(guī)氣資源

22. 5　總結(jié)

22. 6　問題和練習

第23 章　常規(guī)油氣儲量和非常規(guī)油氣儲量的定義及世界展望

23. 1　引言

23. 2　油氣儲量和資源

23. 3　常規(guī)儲量和非常規(guī)儲量的對比

23. 4　油氣儲量的分類

23. 5　核算油氣儲量的方法

23. 6　油氣成藏和資源

23. 7　儲量評價方法

23. 8　油氣儲量的可能分布

23. 9　不確定性來源

23. 10　蒙特卡羅模擬法

23. 11　儲量評價中的誤差來源

23. 12　油氣儲量校正

23. 13　全球展望

23. 14　總結(jié)

23. 15　問題和練習

第24 章　油藏管理經(jīng)濟學、風險和不確定性

24. 1　引言

24. 2　經(jīng)濟分析的目標

24. 3　綜合經(jīng)濟模型

24. 4　石油工業(yè)中的風險和不確定性

24. 5　總結(jié)

24. 6　問題和練習

附錄　單位換算表

本書著重于常規(guī)油藏和非常規(guī)油藏的相關(guān)基本知識，以及如何將這些知識應(yīng)用于石油天然氣工業(yè)，以滿足經(jīng)濟發(fā)展需要和技術(shù)挑戰(zhàn)。本書通過易于理解的語言，提供了當今油藏工程研究所使用的工具和技術(shù)的有價值信息，并解釋了油藏管理和開發(fā)方法的最佳實踐。本書結(jié)合關(guān)鍵油藏工程基礎(chǔ)于當前工程應(yīng)用;關(guān)聯(lián)常規(guī)油藏工程方法于非常規(guī)油藏，并闡述之間不同;提供油田生產(chǎn)實例和工作流程圖以幫助油藏工程師和相關(guān)從業(yè)人員提升針對常規(guī)油藏和非常規(guī)油藏的管理技能。

本書可供高等院校石油工程專業(yè)學生及油藏工程師參考使用。