1、国内外油藏数值模拟软件 中国石油大学（北京） 檀朝东 目录 1. 1.油藏数值模拟技术整体概要介绍 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： 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的各种特征形态。 油藏数值模拟： 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： 石油 地质 石油
2、地质 油层 物理 油层 物理 油藏 工程 油藏 工程 测 井 测 井 数值分 析 数值分 析 油藏数值模拟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。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 油藏开发初期的模拟 评价投资风险，对油藏属
3、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 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。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
4、 1.2.1运用模型模拟现实的三大要素： 初始条件 边界条件 运动规律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： 初始 条件 地质模型： 模型信息来自地震、地质、测井，试井等各种方法，通过地质统计学方法进行综合。 地质模型非常复杂，由于数据有限，模型具有很大的不确定性。 油藏岩石流体模型： 通过测试手段了解油水气界面信息； 通过流体采样，实验室分析了解组分信息等； 通过岩心取样，实验室分析了解岩石信息等。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
5、三大要素： 封闭边界： 无流动边界条件 流动边界： 常压边界条件水体边界条件 地质模型边界： 地质模型边界： 空间中点，线分布; 数量大； 控制手段类型多，参数多变 井： 井： 边界 条件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： 能量守恒方程 能量守恒方程( (热采模型用 热采模型用) ) 运动 规律 质量守恒方程 质量守恒方程 ( (连续性方程 连续性方程) ) 状态方程 状态方程 流动方程 流动方程 ( (Darcy Darcy定律 定律) ) 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。 M
6、ass n+1 -Mass n = Flow in-Flow out 各相流流动规律，决定守恒方程中的Flow in组分模型;混合模型2.国外油藏数值模拟软件介绍 2.4 SURE油藏数值模拟软件 2.4.3 SURE主要特点 SUREPvt SUREPvt软件包： 软件包： 黑油PVT: API跟踪、用公式计算油气性质、垂向分布 取样流体PVT相态实验 饱和压力 重组分特征化 原始组分恢复 状态方程参数回归 循环注气 气水交替混相驱替 SUREGrid SUREGrid： 能建立直角坐标和垂直平分 (PEBI)网格 这些网格能自动地从输入图形中得到参数 真实的局部网格加密 垂向加密（分层）
7、井的径向流模型 任意方向井和水平井 水平井的全三维模拟 6 72.国外油藏数值模拟软件介绍 2.5 GrandTM油藏数值模拟软件 2.5.1 GrandTM界面和图形效果2.国外油藏数值模拟软件介绍 2.5 GrandTM油藏数值模拟软件 2.5.2 GrandTM模块 FACS 三元复合驱 FAPS 多种聚合物驱 FAPMS 凝胶调驱2.国外油藏数值模拟软件介绍 2.5 GrandTM油藏数值模拟软件 2.5.2 GrandTM特点 主要 主要 特点 特点 GrandTM GrandTM软件于2007年年底开发完成了软件的 WINDOWS版本 软件可以运行于Windows平台 极大地方便了
8、用户的使用。 FAPMS FAPMS是一个包含了五种最新的可改变渗透率的方法的凝胶调驱软件。分别包括如下体系：铬/聚合物体系,高PH值铝酸盐AL(OH)4/聚合物体系, 柠檬酸铝/聚合物体系、胶态的分散体系(CD G)、复合离子堵水调剖体系。其中CDG功 能为首创。 FACS FACS是化学驱油工业化应用软件，其 主要是通过提高驱油效率提高采收率， 它适用于浓、稀体系，可处理表面活性剂, 聚合物,碱三元复合体系或任意义意义的组合； 还可研究化学驱油机理，实际油田应用方案的优化 选择，模拟化学驱油过程和历史拟合等。 FAPS FAPS是一个适用于多种聚合物的工业应用软件系统，主要是通过调整流度比
9、而适当扩大波及体积，从而达到提高采收率的目的。 1 2 3 42.国外油藏数值模拟软件介绍 2.5 GrandTM油藏数值模拟软件 2.5.2 GrandTM化学驱软件考虑的基本物理化学模型： FAPMS 地下Cr3+和Al3+的产生 凝胶作用反应动力学 化学物的吸附/滞留 水化学反应 分子扩散和弥散 不可及孔隙体积等 FACS 相态特征,化学物的吸 附,界面张力的变化,相 对渗透率的变化; 阳离子交换反应,溶解 与沉淀,酸性原油地下 生成表面活性剂; 水相化学反应,PH变化, 分子的扩和弥散,毛管 捕集,粘度变化和渗透 率下降,不可及孔隙体 积,捕集与滞留等。 FAPS 多种聚合物(多至6种
10、) 聚合物吸附和脱附( 可吸附,也可脱附); 聚合物吸附的优先级( 多种聚合物存在); 阳离子交换反应、分 子扩散和弥散、不可 及孔隙体积、 相对渗透率变化、渗 透率下降、粘度2.国外油藏数值模拟软件介绍 2.6 其他的油藏数值模拟软件 2.6.1 INTERSECT新一代油藏模拟软件： 1.斯伦贝谢公司和雪佛龙的子公司-雪佛龙能源技术公司联合研发出INTERSECT 并逐渐进入市场，这个软件可以模拟大型复杂油藏和高度非均质性体系。这两家公司2000年以来一直在合作开发INTERSECT技术，该技术是大范围协作研究的成果。 2.INTERSECT软件的能力远远超出了目前的模拟器，可以运转大型非
11、均质模型，快速模拟数亿万级网格。可以正确地对复杂地质条件和油井进行模拟，做出详细的油藏表征，重复计算很少或者根本没有。这个软件支持复杂的油田管理，可以在成熟油田中掌控数千口油井，在单一的模拟器中模拟所有流体类型和采收工艺。其高级的生产控制系统可以进行复杂的油田管理。 3.INTERSECT软件将逐渐走向市场，早期使用的客户将和斯伦贝谢公司保持紧密联系，使之更好地适应更多的油藏挑战。未来上市的INTERSECT软件将包括海洋开发工具，在面临特殊的储层和开采挑战时，可按要求定制增产工作流插件。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. 3.国内油藏数值模拟软件介绍
12、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3.国内油藏数值模拟软件介绍 3.1 PRIS油藏数值模拟软件 3.1.1 PRIS图形效果 计算 计算 实例 实例3.国内油藏数值模拟软件介绍 3.1 PRIS油藏数值模拟软件 3.1.1 PRIS图形效果 并行可视化：油藏模拟局部网格加密信息图 并行可视化：油藏模拟输出结果图3.国内油藏数值模拟软件介绍 3.1 PRIS油藏数值模拟软件 3.1.2 PRIS特点 1.针对Simbest-IIV2.0 三相、四相不挥发系统进行完全的并行化处理； 2.针对Simbest-II V2.0 初始化部分进行I/O并行处理； 3.采用数据并行
13、方式，求解的油田区域自动分割； 4.死结点在数据并行中的特殊处理； 5.压缩数组在数据并行中的特殊处理； 6.“上游权重”差分方式的有效并行处理； 7.井相关数组的存储方式及有效并行处理； 8.适用于MPP、共享式高性能并行计算机； 9.消息传递模块支持MPI、PVM两种通信平台； 10.形成了并行结果的部分可视化界面。3.国内油藏数值模拟软件介绍 3.2 CRS油藏数值模拟软件 3.2.1 CRS软件界面3.国内油藏数值模拟软件介绍 3.2 CRS油藏数值模拟软件 3.2.2 CRS特点： CRS CRS软件是国内开发计算能力和驱油机理 考虑较全面的专业调驱数值模拟软件 考虑了聚合物驱和凝胶
14、调驱过程中各 种重要的物理化学现象 适用于水驱、聚合物驱、近井和 深度交联调剖、可动凝胶驱 及上述任意组合情况的模 拟预测目录 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. 4.各种主流油藏数值模拟软件的比较 各种主流油藏数值模拟软件的比较4. 各种主流油藏数值模拟软件的比较 各种主流油藏数值模拟软件的比较 4.1 油藏数值模拟软件之间的比较与选择 功能 功能4. 各种主流油藏数值模拟软件的比较 各种主流油藏数值模拟软件的比较 4.1 油藏数值模拟软件之间的比较与选择 1.在黑油方面 黑油方面ECLISPE当然是最好的，不过比VIP,CMG
15、要贵; 2.现在的streamline reservoir simulation的产品，我知道的有两个，一 个是streamsim的3DSL, 和geoquest的frontsim。总的来说，专门作streamline的streamsim要好一些。 3.grand的fapms不是三元复合驱软件，因为它侧重于聚合物驱和凝胶驱，它的facs能够做三元复合驱。4. 各种主流油藏数值模拟软件的比较 各种主流油藏数值模拟软件的比较 4.1 油藏数值模拟软件之间的比较与选择 4.utchem utchem是鼻祖了，几乎所有的商业化学驱数模软件都是来源于utchem。 它是一个学术意义上的软件，所以商业化做的不好，而且模拟器需要的几十个物化参数在实际油田中是不可能获得的。grand在这方面做了很多简化和必要的工作，它的参数在油田一般都是可测的，从而使得化学驱软件能够获得工业上的应用。 5.Eclipse,VIP,就舍弃了化学反应计算模块，因此它们适用于大区块大模型，因此它们只能从事聚合物驱和凝胶驱，算不上真正意义上的三元复合驱数模软件。CMG类似。故要做化学驱，则应该用专门的化学驱软件 化学驱软件-4. 各种主流油藏数值模拟软件的比较 各种主流油藏数值模拟软件的比较 4.1 油藏数值模拟软件之间的比较与选择 合适谢谢 ！
