油藏数值模拟与CMG操作简介

B611工作室2009.3.23史树彬1什么是油藏数值模拟？2油藏数值模拟软件介绍3油藏数值模拟能干些什么？4油藏数值模拟研究步骤如何？5CMG操作简介油藏数值模拟就是用数值的方法来解油藏中流体(相或组分)渗流的偏微分方程组。所谓数值方法是一种近似的解法，即用离散化的方法把连续函数转变成离散函数，用计算机来求解。通常用的方法为有限差分法，也可用有限元法和谱分析方法。油藏数值模拟的定义油藏模拟的概念及其所考虑到的因素•油藏模拟就是把油藏在三维的空间里分为许多离散的单元，并且模拟油藏及流体在空间及一系列离散的时间步里的发展变化。与物质平衡方法一样的是，系统遵循物质守恒原理。•建立油藏模拟软件，一般包括：（1）质量守恒原理（2）能量守恒原理（3）运动方程（达西定律）（4）状态方程（5）辅助方程（如饱和度方程，毛管力方程等）零维、一维、二维、三维单相、两相、三相单组分、两组分、…、N组分单重介质(砂岩)、双重介质(碳酸盐岩)分类零维、一维、二维、三维单相、两相、三相单组分、两组分、…、N组分单重介质(砂岩)、双重介质(碳酸盐岩)按空间维数来分按流体相数来分按流体组分来分按岩石类型来分按模型功能来分黑油模型状态方程的组分模型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……1什么是油藏数值模拟？2油藏数值模拟软件介绍3油藏数值模拟能干些什么？4油藏数值模拟研究步骤如何？5CMG操作简介油藏数值模拟软件对比三大应用软件系列水驱三次采油蒸汽驱EclipseVIPWorkBenchVIPUtchemCMGSSI-THERM黑油模型软件序号项目VIPCMGECL1角点网格一般一般成熟2水平井水平井井筒无压降（线源法）水平井井筒有压降（离散井筒法）水平井井筒有压降（离散井筒法）3裂缝描述较方便较方便较方便4区域划分不允许交叉不允许交叉允许交叉5流体追踪API示踪API和盐水追踪6岩石性质压实压实7相对渗透率方向相对渗透率方向相对渗透率8前处理方便一般方便9后处理较强一般强10三维图形强较强强总体评价优黑油模型的特殊功能角点网格技术各种类型的局部网格加密技术斜断层处理方法不同岩石类型划分方法不同类型PVT参数划分方法饱和度标定技术储层物性时变处理技术天然裂缝和人工压裂裂缝模型描述技术。八项建模技术三次采油软件序号项目VIPCMGECL1聚液粘度依赖聚合物浓度、盐浓度剪切速度聚合物浓度聚合物浓度，盐浓度2吸附依赖聚合物浓度、盐浓度、渗透率聚合物浓度渗透率聚合物浓度3剪切降粘可逆可逆4渗透率减小依赖聚合物浓度、盐浓度、渗透率渗透率聚合物浓度5聚合物组分扩散有有6复合驱聚合物、表活剂7阳离子交换有总体评价优CMG软件界面CMG公司ECLIPSE软件界面Schlumberger公司VIP软件界面Landmark公司1什么是油藏数值模拟？2油藏数值模拟软件介绍3油藏数值模拟能干些什么？4油藏数值模拟研究步骤如何？5CMG操作简介油藏模拟的目的•1.初期开发方案的模拟•2.对已开发油田历史模拟•3.动态预测1).评价开发方式；如：枯竭开采、注水开发等。2).选择合理井网、开发层系、确定井位；3).选择合理的注采方式、注采比；4).对油藏和流体性质敏感性研究。1).核实地质储量，确定基本的驱替机理（如：是天然驱，还是注水开发）；2).确定产液量和生产周期；3).确定油藏和流体特性；4).提出问题、潜力所在区域。1).开发指标预测及经济评价2).评价提高采收率的方法（如：一次采油、注水、注气、化学驱等）3).剩余油饱和度分布规律的研究，再现生产历史动态4).潜力评价和提高采收率的方向5).专题和机理问题的研究油藏描述油藏描述是油田开发的基础，是一项系统工程，由多学科各种方法联合研究的结果。油藏数值模拟作为一种方法，在油藏描述中起了一定的作用。1)孔隙结构研究-10μm级利用CT、核磁共振、图象分析仪、微观驱油机理、毛管压力实验等进行研究2)岩石物理性质研究-cm级利用油层物理实验室进行Ф、K、S、kr等研究。3)测井研究-m级利用测井方法进行Ф、K、S等研究。4)井间地震研究1-100m级利用井间地震进行油层连续性、油层厚度等研究。5)井间监测m-1000m利用试井和示踪剂等方法来研究主力油层的Ф、K、S等。6)数值模拟网格10m-1000m将上述研究的Ф、K、S等参数填入数值模拟网格。7)油藏数值模拟1000m-10000m利用油藏数值方法研究油藏静态参数和P、S分布。8)小井距生产试验区如大庆、孤东等小井距研究弹性驱、水驱和各种提高采收率的开发规律。驱油机理研究层内油水运动机理研究油水运动的作用力Pghkcos驱动力重力毛管力控制地质储量、井间连通状况水体大小、驱动能量、产能,为方案研究提供依据层系、井网、井距、开发方式等优化敏感性分析方案指标预测驱替机理、合理注入条件及参数、动态预测剩余油分布研究优化调整部署早期评价模拟新油田开发方案模拟老油田调整方案模拟提高采收率模拟开发前期开发初期开发中期开发后期油藏动态预测1什么是油藏数值模拟？2油藏数值模拟软件介绍3油藏数值模拟能干些什么？4油藏数值模拟研究步骤如何？5CMG操作简介油藏模拟计划的拟订数值模拟软件选取数值模拟研究所需数据准备建立数值模拟数据文件历史拟合动态预测开发报告编写每一步的目的？确定油藏工程问题制定模拟策略工作量估计和经费概算1油藏模拟计划的拟订2模拟器的选取进行数值模拟研究之前，需要对研究对象、目的、油藏情况进行分析，从而确定应用什么软件进行此项目的数值模拟研究。·天然裂缝油气藏的模拟应用双重介质的裂缝模型；·凝析油气田开发以及注气油田开采应用组份模型；·视油、气田含富气或平气大小可采用组份或黑油模型；·稠油开发用热采注蒸汽模型；·注各种化学剂的三次采油应用化学模型；·而对一般油藏，模拟可选用常规油气田开发的黑油模型。3数据准备1.表格数据主要指岩石物性、流体性质。·油气PVT数据表（高压物性分析）；·水及岩石PVT性质（高压物性分析）；·油水相对渗透曲线；·毛管压力曲线（岩心压汞实验）等；·井筒流动数据。2.网格数据·油藏顶面海拔深度；·砂层厚度（有效）；·孔、渗、饱参数岩石类型等。3.动态数据·完井数据：射孔、补孔、压裂、堵水、解堵日期、层位、井指数等；·生产数据：平均日产油、日产水、日产气、平均油气比和含水比等；·压力数据：井底流压、网格压力等。·动态监测资料（分层测试、吸水、产液剖面等）4.其它数据主要包括算法选择、输入输出控制、油水井约束界限、油井定压定产等参数。各砂岩组个数及名称小层名称沉积类型连通情况油层分层数据断层数据断层方向断点深度断距密封情况小层平面图顶部深度等值图有效厚度等值图渗透率等值图孔隙度等值图地质构架属性数据小层静态数据静态资料基本数据资料•油层流体性质数据油、气、水的高压物性资料岩石的压缩系数注意：输入时最好将PVT数据绘成曲线，以保证输入模型中的PVT曲线光滑包括：原油的Bo-p曲线，Uo-p曲线，Rso-p曲线，Uo-T曲线，此外还有原油的地下密度，地面密度，饱和压力，地面粘度，压缩系数等。气体的Bg-p曲线，Ug-p曲线，地下地面密度及压缩系数地层水的粘度，矿化度，体积系数和压缩系数。油藏数值模拟地层水体积系数与压力、温度关系地层水物性油藏数值模拟地层压力原油体积系数Pb原油体积系数与地层压力关系曲线原油物性PRsUoBo。。。[表格]。。。油藏数值模拟地层油粘度随压力变化关系原油物性油藏数值模拟典型地层油溶解气油比曲线原油物性•岩石和流体的流动性质数据油水相渗曲线油气相渗曲线毛管力曲线注意：油气相渗曲线资料少，可借用相渗曲线和毛管力曲线饱和度端点值应匹配毛管力曲线对纯油区可以忽略，但对过渡带必须考虑初始（t=0）的压力、含油饱和度分布.初始压力，压力平衡化算法.初始含油饱和度，直接赋值•初始数据动态资料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）5.油水井别，调整井位示意图基本数据资料动态资料6.油井生产数据报表：日产油、日产液、日产气、日产水综合含水压力累积产油、累积产气、累积产水、累积产液7.注水井生产数据报表：日注水量累积注水量基本数据资料动态资料8.区块综合生产数据统计报表：日产油、日产液、日产气、日产水综合含水采出程度压力累积产油、累积产气、累积产水、累积产液日注水量累积注水量基本数据资料输入各生产阶段每口井的生产动态数据生产动态数据指各生产井及注水井在各个开发时刻的日油量，日水量，含水率，油气比，井底压力，井口压力，日注量等数据，并将这些数据按一定时间步长整理，做成一系列时间卡，按定产条件进行输入，若有的井与其它层位进行合采合注的，应视具体情况进行劈产劈注。对各井进行的措施也应给以考虑，各井射孔位置、日期，补孔记录，压裂堵水记录，大修记录等各项措施记录。•测压资料•出油剖面、吸水剖面•见水日期、层位、来水方向等•其它有关数据供历史拟合时参考1什么是油藏数值模拟？2油藏数值模拟软件介绍3油藏数值模拟能干些什么？4油藏数值模拟研究步骤如何？5CMG操作简介数值模拟数据文件（前处理建模）历史拟合结果分析（后处理）动态预测开发报告编写每一步的目的？CMG主界面CMG所包括模块数据文件建立模块黑油模型模块组分模型模块三维立体显示模块自定义平面图显示模块自定义表表输出模块热采和化学驱模块相态及流体性质计算模块转换模块SectionContent1I/OControlSection名字、输入输出单位、各控制参数等。2ReservoirDescription网格数目、井口半径、深度、孔隙度、ijk方向渗透率、有效厚度等。3ComponentProperties选择模式、PVT参数（油气水三相密度、粘度、体积系数）、油气水岩石的压缩系数等4Rock-FluidProperty油水、气水相对渗透率曲线5InitialCondition饱和度、泡点压力、参考压力、参考深度、油水、气水界面深度。6NumericalControl数值模式选择、最大最小生产时间。7WellData生产时间、井的类别、生产流体、最大产量、最小井底流压、表皮系数、射孔位置、射孔时间。InputDataFile详细介绍总体结构数据文件讲解INPUT/OUTPUTCONTROLGRIDANDRESERVOIRDEFINITIONFLUIDDEFINITIONS模型输入输出控制网格划分及油藏参数特征流体特征ROCK-FLUIDPROPERTIES岩石和流体的流动性质INITIALCONDITIONS油藏初始条件NUMERICALCONTROLRECURRENTDATA动态数据总体结构数据文件讲解数值计算控制INPUT/OUTPUTCONTROL的基本数据数据文件讲解1.模型标题2.单位：SIFieldModsiLab3.输入输出参数设定GRIDANDRESERVOIRDEFINITION的基本数据数据文件讲解1.网格划分2.网格大小3.孔、渗等岩石属性：*CON*KVAR*ALL4.属性修改5.分区性质6.岩石压缩性网格及模拟层的划分•模拟区域的选择明确数模所研究的区域，确定模拟的范围，井数、层位和数模的时间长短•模拟层的划分纵向上进行网格划分，也就是确定数模的层位和层数，数模时所考虑的层位与生产层位有较大区别，在划分时应考虑以下几点：①在能够说明问题的前提下，尽量少用纵向网格，因为纵向层数对网格节点数影响较大②对层间有较厚隔层，分隔状况良好的生产层位，应适当进行分开划分，以准确描述其层内流体分布；对有一定隔层，但分隔不明显，且大面积连通的层位可考虑将两层合并处理；对分布较小的小砂体，且与其它层位储量差别比较大的小层，可考虑将其平加到其相邻层位上去，这样对结果影响不大③对层位较厚的大层，由于韵律性不同，层内流体分布不同，应将其分开。上下层之间的联系靠垂向渗透率来控制，一般取平面渗透率的1/5到1/10.网格划分原则网格划分包括两个方面：网格方向及网格