利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采

第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采1利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采2一、通过BUILDER创建页岩气“SHALEGAS”模型1.1打开BUILDER启动Builder（在CMGLauncher中双击BUILDER图标）。1.1.1选择以下选项：•GEM模拟器，FIELD单位，DUALPERM，GilmanandKazemi形状因子。•开始日期2000-01-01。1.1.2点击两次OK。1.2创建油藏描述数据1.2.1在树状图点击Reservoir标签，然后点击按钮，并选择CreateGrid和Cartesian...。1.2.2输入以下内容：在网格对话框中输入I方向为55，J方向为55，K方向为10，在I方向对话框中输入55*50，用作指定一个常数,表示I方向上所有55个网格长度均为50ft，在J方向对话框中输入55*50，表示J方向上所有55个网格长度均为50ft。选择OK。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采31.2.3在昀左边菜单点击（指针模式）按钮。1.2.4屏幕顶部中间的SpecifyProperty和CalculateProperty按钮现在应是可选的，点击SpecifyProperty，并输入以下值（注意：单位会被自动应用）：GridTop–950ftforlayer1GridThicknes–30ftforalllayersMatrixPorosity–0.03forwholegridFracturePorosity–0.001forwholegridMatrixPermeabilityI,JandK–0.0001forwholegridFracturePermeabilityI,JandK–2E-5forthewholegrid(假定裂缝传导率为0.001md.ft，那么有效的渗透率将为0.001md.ft/50ft)。FractureSpacingIandJdirection–50ftand0ftforKdirectionwholegrid。ImplicitFlag–对裂缝油藏，我们应该用一种全隐式计算方法而不是默认的自适应隐式方法。将ImplicitFlagformatrixandfracture设置为3。1.2.5点击两次OK到CalculateProperty。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采41.2.6Reservoir标签下双击RockCompressibility，对基质和裂缝，在rockcompressibility对话框中输入1.00e-61/psi，referencepressure对话框中输入2500psi。点击OK。Builder自动应单位。这时Reservoir部分会出现绿色对勾。1.2.7现在保存文件。点击File并选择SaveAs。保存文件为“ShaleGasmodel.dat”。1.3创建组分属性数据1.3.1在Components标签处点击，并选择Model。1.3.2选择Peng-Robinson，转到ReservoirTemperature标签并设置油藏温度为100F。1.3.3这有一个选项可以修改水属性或采用默认值。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采51.3.4点击OK。1.3.5回到Components标签，并转到Add/EditComponents。1.3.6AddanEOSSet并转到Add/EditComponents在组分库里选择CH4。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采61.3.7在组分库中选择CH4。1.3.8现在我们有模拟纯CH4必须的状态方程参数，我们可以添加其它气体组分，但在这个练习中不需要。1.3.9你会发现油藏部分会再一次变红，这是由于没有定义气体的摩尔组成，当我们定义初始化部分时这里会被自动完成。1.3.10对CH4添加气相基质-裂缝扩散信息。在Componentproperties树状图上双击“Gasphasediffusionconstants(DIFFC-GAS)”。输入以下扩散参数。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采71.4创建相对渗透率数据1.4.1在RockFluidsection处点击Create/EditRockTypes。1.4.2点击按钮选择NewRockType。1.4.3选择Tools和GenerateTableusingcorrelation。1.4.4输入如下图所示参数：1.5指定气体的吸附数据在煤层气练习中，气体吸附数据已经通过Builder的QuickCBMSetup功能导入，用户可以运用相同的快速CBM向导输入等温线数据或通过“specifyproperty”选项输入。但是，当运用快速CBM向导时，需要注意在基质中“COAL-DIF-TIMEorCOAL-DIF-COMP”表示没有达西流动，因此这些关键字需要从数据文件中删除并替换为“Diffusion”关键字。在本次练习中，我们将用到Builder中“Reservoir”部分的数据输入功能。我们需要提供朗格缪尔吸附等温线模型和岩石密度的数值。点击SpecifyProperty并输入以下值（注意：单位会被自动应用）：第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采8•MaximalAdsorbedMass(CH4)–Matrix-0.10gmole/lb(167scf/ton)(ADGMAXC)(forunitconversion,refertotheslidesintheCBMsection).•MaximalAdsorbedMass(CH4)-Fracture–0.0gmole/lb•LangmuirAdsorptionConstant(CH4)-Matrix–0.0021/psi(ADGCSTC)•LangmuirAdsorptionConstant(CH4)-Fracture–0.0021/psi•RockDensity–120lbm/ft31.6创建初始条件部分1.6.1在顶部菜单栏选择InitialConditions并点击InitializationSetting。1.6.2选择Water_Gas作为油藏初始流体，来完成垂直深度平均重力-毛细管平衡计算。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采91.6.3转到Init.RegionParameters标签，输入如下的压力、组分、和气水界面。ReferencePressure=2500psiReferenceDepth=1050ftWater-GasContact=1500ftGascapmolefraction(ZGAS)=11.7井和动态数据部分1.7.1我们将在第5层沿着I方向从22285到40285钻一口水平井。在树状图中，右键点击Wells并选择New。这将允许你钻一口新井。命名为“Horizontal”，并选择井类型为“PRODUCER”。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采101.7.2点击Constraints标签并选中ConstraintDefinition对话框。1.7.3在selectnew下方（在表格中的约束列）选择OPERATE。然后选择STGsurfacegasrate，MAX，2E06scf/d，CONTREPEAT。1.7.4重复昀后一步来添加另一个约束条件，输入：BHPbottomholepressure，MIN，500psi，CONTREPEAT。1.7.5点击OK。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采111.7.6在树状图展开Wells和Horizontal，并双击2000-01-01PERF。1.7.7现在应该在General标签下，由于水平井是沿着I方向的，将默认的K方向改为I方向以便来计算正确的井指数。1.7.8转到Perforations标签。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采121.7.9通过鼠标添加射孔，点击按钮，如果“WellCompletionsData”界面遮住井位置“22285”及“40285”，你可以将这个界面移动到一边，再进行射孔。也可以采用点击按钮，并手动输入井位置（22:40285）来射孔。1.7.10点击Wells&Recurrent标签并双击Dates。1.7.11点击转到Addarangeofdates。选择From：2000-01-01，To:2005-01-01。对出现对话框点击两次OK。选择步长为一个月。1.7.12在setSTOP列，点击2005-01-01，所以模拟器在此日期处停止。点击Close。1.7.13点击OK。所有部分都会出现greencheckmark。1.7.14保存数据。1.8输入输出控制1.8.1在树状图中点击I/OControl。1.8.2双击TitlesAndCaseID。1.8.3输入“ShaleGasReservoir”，点击OK。1.8.4双击SimulationResultsOutput。1.8.5点击Select按钮转到selectgridvariables。我们现在通过选中“AdsorbedMassFractionof‘CH4”来选择输出吸附气。这个选择将提供几项与气体吸附有关的信息，这些信息将在后处理里看到。并且，选择“Permeability第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采13ineachdirection”，点击两次OK并保存数据。1.8.6如下图所示更改“InitialReservoirtoAllVariables”：1.8.7保存数据。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采14二、运行GEM模型在CMGLauncher下拖拽数据“ShaleGasModel.Dat”到GEM图标上运行数据。2.1选择SubmittoScheduler并点击OK。2.2GEM运行过程中创建的新文件包括：a．ShaleGasModel.out，一个包含模拟器输出的“printer”格式的ASCII文件。b．ShaleGasModel.irf，是一个ASCII文件，与“ShaleGasModel.mrf”文件一起用于RESULTSGraph，RESULTS3D和RESULTSReport显示和输出（注意：文件夹中保存*.irf和*.mrf文件）。c．ShaleGasModel.mrf，一个包含模拟器输出的二进制文件。d．ShaleGasModel.log，一个包含运行信息的ASCII文件。2.3选择当前运行文件并选择ViewLogfile，可以查看当前正在运行的log文件。第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采152.4如果模型异常中止，通过*.log文件找出原因。如果是ArrayDimensioning错误，转到I/Osection;选择RunTimeDimensioning并增加数组维数。两种常见数组维数可以被改变，如下所示：三、人工裂缝页岩气模型注意：为了比采用表皮因子更加准确的模拟裂缝，用户需要进行局部网格加密，得到垂直于裂缝方向的较窄的网格块。“HydraulicallyFracturedWellsWizard”可以自动完成这个乏味的工作并执行局部网格加密(LGR)以使网格大小接近实际裂缝宽度。由于在模拟器中昀小网格宽度不能小于井筒半径，因此昀小网格宽度（例如裂缝网格）会象征性地设置为1英尺，其它裂缝参数会适当的调第二十九期：利用CMG-GEM组分模拟器模拟页岩气开采16整来达到一个无量纲的裂缝传导率理想值。你可以在笛卡尔和角点网格创建直井的单一平面垂直裂缝或者水平井的多平面垂直裂缝。作为一个练习，我们将在“ShaleGasModel.dat”井的水平段创建4个垂直裂缝。在I方向的22到40网格块钻一口水平井，接下来假设22,28,34,40节点有人工压裂措施。