油藏数值模拟复习资料.docx

油藏数值模拟：是应用计算机研究油气藏中多相流体渗流规律的数值计算方法，它能够解决油气藏开发过程中难以解析求解的极为复杂的渗流及工程问题，是评价和优化油气藏开发方案的有力工具。油田开发的任务:是从油田的客观实际出发，以最少的投资、采用最合理的速度，获得最高的最终采收率，也就是获得最大的经济效益，油藏数值模拟是达到以上目的较有效的方式。油藏描述：油田开发后对油藏动态的认识，特别强调对剩余油 饱和度的认识，便于提高开发效果。不同于地质上的油藏静态描述。直接观察法456/模拟法7钻观察井：用在勘探初期或油田开发过程中，它可以直接取芯分析油层岩性和物性以及流体性质和在油层中的分布；直接测试：测井、井间地震、试井、井间示踪剂测试等从微观孔隙结构到宏观井间连通开辟开发实验区：油田开发初期为了达到某种目的（如提高采收率），要在油田内部选择一个有代表性的地区进行试验。如大庆的小井距进行单层注水和各种提高采收率的方法的试验等；优点：1、直观(看得见，摸得着) ； 2、准确。缺点：1、有一定局限性，范围小；2、成本高，周期长；3、不能重复进行。模型基本上有两种，一类是你摸得着的物理模拟，另一类是你不摸着数学模拟。物理模拟：相似模型、单元模型数学模拟：水电相似模型、解析模型和数值模型。水电相似：多孔介质中的渗流过程与导电介质中电的流动过程， 相似的原理来进行模拟研究，应用越来越少。数值模型：是一种离散化的近似方法，常用的方法是有限差 分方法。数值方法求得的解不是一个数学函数关系式，而是分布在足够多的点上的一系列函数值。逼近近似解，使复杂的偏微分方程的求解成为可能。目前已经建立了功能强大的软件并在油气田开发中得到广泛的应用—— 油藏数值模拟。优点：能重复开发，可以进行所谓的“多次开发”；可以在短期内进行“开发”；成本相对比较低;可以模拟各种非均质条件和开发要求，避免了直接观察法的缺点。结果可以直接用于油田开发。缺点：间接模拟的基础在于油藏描述和生产动态，若油藏参数和生产数据不准确，将导致模拟的误差模型本身有一定的假设条件，与实际油藏有一定的误差。受计算机计算能力的限制(对数值模拟而言)油藏描述概念（教材P7）油藏数值模拟的用途：油藏描述；驱替机理和渗流规律；动态预测；在油气田开发各个不同阶段中的作用：1、油田开发前期评价阶段、：评价藏经济开采的可行性，并进行油田开发的初步方案规划。2、油田开发方案编制阶段：明确并优化油田的开发指标，包括注采井网的形式、采油速度、转注时机、层系的划分等，结合经济评价确定最合理的开发方式。3、油藏管理及油田开发方案调整阶段：对已实施的开采过程做历史拟合，综合地质研究，修正对油藏的认识，然后模拟计算不同调整方案的效果（井网调整、层系调整、调剖堵水等），以便从技术、经济角度选择最优方案。4、油田开发后期提高采收率阶段：提高采收率方法主要指化学驱、热采、混相驱等。开采后期要特别重视实验室和现场试验的资料。油藏数值模拟内容：数学模型—数值模型（离散-线性方程组-求解）—计算机模型油藏数值模拟的主要步骤：一、明确油藏工程问题、二、选择模型、三、模拟策略方法、四、资料输入与数据的检查、五、灵敏度试验、六、历史拟合、七、动态预测、八、经费预算、九、报告的形成。收敛性：对于一个差分格式，当空间步长和时间步长都趋于0时，差分方程的解趋于原微分方程的解，则该差分格式收敛，否则不收敛。直角坐对于一个差分格式，当空间步长和时间步长都趋于0时，差分方程的解趋于原微分方程的解，则该差分格式收敛，否则不收敛。标系中单相流的数学模型：质量守恒定律（连续性原理）：在地层中任取一个微小的单元体，在单元体内若没有源和汇存在，那么包含在单元体封闭表面内的流体质量变化应等于同一时间间隔内流体流入和流出质量之差Lax等价理论： 对于一个相容逼近于原微分方程的差分方程来说，稳定性是 收敛性的必要和充分条件，或者说收敛性和稳定性是等价的拟组分划分方法：把不同碳原子数的分子（具有相似或相近的物理性质，如沸点密度粘度等）组合在一起形成一个拟组分或假组分。由此而形成的模型称为拟组分模型或有限组分模型1、微规模-油藏孔隙尺度：意义：从原理上优选提高采收率方法，但是对油田生产没有直接指导意义。2、小规模-岩心尺度意义：油水运动的基本机理，了解油水分布的基本特征，仅仅反映井点附近，并没有考虑实际地层大尺度范围上的非均质性。对油田生产也只是具有宏观的指导意义。3、大规模-井组：意义：可以直接指导油藏生产。4、宏规模-油藏级别：意义：分析油藏整体指标，不涉及分布特征质量守恒方程：将运动方程带入连续性方程，得： 即：体积系数B和密度 ρ 之间的关系： 其中：即为三维单相可压缩流体的数学模型。建立差分方程约定