稠油热采数值模拟技术.ppt

稠油热采数值模拟技术 稠油热采数值模拟技术 热采数值模拟技术概述 热采数值模拟技术发展 个人计算机的发展 热采数值模拟软件发展 热采油藏模拟软件的主要功能 热采数值模拟配套技术 稠油热采基础 热采油藏模拟的基本数学方法 热采数值模拟主要内容 稠油热采数值模拟主要输入参数 个人计算机的发展 浮点运算速度变化 P3/1.0GHz的速度是1 P4/3.0GHz的速度是3.4 热采数值模拟软件发展 始于二十世纪七十年代 八十年代，热采数值模拟技术研究的主要方向是：针对蒸汽吞吐和蒸汽驱，研究注蒸汽过程中水蒸汽过泡点时数值模型解法的稳定性。研究不同网格排序的解法，提高计算速度，软件应用于稠油热采项目。 九十年代，热采模拟增加了多组分模型功能：如热采加化学添加剂；增加了自适应隐式解法、双孔双渗模型、水平井模拟等。增加了前、后处理功能：包括动态曲线、3维场图。 近年，热采数值模拟又增加了角点网格、井筒离散、泡沫油、出砂冷采等模拟功能。前后处理更加完善、实用。 井筒数值模拟技术也从利用计算器计算，发展到计算机模拟计算水平，目前也有良好的用户界面、简单实用的曲线输出功能 热采油藏模拟软件的主要功能 三维、三相、多组份 直角坐标、柱坐标 模拟蒸汽吞吐、蒸汽驱过程 考虑热采的主要特性 注汽井、生产井 注入不同压力（温度）、干度的水蒸汽 原油的粘温特性 蒸汽吞吐过程中相渗曲线的变化 顶底盖层及隔夹层的吸热、散热问题 油藏温度场、粘度场、饱和度场变化 边井、角井网格修正 蒸汽吞吐一周期示意图 蒸汽驱过程示意图 热采油藏模拟软件的附加功能 注蒸汽加添加N2、CO2 注蒸汽加泡沫剂Foam 分散组份：凝胶、聚合物、碱化物 边底水模型 泡沫油Foamy 井筒离散化的水平井 角点网格 局部网格加密 热采数值模拟配套技术 热采数值模拟前处理主要功能 网格生成 岩性数据 相渗数据及其随温度变化 相渗曲线自动光滑 PVT数据 确定求解方法 井定义 完井及射孔层位定义 动态数据：注入数据、生产数据、生产条件 历史拟合数据 热采数值模拟配套技术 热采数值模拟后处理主要功能 生产动态曲线 3D模拟场图 旋转、切片、联井剖面 图形模板 多井动态曲线 多场图显示 图形输出 单图输出 图形动态输出（avi格式） 稠油热采数值模拟技术 热采数值模拟技术概述 稠油热采基础 粘温关系 汽驱残余油 饱和水蒸汽特性 热采油藏模拟的基本数学方法 热采数值模拟主要内容 稠油热采数值模拟主要输入参数 稠油热采数值模拟基础 稠油粘温关系 ASTM粘温坐标系 稠油粘度的温度敏感性： 在高粘度区：一般温度升高10℃，粘度下降约50％ 含气稠油粘度变化 1、 2、 3、 油水粘度比大 汽驱残余油 汽驱残余油与温度有关，0.15 相渗曲线随温度变化 水蒸汽热物性 饱和温度、饱和压力、热焓、比容、 干度 吞吐相渗曲线 饱和水蒸汽温度、压力关系曲线 饱和水蒸汽热焓变化图 饱和水蒸汽比容变化图 饱和水蒸汽干度变化与热焓变化关系图 稠油热采数值模拟技术 热采数值模拟技术概述 稠油热采基础 热采油藏模拟的基本数学方法 基本假设 基本方程 方程组求解 热采数值模拟主要内容 稠油热采数值模拟主要输入参数 热采油藏模拟的基本数学方法 基本假设 油藏内油、气、水三相流动，流动满足达西定律。 流体由三相（油、气、水）和多个组份（水、死油、轻质油、气等）组成。油相中含有死油、轻质油组份；水相、气相中含有水组份；任一组份在相间分配关系服从相平衡原理。 油藏内的渗流为不等温渗流过程，温度影响着原油的粘度以及油、气、水三相相对渗透率曲线。 流动过程中的热量通过传导、对流、辐射等三种方式实现热传递。 热采油藏模拟的基本数学方法 基本微分方程 质量守恒方程 流入质量 - 流出质量 + 源/汇产生的质量 = 质量的变化 能量守恒方程 单位时间净流入单元体的能量 + 由传导和辐射净传递的能量 + 源/汇产生的能量 - 向盖、底层散失的能量 = 单元体内能的变化量 约束方程 饱和度约束方程：So+Sw+Sg=1 组份约束方程、辅助方程 定解条件 边界条件、初始条件 微分方程和求解变量说明 差分方程组 差分方程组的形成：微分方程离散化，采用块中心网格、五点或九点差分格式 差分方程的线性化：自适应隐式方法和全隐式方法求解 线性方程组的求解 稠油热采数值模拟技术 热采数值模拟技术概述 稠油热采基础 热采油藏模拟的基本数学方法 热采数值模拟主要内容 建立数学模型 生产动态历史拟合 开采方式敏感性分析 数值模拟开发效果预测 稠油热采数值模拟主要输入参数 热采数值模拟主要内容 建立数学模型 单井模型 井组模型 试验区模型 全油藏模型 建立数学模型 井组模型 对角网格、平行网格 边部网格修正 边井、角井生产曲线