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1、中国石油天然气股份有限公司青海油田公司中国石油天然气股份有限公司青海油田公司2009.05油藏数值模拟实用技能培训Applied RESERVOIR NUMERICAL SIMULATIONn确定井位，优化井网确定井位，优化井网n确定开发方式确定开发方式n确定开采速度，保持长期稳产高产确定开采速度，保持长期稳产高产n寻找油气田开发中后期剩余储量的富集区域，确定调整方案寻找油气田开发中后期剩余储量的富集区域，确定调整方案 合理开发油气藏，提高采收率技术方法技术方法n类比类比n经验经验n油藏工程油藏工程n数值模拟数值模拟n物理模拟物理模拟n开发实验开发实验n 定义：定义：“在数学模型（计算机软件及

2、数据体）上再现真实油田的生产动态在数学模型（计算机软件及数据体）上再现真实油田的生产动态”n 技术原理：通过建立渗流力学方程，借用大型计算机，结合地震、地质、测技术原理：通过建立渗流力学方程，借用大型计算机，结合地震、地质、测井、油藏工程等方法，在建立的地层三维属性参数场中，对数学方程进行求井、油藏工程等方法，在建立的地层三维属性参数场中，对数学方程进行求解，解，模拟模拟油气的复杂开发过程，油气的复杂开发过程，再现再现油气田的生产历史，油气田的生产历史，预测预测未来的开发动未来的开发动态，提高油气藏的开发效益态，提高油气藏的开发效益n 技术关键：技术关键：仿真、预测、可视仿真、预测、可视n 仿

3、真：可多次仿真：可多次“开发开发”油气田，寻求最优开发方案，避免决策失误油气田，寻求最优开发方案，避免决策失误n 预测：短期内模拟开发油气田，分析不同方案的动态，降低开发试验成本预测：短期内模拟开发油气田，分析不同方案的动态，降低开发试验成本n 可视：通过可视化技术，深入到油藏内部，观察每个参数随时间的变化可视：通过可视化技术，深入到油藏内部，观察每个参数随时间的变化n 3030年代：开始研究地下流体的渗流规律，并将理论方法用于油田开发年代：开始研究地下流体的渗流规律，并将理论方法用于油田开发n 5050年代：在模似计算的方法上取得了较大进展年代：在模似计算的方法上取得了较大进展n 6060年

4、代：开始用计算机解决油气田开发上的一些简单间题，当时的计算机速年代：开始用计算机解决油气田开发上的一些简单间题，当时的计算机速度只有每秒度只有每秒几万几万- -几十万几十万次，只能做些简单的科学运算次，只能做些简单的科学运算n 7070年代：计算机快速升级，带动了油藏数值模拟的迅猛发展，计算速度达到年代：计算机快速升级，带动了油藏数值模拟的迅猛发展，计算速度达到每秒每秒100-500100-500万次万次，内存增至，内存增至1616兆字节。黑油模型日趋成熟，已能解决中小兆字节。黑油模型日趋成熟，已能解决中小型油藏的模拟问题型油藏的模拟问题n 8080年代：油藏数值模似技术飞跃进步，计算方法及软

5、件迅猛发展，超级向量年代：油藏数值模似技术飞跃进步，计算方法及软件迅猛发展，超级向量机诞生，计算机速度达到机诞生，计算机速度达到亿亿- -几十亿次几十亿次，内存高达，内存高达10-2010-20亿字节亿字节n 9090年代：油藏模似软件的各模块功能迅速发展，体现为向年代：油藏模似软件的各模块功能迅速发展，体现为向一体化一体化方面发展，方面发展，出现了集地震、测井、钻井工程、完井工程、油藏工程、采油工程、压裂酸出现了集地震、测井、钻井工程、完井工程、油藏工程、采油工程、压裂酸化措施工艺及地面集输、经济评价等为一体的大型软件化措施工艺及地面集输、经济评价等为一体的大型软件n 黑油模型：已被广泛用于

6、各种常规油气藏的模拟黑油模型：已被广泛用于各种常规油气藏的模拟n 裂缝模型：用来模拟灰岩、花岗岩、凝灰岩和变质岩裂缝性油气藏开发裂缝模型：用来模拟灰岩、花岗岩、凝灰岩和变质岩裂缝性油气藏开发n 组分模型：用于凝析气藏、轻质油和挥发油藏的开发设计和混相驱组分模型：用于凝析气藏、轻质油和挥发油藏的开发设计和混相驱n 热采模型：用于稠油油藏蒸气吞吐、蒸汽驱和就地燃烧的设计热采模型：用于稠油油藏蒸气吞吐、蒸汽驱和就地燃烧的设计n 化学驱模型：用于在注入水中添加聚合物、表面活性剂、碱等各种化学化学驱模型：用于在注入水中添加聚合物、表面活性剂、碱等各种化学剂进行三次采油提高采收率的计算和设计剂进行三次采油

7、提高采收率的计算和设计n 向量算法、预处理共轭梯度法，使模拟过程更快速、更有效（向量算法、预处理共轭梯度法，使模拟过程更快速、更有效（3 3天天1 1小时）小时）n 不规则网格、混合网格、自适应网格，更好地处理了复杂的几何形状不规则网格、混合网格、自适应网格，更好地处理了复杂的几何形状n 多重网格法、混合有限元法、流线法，正逐步完善和发展多重网格法、混合有限元法、流线法，正逐步完善和发展n 并行处理技术，给大中型油气田的数模工作带来了生机并行处理技术，给大中型油气田的数模工作带来了生机实际油藏数学模型数值模型计算机模型数值模拟模型连续性方程连续性方程假设条件假设条件初始条件初始条件边界条件边界

8、条件离散化离散化线性化线性化迭代求解迭代求解程序化设计程序化设计编写计算机代码编写计算机代码误差分析误差分析零流量检验零流量检验渗流机理渗流机理开采机理开采机理模拟目标模拟目标网格划分网格划分地质、流体、生产数据输入地质、流体、生产数据输入模拟计算模拟计算计算结果分析计算结果分析编写成果报告编写成果报告成果输出)()()()(tzDgzPKzyDgyPKyxDgxPKx2.1 2.1 三维单相三维单相2.2 2.2 一维油水两相一维油水两相)()()()(wwwwwwrwwoooooorooStAqxDgxPKKAxStAqxDgxPKKAx* * 定解条件、辅助方程略定解条件、辅助方程略2.

9、32.3 二维气水两相二维气水两相)()()(ggggggrgggggrggStHqyDgyPKKHyxDgxPKKHx)()()(wwwwwwrwwwwwrwwStHqyDgyPKKHyxDgxPKKHx2.42.4 组分模型组分模型)(wwiwooioggigiwwwrwwiwOoorooiggggrggigSCSCSCtqDgPKKCDgPKKCDgPKKC2.5 2.5 黑油模型黑油模型* * 定解条件、辅助方程略定解条件、辅助方程略)()()(oOsoGgGSoooorosoGggGrgBSRBStqDgPBKKRDgPBKKG)()(ooosoooooroBStqDgPBKK)()

10、(wwwswwwwwrwBStqDgPBKKn 气组分气组分n 油组分油组分n 水组分水组分2.62.6 聚合物聚合物- -表面活性剂驱模型表面活性剂驱模型knlkllklkkRDuCtp)()C(1kknlkllnkkkCCSCCpc)1 (11)(1cnkklkllklCKSDuuuSuSDKljlilTLijlTijklkllll油气藏数值模拟油气藏数值模拟渗流力学渗流力学数学物理方程数学物理方程计算方法计算方法石油地质石油地质储层描述储层描述油层物理油层物理油藏工程油藏工程计算机工程计算机工程钻井工程钻井工程采油工程采油工程风险概率风险概率经济评价经济评价软件研发软件研发渗流机理渗流机

11、理优化方案优化方案开发机理开发机理工程运用工程运用调整方案调整方案提高采收率提高采收率剩余油分布剩余油分布计算机软件计算机软件计算机硬件计算机硬件GUI设计设计知识集成知识集成4.1 4.1 概念模拟概念模拟- 采用平均油藏参数，代表局部区域采用平均油藏参数，代表局部区域- 常用于敏感性分析或机理研究，模拟结果具有普遍指导意义常用于敏感性分析或机理研究，模拟结果具有普遍指导意义4.2 4.2 实际模拟实际模拟- 特定某一个油藏或储层单元、井组特定某一个油藏或储层单元、井组- 非均质油藏参数，结果没有普遍意义非均质油藏参数，结果没有普遍意义- 用于具体某个油藏的开发方案优选及其开发效果预测用于具

12、体某个油藏的开发方案优选及其开发效果预测概念模拟：韵律层对水锥的影响概念模拟：韵律层对水锥的影响实际模拟：某气藏边水推进动态研究实际模拟：某气藏边水推进动态研究5.1 5.1 单井模拟单井模拟- 通常用通常用r-zr-z坐标系坐标系- 评价各种完井措施、预测直井的锥进动态、数值试井评价各种完井措施、预测直井的锥进动态、数值试井单井模型网格示意图5.2 5.2 剖面模拟剖面模拟- 通常用通常用x-zx-z坐标系坐标系- 研究与重力有关的问题，如：水驱、气驱的纵向动态研究与重力有关的问题，如：水驱、气驱的纵向动态5.3 5.3 井组模拟井组模拟- 考虑一个典型的注采单元，二维或三维考虑一个典型的注

13、采单元，二维或三维- 跟踪井组单元内的驱替前缘、驱替效率研究跟踪井组单元内的驱替前缘、驱替效率研究5.45.4 全油田模拟全油田模拟- 考虑参与渗流的整个生产区域，包括油藏、井筒考虑参与渗流的整个生产区域，包括油藏、井筒- 模拟全油藏的整体开发规律模拟全油藏的整体开发规律利用井组概念模型，进行鱼骨刺分支水平井注采井网开发效果研究6.1 6.1 零维模型零维模型- 也叫物质平衡方程也叫物质平衡方程- 不能区分任何方向的流动不能区分任何方向的流动- 计算原始地质储量、预测全油田产量、估算水侵量及确定整个开计算原始地质储量、预测全油田产量、估算水侵量及确定整个开采时间内油藏平均压力及平均饱和度变化等

14、采时间内油藏平均压力及平均饱和度变化等6.2 6.2 一维模型一维模型- 考虑流体在一个方向的流动考虑流体在一个方向的流动- 用于实验室岩芯驱替的模拟研究用于实验室岩芯驱替的模拟研究6.3 6.3 二维模型二维模型- 包括单井模型（包括单井模型（r-r-）、剖面模型（）、剖面模型（x-zx-z）和全油田模型）和全油田模型(x-y)(x-y)- 用于研究开发机理用于研究开发机理零维模型一维线性模型（X）一维径向模型（R）二维径向模型（R-）二维剖面模型（X-Z）二维平面模型（X-Y）6.4 6.4 多层二维模型多层二维模型- - 由几个平面二维模型组成由几个平面二维模型组成-各层在整个油藏中处于

15、不连通状态，但由于合采或合注而在井筒中连通各层在整个油藏中处于不连通状态，但由于合采或合注而在井筒中连通-用于模拟各种合采措施、修井、二次完井用于模拟各种合采措施、修井、二次完井6.5 6.5 三维模型三维模型- - R-R- -Z-Z用于单井动态的模拟研究用于单井动态的模拟研究- - X-Y-ZX-Y-Z三维模型用于全油藏的模拟研究三维模型用于全油藏的模拟研究三维径向模型（R-Z）三维全油藏模型（X-Y-Z）多层二维模型（X-Y-Z）(3,1,1)(4,3,2)(4,2,2)(2,1,2)k=2k=1i=1i=2i=3i=4j=1j=2j=3ijk7.1 7.1 常规网格系统常规网格系统k=

16、1k=2k=3k=41drdr2dr3d1直角坐标网格系统直角坐标网格系统径向坐标网格系统径向坐标网格系统7.27.2 非常规网格系统非常规网格系统局部加密网格系统局部加密网格系统混合网格系统混合网格系统8.1 8.1 根据流体分类根据流体分类（1 1）黑油模型）黑油模型8.2 8.2 根据储集根据储集- -流动介质分类流动介质分类- - 单孔单渗（基岩孔隙存储，基岩内渗流）单孔单渗（基岩孔隙存储，基岩内渗流）-双孔单渗（基岩孔隙和裂缝存储，从基岩流向裂缝，从裂缝流向井）双孔单渗（基岩孔隙和裂缝存储，从基岩流向裂缝，从裂缝流向井）-双孔双渗（基岩孔隙和裂缝存储，基岩和裂缝都参与渗流）双孔双渗（

17、基岩孔隙和裂缝存储，基岩和裂缝都参与渗流）（2 2）组分模型）组分模型（3 3）热采模型）热采模型- - 简单的相态（油简单的相态（油- -气气- -水），温度的变化可以忽略水），温度的变化可以忽略- - 用于一次采油、注水、干气注入、聚合物注入用于一次采油、注水、干气注入、聚合物注入- - 复杂的相态，温度的变化可以忽略复杂的相态，温度的变化可以忽略- - 凝析气藏的开发及循环注气凝析气藏的开发及循环注气- CO2- CO2或富气注入或富气注入- - 挥发油挥发油- - 任何相态变化，温度的变化不能忽略任何相态变化，温度的变化不能忽略- - 热力采油，如：蒸汽驱、火烧热力采油，如：蒸汽驱、火

18、烧9.1 9.1 定义定义n 黑油：由黑油：由甲烷甲烷及及重质碳氢化合物组分重质碳氢化合物组分所组成的所组成的低挥发低挥发油油n 黑油模型：描述黑油系统的数学模型黑油模型：描述黑油系统的数学模型n 黑油的烃组分：气组分（黑油的烃组分：气组分（甲烷甲烷）+ +油组分（油组分（重质碳氢化合物重质碳氢化合物）n 黑油系统的相：油相、气相、水相黑油系统的相：油相、气相、水相9.2 9.2 特点特点n 黑油模型是目前油藏模拟中发展最完善，最成熟的模型黑油模型是目前油藏模拟中发展最完善，最成熟的模型n 所有常规油气田的开发问题，都可以用黑油模型来进行模拟所有常规油气田的开发问题，都可以用黑油模型来进行模拟

19、n 也是目前全球应用最为广泛的数值模拟模型也是目前全球应用最为广泛的数值模拟模型9.3 9.3 基本假设基本假设n 等温渗流过程等温渗流过程n 考虑油气水三相，每一相的渗流均遵守达西定律考虑油气水三相，每一相的渗流均遵守达西定律n 油藏烃类中含有油气两个组分油藏烃类中含有油气两个组分- 油组分：大气压下差异分离残存下来的液体油组分：大气压下差异分离残存下来的液体- 气组分：全部分离出来的天然气气组分：全部分离出来的天然气n 油藏烃类中含有油气两相油藏烃类中含有油气两相- 油相：包括油组分和以溶解气方式存在的气组分油相：包括油组分和以溶解气方式存在的气组分- 气相：以自由气方式存在的气组分气相：

20、以自由气方式存在的气组分n 油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的n 油水两相不互溶，气水两相不互溶油水两相不互溶，气水两相不互溶n 岩石微可压缩，渗透率各向异性岩石微可压缩，渗透率各向异性n 流体可压缩，考虑渗流过程中重力、毛管力的影响流体可压缩，考虑渗流过程中重力、毛管力的影响10.1 10.1 定义定义n 以烃类体系的自然组分为基础，建立各个组分的质量守恒方程，以烃类体系的自然组分为基础，建立各个组分的质量守恒方程，而形成的数学模型而形成的数学模型10.2 10.2 特点特点n 数学模型中，对烃类体系的每个自然组分的数学模型中，对烃类体系的每个自然组分的PV

21、TPVT性质、相态特征和相平性质、相态特征和相平衡计算，都是分别用状态方程来完成的衡计算，都是分别用状态方程来完成的n 描述各种凝析气藏（带油环、不带油环、有边底水等）的开发全过程描述各种凝析气藏（带油环、不带油环、有边底水等）的开发全过程n 描述油气两相中各个组分的瞬间变化描述油气两相中各个组分的瞬间变化n 计算井流物中重质组分含量的变化计算井流物中重质组分含量的变化n 计算在给定的分离条件下可以获得的凝析油量等计算在给定的分离条件下可以获得的凝析油量等n 模拟循环注气、注干气、注氮、注模拟循环注气、注干气、注氮、注CO2CO2、混相驱的工作机理和开采效果、混相驱的工作机理和开采效果10.3

22、 10.3 基本假设基本假设n 等温渗流过程等温渗流过程n 储层内的油气水三相流动均服从达西定律储层内的油气水三相流动均服从达西定律n 油气体系存在油气体系存在N N个组分个组分n 各个组分在渗流过程中会发生相间传质，但相平衡是瞬间完成的各个组分在渗流过程中会发生相间传质，但相平衡是瞬间完成的n 水组分为独立相，不参与油气相间传质水组分为独立相，不参与油气相间传质n 考虑岩石的压缩性和渗透率的各向异性考虑岩石的压缩性和渗透率的各向异性n 考虑重力、毛管力的影响考虑重力、毛管力的影响n 地质特征复杂：裂缝、断层、尖灭、非均质、隔夹层、多层地质特征复杂：裂缝、断层、尖灭、非均质、隔夹层、多层n 油

23、气水关系复杂：多个压力系统、多个油气水界面、油气水间互油气水关系复杂：多个压力系统、多个油气水界面、油气水间互n 流体特征复杂：三维三相、三维四相、复杂的相态变化、多组分流体特征复杂：三维三相、三维四相、复杂的相态变化、多组分n 通过各种措施增加产量和利润，是一个复杂的多因素决策过程通过各种措施增加产量和利润，是一个复杂的多因素决策过程n 存在地质和工程的不确定性，需要进行完备的风险评估存在地质和工程的不确定性，需要进行完备的风险评估n 剩余油以及开发潜力的分析是一个基于时间和空间的过程剩余油以及开发潜力的分析是一个基于时间和空间的过程n 油气藏开发是具有高成本的不可逆过程油气藏开发是具有高成

24、本的不可逆过程n 油藏工程方法：物质平衡法、递减分析法、水驱特征曲线法油藏工程方法：物质平衡法、递减分析法、水驱特征曲线法- 无法考虑复杂储层的地质特征与流体变化特征无法考虑复杂储层的地质特征与流体变化特征- 无法考虑井史的时间效应无法考虑井史的时间效应- 无法考虑多层、多井、复杂流体分布的综合效应无法考虑多层、多井、复杂流体分布的综合效应n 概率分析方法：不确定性大概率分析方法：不确定性大n 不稳定试井：具有多解性不稳定试井：具有多解性n 物理模拟实验：时间长物理模拟实验：时间长n 小区块现场试验：投资大小区块现场试验：投资大n对于初期开发方案的模拟对于初期开发方案的模拟- - 选择合理的开

25、发方式；如：枯竭开采、注水开发等选择合理的开发方式；如：枯竭开采、注水开发等- - 选择合理的井网、开发层系、确定井位选择合理的井网、开发层系、确定井位- 选择合理的注采方式、注采比选择合理的注采方式、注采比- 对油藏和流体性质的敏感性进行研究对油藏和流体性质的敏感性进行研究n对于已开发的油田对于已开发的油田- 核实地质储量，确定主要驱替机理（天然气驱、注水开发）核实地质储量，确定主要驱替机理（天然气驱、注水开发）- 落实油藏和流体特性中不确定的因素落实油藏和流体特性中不确定的因素- - 提出问题、潜力所在区域提出问题、潜力所在区域- 剩余油饱和度分布规律的研究剩余油饱和度分布规律的研究- 提

26、出调整加密井的设想提出调整加密井的设想n能提供时间上和空间上都更加详尽的计算及预测结果能提供时间上和空间上都更加详尽的计算及预测结果n能考虑各种微观和宏观的地质及工程影响因素能考虑各种微观和宏观的地质及工程影响因素n小到一段岩芯，大到数百平方公里的大型油气藏都能模拟小到一段岩芯，大到数百平方公里的大型油气藏都能模拟n能更加直观、快速地告诉开发决策者各种方案的开发效果能更加直观、快速地告诉开发决策者各种方案的开发效果n比其他工程技术方法需要更多的输入数据比其他工程技术方法需要更多的输入数据n计算精度受数据数量及质量控制，结果具有多解性和风险性计算精度受数据数量及质量控制，结果具有多解性和风险性n

27、输入数据的输入数据的误差误差将导致计算结果的误差甚至是严重将导致计算结果的误差甚至是严重错误错误n考虑因素越是全面、模型越考虑因素越是全面、模型越精细精细，需要输入的数据就会越多，造，需要输入的数据就会越多，造成成误差误差的可能性就会越大。的可能性就会越大。n历史拟合存在多解性、人为性、任意性，过多地依赖于历史拟合存在多解性、人为性、任意性，过多地依赖于经验经验；有；有时为了拟合上动态指标，可能时为了拟合上动态指标，可能错误错误地修改地质模型地修改地质模型n历史拟合历史拟合耗费耗费大量的时间和精力，因此而无法在一定的时间内利大量的时间和精力，因此而无法在一定的时间内利用更多的测试资料（如分层测

28、试资料）进行用更多的测试资料（如分层测试资料）进行精细精细拟合拟合n有些油藏过于有些油藏过于复杂复杂，无法准确计算，只能做，无法准确计算，只能做机理性机理性的描述的描述(1)(1)问题定义问题定义(2)(2)数据检查数据检查(3)(3)模型建立模型建立(4)(4)初始化初始化(5)(5)历史拟合历史拟合(6)(6)动态预测动态预测(7)(7)报告编写报告编写- 根据油田的开发问题，明确油藏数值模拟的目的和要求根据油田的开发问题，明确油藏数值模拟的目的和要求- 根据目标和资料丰富程度，确定研究的空间和时间范围根据目标和资料丰富程度，确定研究的空间和时间范围(1)(1)问题定义问题定义(2)(2)

29、数据检查数据检查(3)(3)模型建立模型建立(4)(4)初始化初始化(5)(5)历史拟合历史拟合(6)(6)动态预测动态预测(7)(7)报告编写报告编写- 分析所收集数据的完整度、准确性、可靠性、一致性分析所收集数据的完整度、准确性、可靠性、一致性- 评价数据质量及其对模拟结果的影响评价数据质量及其对模拟结果的影响- 数据的校正或等效处理数据的校正或等效处理- 提出数据补充、完善计划提出数据补充、完善计划(1)(1)问题定义问题定义(2)(2)数据检查数据检查(3)(3)模型建立模型建立(4)(4)初始化初始化(5)(5)历史拟合历史拟合(6)(6)动态预测动态预测(7)(7)报告编写报告编写

30、- 针对所研究的问题（流体、空间）选择相应的模拟软件针对所研究的问题（流体、空间）选择相应的模拟软件- 设计并建立能够合理反映油藏地质特征及流体渗流特征的设计并建立能够合理反映油藏地质特征及流体渗流特征的网格模型（矩形、径向、混合、动态、粗细）网格模型（矩形、径向、混合、动态、粗细）- 完善动态模型（井位、射孔历史、生产措施历史）完善动态模型（井位、射孔历史、生产措施历史）- 考虑模型规模、精度与效果的协调统一考虑模型规模、精度与效果的协调统一(1)(1)问题定义问题定义(2)(2)数据检查数据检查(3)(3)模型建立模型建立(4)(4)初始化初始化(5)(5)历史拟合历史拟合(6)(6)动态

31、预测动态预测(7)(7)报告编写报告编写- 计算初始条件下油藏压力及流体的分布状况计算初始条件下油藏压力及流体的分布状况- 原始地质储量的拟合原始地质储量的拟合- 零流量物质平衡检验（初始零流量物质平衡检验（初始P、S不变，平衡区间无交换）不变，平衡区间无交换）(1)(1)问题定义问题定义(2)(2)数据检查数据检查(3)(3)模型建立模型建立(4)(4)初始化初始化(5)(5)历史拟合历史拟合(6)(6)动态预测动态预测(7)(7)报告编写报告编写- 从投产开始，计算历史生产时间的产量、含水、压力从投产开始，计算历史生产时间的产量、含水、压力- 对比分析模型计算的生产指标与实际油藏动态的产别

32、对比分析模型计算的生产指标与实际油藏动态的产别- 根据拟合情况和参数的不确定性，调整地质模型参数根据拟合情况和参数的不确定性，调整地质模型参数- 分析油藏动态变化规律及油藏压力、剩余油分布状况分析油藏动态变化规律及油藏压力、剩余油分布状况(1)(1)问题定义问题定义(2)(2)数据检查数据检查(3)(3)模型建立模型建立(4)(4)初始化初始化(5)(5)历史拟合历史拟合(6)(6)动态预测动态预测(7)(7)报告编写报告编写- 在历史拟合满足工程精度条件下，预测未来生产动态在历史拟合满足工程精度条件下，预测未来生产动态- 评价各种开发方案和调整方案评价各种开发方案和调整方案- 评价各种地质不

33、确定性对开发效果的影响评价各种地质不确定性对开发效果的影响- 评价油气藏的极限开采效果评价油气藏的极限开采效果(1)(1)问题定义问题定义(2)(2)数据检查数据检查(3)(3)模型建立模型建立(4)(4)初始化初始化(5)(5)历史拟合历史拟合(6)(6)动态预测动态预测(7)(7)报告编写报告编写- 陈述模型选择的理由，评价输入数据的质量陈述模型选择的理由，评价输入数据的质量- 各种因素对开发效果影响的对比分析各种因素对开发效果影响的对比分析- 详细分析推荐方案的各项预测指标详细分析推荐方案的各项预测指标- 主要结果与结论主要结果与结论- 评价研究的目的是否达到评价研究的目的是否达到 岩芯

34、试验模拟岩芯试验模拟 储层内的渗流机理、开发机理储层内的渗流机理、开发机理 单井模拟单井模拟 连井剖面模拟连井剖面模拟 开采单元（注采单元、典型井组）开采单元（注采单元、典型井组） 典型开发层组模拟典型开发层组模拟 油藏全区域范围的模拟油藏全区域范围的模拟n 数据量增加数据量增加n 解决问题能力增加解决问题能力增加n 复杂程度增加复杂程度增加 在满足目标任务和工程精度的前提下，尽量简单在满足目标任务和工程精度的前提下，尽量简单 软件及其供应商在行业内的口碑软件及其供应商在行业内的口碑 软件界面的可操作性，操作步骤简洁、符合传统习惯软件界面的可操作性，操作步骤简洁、符合传统习惯 软件的售后服务、

35、技术培训、产品升级、技术支持人员的素质软件的售后服务、技术培训、产品升级、技术支持人员的素质 购置软件的经费购置软件的经费 根据研究的目标，制定数据采集计划根据研究的目标，制定数据采集计划 落实数据采集的时间、频率、责任人、采集顺序落实数据采集的时间、频率、责任人、采集顺序 收集、整理和预处理数据资料收集、整理和预处理数据资料 分析所采集到数据的来源渠道、准确度、一致性及数据的齐全程度分析所采集到数据的来源渠道、准确度、一致性及数据的齐全程度 列出补充数据的清单及完备数据的期限列出补充数据的清单及完备数据的期限 地震资料解释成果地震资料解释成果 测井二次解释成果数据表测井二次解释成果数据表 油

36、藏描述所提供地质模型的三维数据体和分层二维成果图及数据表：油藏描述所提供地质模型的三维数据体和分层二维成果图及数据表：- 油藏构造（顶部海拔）、断层、裂缝分布油藏构造（顶部海拔）、断层、裂缝分布- 储层孔、渗、饱、有效厚度的分布储层孔、渗、饱、有效厚度的分布- 隔、夹层厚度隔、夹层厚度 油气水系统划分、油气水界面油气水系统划分、油气水界面 油气藏温度和压力特征油气藏温度和压力特征 油气藏储量分布油气藏储量分布 储层及流体的非均质特征储层及流体的非均质特征 水体大小及分布水体大小及分布 相对渗透率曲线（驱替和吸吮过程）相对渗透率曲线（驱替和吸吮过程） 毛管压力曲线毛管压力曲线 岩石的压缩系数等岩

37、石的压缩系数等 对于非匀质性强的油藏，尽可能提供具有代表性的多套数据对于非匀质性强的油藏，尽可能提供具有代表性的多套数据 油相组成分析油相组成分析 产出气组成分析产出气组成分析 P Pobob P - BP - Bo o、C Co o、R Rs s、 o o、 o o P - P - B Bw w、 w w、 w w P - P - B Bg g、 g g、 g g 模拟工区所有井的井位、井眼轨迹模拟工区所有井的井位、井眼轨迹 射孔历史射孔历史 试采动态试采动态 产能测试、不稳定试井资料产能测试、不稳定试井资料 日产油、水、气日产油、水、气 日注水、气日注水、气 测压（地层静压、井底流压、井口

38、油套压）测压（地层静压、井底流压、井口油套压） 产液、吸水剖面产液、吸水剖面 示踪剂示踪剂 储层构造、圈闭大小、形状、走向以及构造的连续性储层构造、圈闭大小、形状、走向以及构造的连续性 油藏的总厚度油藏的总厚度 断层和不连续性断层和不连续性 裂缝的密度和走向裂缝的密度和走向 地层岩性（砂岩、石灰岩、白云岩等）地层岩性（砂岩、石灰岩、白云岩等） 沉积结构（层状、交错层理等）沉积结构（层状、交错层理等） 孔隙类型（反映了储存能力）孔隙类型（反映了储存能力） 渗透率（反映流动能力）渗透率（反映流动能力） 有油或无油（通过荧光分析）有油或无油（通过荧光分析） 地层的层序、年代地层的层序、年代 岩相岩相

39、 沉积环境（有助于分析成藏环境）沉积环境（有助于分析成藏环境） 裂缝情况裂缝情况 成岩环境成岩环境 孔隙度孔隙度 渗透率及其非均质性渗透率及其非均质性 孔隙度与渗透率的关系图孔隙度与渗透率的关系图 油层含水饱和度（油基泥浆取芯分析）油层含水饱和度（油基泥浆取芯分析） 油层剩余油饱和度（保压取芯）油层剩余油饱和度（保压取芯） 测井解释的标定和修正测井解释的标定和修正 相对渗透率及地层润湿性相对渗透率及地层润湿性 毛管压力毛管压力 孔隙压缩系数孔隙压缩系数 注入流体的配伍性注入流体的配伍性 构造顶部构造顶部 总厚度总厚度 - - 有效厚度有效厚度 孔隙度与深度的关系孔隙度与深度的关系 原始含水饱和

40、度与深度的关系原始含水饱和度与深度的关系 泥岩隔夹层信息泥岩隔夹层信息 气气- -油界面和油油界面和油- -水界面深度水界面深度 根据井间对比情况，分析储层的连续性，确定垂向分层根据井间对比情况，分析储层的连续性，确定垂向分层 确定岩性确定岩性 地层压力地层压力 KHKH值值 采油指数、注水指数、完井效率、地层损害表皮系数采油指数、注水指数、完井效率、地层损害表皮系数 井离边界（断层或非渗透层）的距离井离边界（断层或非渗透层）的距离 油藏的大小（井控储量）油藏的大小（井控储量） 储集系统是单孔隙还是双孔隙介质储集系统是单孔隙还是双孔隙介质 井间连通性、干扰情况井间连通性、干扰情况 有无裂缝或有

41、无高渗透条带存在有无裂缝或有无高渗透条带存在n首先应根据目标任务，制定数据采集计划首先应根据目标任务，制定数据采集计划n数据丰富，但并不代表资料的完备和充足，需要进行数据筛选数据丰富，但并不代表资料的完备和充足，需要进行数据筛选n不同来源的同类数据，要确定数据的品质，以满足一致性原则不同来源的同类数据，要确定数据的品质，以满足一致性原则n动态监测数据要确定有效性，消除误差（如井口、井底转换）动态监测数据要确定有效性，消除误差（如井口、井底转换）n个别数据，要进行适合于模拟的转换（如分层产量劈分）个别数据，要进行适合于模拟的转换（如分层产量劈分）n借用或推算的数据，要充分论证其合理性借用或推算的

42、数据，要充分论证其合理性n必须分析数据的不确定性对模拟结果的影响必须分析数据的不确定性对模拟结果的影响n数据分析要集合不同专业组的人数据分析要集合不同专业组的人6.16.1 资料一致性检查的常见问题资料一致性检查的常见问题n 同一数据不同来源的唯一性同一数据不同来源的唯一性n 同一层的顶面深度应小于或等于底面深度同一层的顶面深度应小于或等于底面深度n 上一层的底面深度应小于或等于下一层的顶面深度上一层的底面深度应小于或等于下一层的顶面深度n 有效厚度应小于或等于砂面厚度有效厚度应小于或等于砂面厚度n 小层数据表与小层顶面构造图要一致小层数据表与小层顶面构造图要一致n 孔、渗、饱奇异点的控制孔、

43、渗、饱奇异点的控制n 生产日报中，产量、生产时间与日产量的一致性生产日报中，产量、生产时间与日产量的一致性下层超越下层超越上层深度上层深度常见错误常见错误1：构造交叉：构造交叉常见错误常见错误2：微构造与油水界面矛盾：微构造与油水界面矛盾油水界面应与油水界面应与构造基本一致构造基本一致6.26.2 资料有效性检查的常见问题资料有效性检查的常见问题n 动态资料的有效性检查动态资料的有效性检查- 人工劈分产量的合理性人工劈分产量的合理性- 作业水返排作业水返排- 计量误差计量误差- 未考虑到的储层渗流条件的改变（储层污染、污染解除）未考虑到的储层渗流条件的改变（储层污染、污染解除）- 未考虑到的井

44、筒流体状态变化，影响了井底未考虑到的井筒流体状态变化，影响了井底- -井口数据转换井口数据转换n 实验资料的有效性检查实验资料的有效性检查- 取样过程的不规范，样品受到不可逆该表，试验结果不代表地下状态取样过程的不规范，样品受到不可逆该表，试验结果不代表地下状态- 实验过程的不规范，压力、温度、测试时间为达到要求实验过程的不规范，压力、温度、测试时间为达到要求6.36.3 岩芯试验数据的处理岩芯试验数据的处理n 岩芯测试数据的平均处理岩芯测试数据的平均处理kknkknkkkhh11kkknkknkkHHhhkk11kkknkVknkkVkhhk11kkknkkknkkklilihhSS11 平

45、均孔隙度（有效厚度加权）平均孔隙度（有效厚度加权） 平均水平渗透率（有效厚度加权）平均水平渗透率（有效厚度加权） 平均垂直渗透率（有效厚度倒数加权）平均垂直渗透率（有效厚度倒数加权） 平均饱和度（孔隙体积加权）平均饱和度（孔隙体积加权）6.36.3岩芯试验数据的处理岩芯试验数据的处理n 相对渗透率曲线的处理相对渗透率曲线的处理- 回归处理：岩芯实验只能得到相对渗透率曲线的一些测试点，由于试验误差或回归处理：岩芯实验只能得到相对渗透率曲线的一些测试点，由于试验误差或偶然因素，数据点的波动性很大，连续性很差，需要通过回归的方法得到连续偶然因素，数据点的波动性很大，连续性很差，需要通过回归的方法得到

46、连续变化的理想相对渗透率曲线变化的理想相对渗透率曲线- 平均处理：同一层段不同取芯岩样具有不同的渗透率和孔隙度，测得的相对渗平均处理：同一层段不同取芯岩样具有不同的渗透率和孔隙度，测得的相对渗透率曲线是不同的。利用归一化统计计算方法获得平均相对渗透率曲线，作为透率曲线是不同的。利用归一化统计计算方法获得平均相对渗透率曲线，作为代表整个油藏或某个区域的平均参数而用于油藏数值模拟代表整个油藏或某个区域的平均参数而用于油藏数值模拟6.3 6.3 岩芯试验数据的处理岩芯试验数据的处理n 端点数据的处理端点数据的处理- 油、气的相对渗透率曲线端点值代表了其最大采出程度油、气的相对渗透率曲线端点值代表了其

47、最大采出程度- 测试条件和时间的限制，导致岩芯测试的端点值差异较大测试条件和时间的限制，导致岩芯测试的端点值差异较大iworwiwDwSSSE11iworgiwDgSSSE11DwiworwESS11DgiworgESS11I I、利用岩芯分析的束缚水和残余油饱和度，计算驱替效率、利用岩芯分析的束缚水和残余油饱和度，计算驱替效率IIII、计算各岩芯的平均驱替效率、计算各岩芯的平均驱替效率IIIIII、根据测井解释，计算各个层段的束缚水饱和度、根据测井解释，计算各个层段的束缚水饱和度IVIV、根据测井束缚水饱和度及驱替效率，计算各个层段的端点饱和度、根据测井束缚水饱和度及驱替效率，计算各个层段的

48、端点饱和度n 渗透率的方向性问题渗透率的方向性问题- 对于直井径向流，全直径岩芯打孔取芯的轴向渗透率可代表油藏平面渗透率对于直井径向流，全直径岩芯打孔取芯的轴向渗透率可代表油藏平面渗透率- 对于倾斜油藏中垂直井的取芯渗透率，须进行方向校正对于倾斜油藏中垂直井的取芯渗透率，须进行方向校正- 对于水平油藏中斜井的取芯渗透率，须进行方向校正对于水平油藏中斜井的取芯渗透率，须进行方向校正6.36.3 岩芯试验数据的处理岩芯试验数据的处理n 垂直渗透率的处理垂直渗透率的处理- 对于水平井产能评价、层间窜流、底水锥进，垂直渗透率非常重要对于水平井产能评价、层间窜流、底水锥进，垂直渗透率非常重要- 纯产层可

49、以利用岩心分析加权平均处理方法计算得到纯产层可以利用岩心分析加权平均处理方法计算得到- 当存在不连续的页岩夹层时，垂直渗透率需要做进一步调整当存在不连续的页岩夹层时，垂直渗透率需要做进一步调整n 微裂缝的问题微裂缝的问题- 对于非裂缝性油藏，岩芯观察也常见到微裂缝对于非裂缝性油藏，岩芯观察也常见到微裂缝- 结合其他资料分析裂缝的分布、产状及连通性，校正岩芯分析渗透率结合其他资料分析裂缝的分布、产状及连通性，校正岩芯分析渗透率- 利用动态监测资料复核渗透率的微裂缝校正是否满足要求利用动态监测资料复核渗透率的微裂缝校正是否满足要求n 岩石压缩系数的校正岩石压缩系数的校正- 通常实验室测定单轴压缩系

50、数通常实验室测定单轴压缩系数- 油藏中三维受压，应转换为水力压缩系数油藏中三维受压，应转换为水力压缩系数- 需要将实验室数据转换到油藏中需要将实验室数据转换到油藏中6.36.3 岩芯试验数据的处理岩芯试验数据的处理实验室围压实验室围压加载的加载的轴向压力轴向压力实际油藏的三维受压实际油藏的三维受压单轴压缩系数泊松比）（泊松比水力压缩系数-131n 储层参数储层参数- 有效厚度加权，根据孔隙度剖面（有效厚度加权，根据孔隙度剖面（1/81/8）计算小层平均孔隙度）计算小层平均孔隙度- 有效厚度加权，根据渗透率剖面（有效厚度加权，根据渗透率剖面（1/81/8）计算小层平均渗透率）计算小层平均渗透率-

51、 体积加权，根据饱和度剖面（体积加权，根据饱和度剖面（1/81/8）计算小层平均流体饱和度）计算小层平均流体饱和度6.46.4 测井解释资料的处理测井解释资料的处理n 垂向压力梯度垂向压力梯度- 通过电缆式地层测试器测得垂向压力梯度通过电缆式地层测试器测得垂向压力梯度- 利用地层原始压力梯度判断流体界面（油气和油水）位置利用地层原始压力梯度判断流体界面（油气和油水）位置- 判断多层油藏各个小层的水动力连通状态，并进行非油藏岩层的分析判断多层油藏各个小层的水动力连通状态，并进行非油藏岩层的分析- 利用开发中期垂向压力梯度的不连续性分析垂向流动屏障或独立油层单元的存在利用开发中期垂向压力梯度的不连

52、续性分析垂向流动屏障或独立油层单元的存在n 隔夹层的处理隔夹层的处理- 隔层，分布稳定，处理成无效网格层或渗透率极低的非储层网格隔层，分布稳定，处理成无效网格层或渗透率极低的非储层网格- 延续较好的夹层，用模拟网格层之间的局部零传导率或低传导率等效延续较好的夹层，用模拟网格层之间的局部零传导率或低传导率等效- 局部小夹层，定义夹层所在网格的等效垂向渗透率局部小夹层，定义夹层所在网格的等效垂向渗透率n 渗透率渗透率- 不稳定试井解释的渗透率综合反映了储层岩石的绝对渗透率、流体的影响以及不稳定试井解释的渗透率综合反映了储层岩石的绝对渗透率、流体的影响以及微裂缝和断层的影响，用于数值模拟更加可靠微裂

53、缝和断层的影响，用于数值模拟更加可靠- 不稳定试井解释的不稳定试井解释的KHKH值比较可靠，但由于有效厚度数值上受多层合采和孔眼间值比较可靠，但由于有效厚度数值上受多层合采和孔眼间流动状态的相互干扰，具有不确定性，因此解释的渗透率具有一定的不确定性流动状态的相互干扰，具有不确定性，因此解释的渗透率具有一定的不确定性6.56.5 不稳定试井解释资料的处理不稳定试井解释资料的处理n 地层压力地层压力- 通过压力恢复试井测算地层静压，用于地层压力的历史拟合通过压力恢复试井测算地层静压，用于地层压力的历史拟合- 各种方式测量或测算的压力，都需要校正到相同的深度各种方式测量或测算的压力，都需要校正到相同

54、的深度- 对于多层合采井，其关井恢复压力代表的是垂向平均压力对于多层合采井，其关井恢复压力代表的是垂向平均压力- 电缆式地层测试器测得的压力是在一定的目标深度下测量的，无需校正电缆式地层测试器测得的压力是在一定的目标深度下测量的，无需校正n 多层合采油井产量的劈分多层合采油井产量的劈分- 最理想的情况，分层产量的求取应当用生产测井工具来测量最理想的情况，分层产量的求取应当用生产测井工具来测量- 也可通过各层的也可通过各层的KHKH值和各层的生产压差来分配值和各层的生产压差来分配6.66.6 生产历史数据的处理生产历史数据的处理n 日产量数据处理日产量数据处理- 数值模拟中基本上定义为连续生产，

55、但实际上由于修井、作业、措施、实施动数值模拟中基本上定义为连续生产，但实际上由于修井、作业、措施、实施动态监测，特定时期不能连续开井，存在每天的开井时间，需要按照当日总产量态监测，特定时期不能连续开井，存在每天的开井时间，需要按照当日总产量折算到平均日产量。例如：某天开井折算到平均日产量。例如：某天开井1212小时，日产量小时，日产量100100吨，折算为吨，折算为5050吨吨/ /日日n 出水量的校正出水量的校正- 由于钻井和完井过程中泥浆滤液侵入油层，导致多数采油井一开井就产水，在由于钻井和完井过程中泥浆滤液侵入油层，导致多数采油井一开井就产水，在拟合含水和产水量时这部分的误差应予校正拟合

56、含水和产水量时这部分的误差应予校正- 清水压井作业也会引起单井含水的上升清水压井作业也会引起单井含水的上升n 生产气油比的校正生产气油比的校正- 高含水后，溶解在水内的气量使生产气油比随含水的上升而上升，表现为油层高含水后，溶解在水内的气量使生产气油比随含水的上升而上升，表现为油层压力高于原始泡点压力，但生产气油比却明显大于原始溶解气油比压力高于原始泡点压力，但生产气油比却明显大于原始溶解气油比- 考虑溶解水气比对生产气油比的影响考虑溶解水气比对生产气油比的影响n 油藏温度油藏温度- 所有流体的所有流体的PVTPVT特性以及相对渗透率都与温度有关特性以及相对渗透率都与温度有关- 将测量的油藏温

57、度作为流体性质的实验室测定的环境温度将测量的油藏温度作为流体性质的实验室测定的环境温度6.76.7 生产测井数据的处理生产测井数据的处理n 固井质量固井质量- 若水泥环或油管若水泥环或油管- -环空通道发生窜流，将引起水、油、气产量数据的异常环空通道发生窜流，将引起水、油、气产量数据的异常- 历史拟合中尤其需要检查油藏动态趋势出现的异常，寻求合理解释历史拟合中尤其需要检查油藏动态趋势出现的异常，寻求合理解释- 例如：若一口井先于低部位邻井出水或先于高部位邻井出气，则要检测套管、例如：若一口井先于低部位邻井出水或先于高部位邻井出气，则要检测套管、水泥环和油管之间机械组合的完整性水泥环和油管之间机

58、械组合的完整性- 固井质量检测方法：水泥胶结测井、水泥评价测井、热测井和声波测井固井质量检测方法：水泥胶结测井、水泥评价测井、热测井和声波测井n 典型数据矛盾典型数据矛盾- 测井数据与岩芯分析数据测井数据与岩芯分析数据得到不同的饱和度分布得到不同的饱和度分布- 测井、岩芯分析与不稳定测井、岩芯分析与不稳定试井渗透率解释的差异试井渗透率解释的差异- 排驱和吸入毛管曲线及相排驱和吸入毛管曲线及相渗曲线的差异渗曲线的差异- 闪蒸分离与差异分离闪蒸分离与差异分离PVTPVT特性的差异特性的差异6.86.8 异源数据矛盾的处理异源数据矛盾的处理n 数据评价数据评价- 由测井数据得到的饱和度由测井数据得到

59、的饱和度分布较为合理分布较为合理- 不稳定试井解释的渗透率不稳定试井解释的渗透率更可靠更可靠- 吸入毛管力曲线及相渗曲吸入毛管力曲线及相渗曲线比排驱实验的合理线比排驱实验的合理- 差异分离差异分离PVTPVT数据比闪蒸数据比闪蒸分离更合理分离更合理按照最能反映油藏条件下的渗流过程为优的原则7.17.1 网格设计网格设计研究目标模拟精度运算效率硬件配置模型规模网格设计基础网格类型网格尺寸网格方向网格分层网格边界网格设计内容7.27.2 网格类型网格类型网格类型网格类型适应性适应性正交网格构造简单、储层发育良好的油藏角点网格构造复杂、储层发育较差的岩性油藏混合网格复杂结构井及水平井开发的复杂构造油

60、藏局部加密网格局部油藏区域的精细描述与预测动态网格驱替前缘跟踪模拟研究7.27.2 网格类型网格类型不规则网格边界不规则网格边界不规则油藏几何形态不规则油藏几何形态角点细网格，更能体现油藏的不规则形态角点细网格，更能体现油藏的不规则形态正交网格，对不规则边界的近似程度较低正交网格，对不规则边界的近似程度较低7.37.3 网格方向网格方向n 网格区域的边界要与天然的非流边界相一致网格区域的边界要与天然的非流边界相一致n 网格区域应包含所有有效井的井位网格区域应包含所有有效井的井位n 网格的定向必须考虑：网格的定向必须考虑：- 成藏过程的流动沉积方向成藏过程的流动沉积方向- 储层内流体流动的主要方