REVEAL技术数值模拟

2014年GNT/北京阳光杰科科技有限公司REVEAL常规及特种油气藏数值模拟工具一、REVEAL概述二、REVEAL技术特色三、REVEAL软件应用四、REVEAL软件总结REVEAL概述REVEAL油气藏数值模拟器REVEAL是功能强大的全功能油藏数值模拟器，在油气开发生产综合及特殊研究中起到重要作用，是IPM软件包的一个可独立运行的软件。PVTPGAPPROSPERMBALREVEALRESOLVE第三方软件OpenServer流体物性单井动态特征模拟及优化储层动态特征分析油藏数值模拟器高级优化管理及第三方连接平台一体化建模及地面管网优化？如果我有了其他的油藏数值模拟器，比如ECL,VIP，CMG等，那么为什么我还要购买REVEAL？？如果我以前从来没有用过数值模拟器，那么为什么我要购买REVEAL？REVEAL概述REVEAL是全功能的数值模拟器在一个许可管理下可以模拟黑油、组分、热采、化学驱、地应力、裂缝等温度地应力裂缝出砂聚合物、凝胶微生物水化学表面活性剂热沥青质、结蜡复杂流体复杂井地质属性结垢热学研究(Thermal)

模拟热传导模拟热对流蒸汽吞吐蒸汽驱SAGD电加热岩石力学研究(Rock)：裂缝分布计算热胀冷缩引起的裂缝模拟三维地应力模型及生产程中应力的变化水力压裂特色生产研究（SpecialModeling）煤层气、页岩油气的模拟出砂预测、防砂优化(SandControl)水化学特征(WaterChemistry)化学吸附(Adsorption)沥青质、析蜡（AsphalteneandWax）解析水体（Aquifer）流体特征地质油层物理温度及热力学化学特征岩石力学完井、地面REVEAL化学驱模拟（ChemicalEOR）聚合物（PolymerModeling）三元复合驱（ASPFlooding）凝胶（GelModeling）泡沫驱REVEAL概述REVEAL具有特色的油藏数值模拟研究功能REVEAL概述REVEAL的算法稳定先进，收敛速度快，包括了各种显式和隐式算法数值模拟专项模拟为油气田IOR/EOR优化研究、生产专项研究提供了平台软件界面清晰流畅，可以使油藏工程师轻松入门和进行油藏数值模拟研究REVEAL概述各模块在导航器集中管理，单击直接进入文本编辑模式，双击打开交互界面；地质模型的几何形状和各种数模所需要的属性轻松导入，支持Eclipse和VIP模型数据格式；建模流程简单易学，根据导航器中模块顺序从上至下STEPBYSTEP建立，内设多种默认参数；轻松实现控制参数调整、网格加密、各种分区等；输出参数轻松选择，避免记忆繁杂的关键字；图形显示清晰可调；文本编辑器功能强大，各种模块和关键字用不同颜色区分，易于编辑。。。。一、REVEAL概述二、REVEAL技术特色三、REVEAL软件应用四、REVEAL软件总结REVEAL技术特色井下设备类型–单油管、双油管、连续油管–套管–筛管–封隔器完井方式–砾石填充–各种类型的ICD、ICV装置–筛管特色之一：REVEAL具有复杂井模拟功能结合管柱结构图，对井分段建模，复杂井结构也轻松输入，精细井筒建模分段压裂水平井、多分支井模拟水平井智能完井模拟REVEAL技术特色特色之一：REVEAL具有复杂井模拟功能各种智能完井模式ICD动态连接可以进行编辑压力降取决于产量、密度、粘度、分流量等。ICVs可以动态控制具有孔口模型用于控制分区域流量。ICV注入控制及分层热力学裂缝模拟ICVs注入控制的SAGD热采模拟

2、ICD和ICVs的模拟功能对稠油注汽井优化、帮助改善注汽剖面、提高热采效果有极大帮助。顶层：

ICV控制底层：筛管1、从井口模拟到井底。REVEAL技术特色特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能

REVEAL把原始地应力场到由于开发活动引起的应力变化进行定量计算，研究由此产生的应变及其对生产的影响。储层的应力产生应变的原因是岩石产生膨胀或收缩注入冷水导致岩石冷却，产生收缩，应力变小，产生应变热采时储层升温，产生应变过大的孔隙压力，产生应变，包括强注、压裂等情形过大生产压差，产生剪切应变，出砂油气藏应力变化模拟对以下研究有极大帮助：热力学裂缝/水动力裂缝油气藏综合研究（出砂,盖层岩石破裂预测）注水策略的筛选。。。特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能

裂缝模拟计算不再是简单的等效处理REVEAL的技术特色

裂缝模型与以下内容耦合:岩石力学(应力变化)岩石破裂机制(裂缝张开及延展)井、裂缝、油藏流体流动、温度和压力变化---应力、裂缝模拟与油藏工程模拟实时动态耦合

裂缝描述包含：大量应力场的不连续现象裂缝闭合和再延展强孔弹性和热弹性环境单井多组裂缝泥浆滤饼不同层段岩石属性分别描述，如剪切模量等垂直应力作用下的应力拱作用分析油藏、裂缝和井中的非牛顿流体模拟纵向位移温度场应力场孔隙压力场上覆岩层下伏岩层REVEAL的技术特色特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能考虑温度、压力变化引起的应力/应变模拟应力和应变在三维空间各不相同，取决于储层的空间分布和属性参数REVEAL的技术特色特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能储层的应力产生应变的原因是岩石产生膨胀或收缩注入冷水导致岩石冷却，产生收缩，应力变小，产生应变热采时储层升温，产生应变过大的孔隙压力，包括强注、压裂等情形，产生应变过大生产压差，产生剪切应变，出砂油气藏应力变化模拟对以下研究有极大帮助：热力学裂缝/水动力裂缝油气藏综合研究（出砂,盖层岩石破裂预测）注水策略的筛选。。。REVEAL的技术特色特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能两种模型计算应力/应变特性Goodier：油藏表面没有发生位移，不考虑顶面压实(不建议使用)；Oedometric：假设了储层的顶面为弹性（即垂向应力不变）并按压实效应发生位移，考虑上覆岩层，限定了网格顶面的应变，改进了应力拱计算。(建议使用)。考虑因素全面有限元网格与井和储层相连，井、裂缝和储层中的流体和压力可以动态耦合；考虑储层分层性、非均质性等性质，即考虑泥岩隔层的影响；计算裂缝的平面延展方向时考虑储层和井的条件；应力场由主导性的压力和温度场来计算；允许单井多裂缝计算；考虑热弹性和孔弹性影响。REVEAL把原始地应力场到由于开发活动引起的应力变化进行定量计算，研究由此产生的应变及其对生产的影响。纵向位移温度场应力场孔隙压力场上覆岩层下伏岩层REVEAL的技术特色特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能应用---温度、压力变化引起的应力/应变模拟水力压裂过程中，要注入各种前置液，顶替液，压裂液，导致储层近井地带及裂缝周围的应力场，压力场，温度场的变化。实例：注蒸汽开发导致储层产生热应变应力轨迹塑性破裂剪切破裂REVEAL的技术特色特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能应用----出砂计算可应用于油气藏综合研究（出砂,盖层岩石破裂预测）、注水策略的筛选。剪切破坏（Angleoffriction内摩擦角）当有效剪应力比垂向应力小时孔隙压力升高、最小有效应力减小时挤压破坏当总有效应力很大时当孔隙压力下降、有效应力增加时考虑水力学裂缝（热力学裂缝）和断裂导致的储层出砂有效应力=总应力–孔隙压力

裂缝模型与以下内容耦合:岩石力学(应力变化)岩石破裂机制(裂缝张开及延展)井、裂缝、油藏流体流动、温度和压力变化REVEAL的技术特色利用有限元方法，通过将岩石力学研究与岩石破裂机制动态耦合，来模拟裂缝的形成、延展及闭合等。克服了以往数值模拟对于裂缝模拟时仅用渗透率、传导率来等效的实现过程，REVEAL可以较为真实的进行裂缝模拟。特色之三：REVEAL具有裂缝模拟功能REVEAL的技术特色特色之三：REVEAL具有动态应力模拟功能σQLQLQLQLQFwσKICQFPFStressreduction σ(PM,TM)WellperformanceQ,BHP,TI(THP)Elasticstress/strainw(PF-σ,E,n)Fractureflow QF(PF,w,FCD)Leak-off QL(PF-PM,A,Mob)Propagation KIC=KI(w)σeff=σtot-σpore

裂缝延展依赖于裂缝宽度裂缝宽度依赖于其尺寸、压力和应力压力依赖于漏失量（油藏压力）或（膨胀）新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价项目背景：该井为致密油藏储层中的一口水平井，水平段长800多米；根据前期压裂设计方案，对该井进行12级压裂投产；研究目标：对水平井进行压后产能评价技术路线：压后产能预测压裂方案优选1、模型建立新疆油田某水平井压裂产能评价打开裂缝模拟选项建立复杂井模型REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL实现过程新疆油田某水平井压裂产能评价2、设置裂缝模拟相关参数REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL实现过程输入裂缝几何尺寸输入裂缝导流能力3、定义储层应力场新疆油田某水平井压裂产能评价岩石力学相关参数REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL实现过程4、定义单井工作制度新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL实现过程2014/6/42014/7/152014/9/30预测时间：2014/3/26—2014/12/31日产油（m3/d）新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL实现过程累产油（m3）预测结果：从预测开始至2014年6月4日，可以维持25m3/d的产量生产，此后产量将低于25m3/d；预测至2014年12月31日，累产油9485m3。5、水平井压后产能预测REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL实现过程新疆油田某水平井压裂产能评价5、水平井压后产能预测预测期末压力场分布新疆油田某水平井压裂产能评价近井地带饱和度场分布REVEAL研究实例—新疆油田某水平井压裂产能评价REVEAL实现过程5、水平井压后产能预测REVEAL的技术特色特色之二：REVEAL具有动态应力模拟功能根据地应力变化，可以进行出砂计算Stresspath塑性破裂剪切破裂技术挑战考虑储层所有相关的物理机化学现象的全3D数值模型基础上，模拟筛选经济可行的EOR开发策略。

解决方案考虑岩石物理学的全油藏模拟；考虑温度,盐度,剪切,pH,吸附等现象的模拟；乳化液特征与粘度和去饱和作用关系模拟；聚合物溶液流度控制；不同相的渗透率改变；pH水化学模拟,包括结垢现象等。REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能有效含盐度f(盐度,醇类,聚合物,温度,烷烃类型)REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能1、化学驱模拟聚合物模拟

REVEAL可模拟聚驱过程中的各种物化现象:质量传递（对流、扩散、固-液）聚合物的损耗：吸附（adsorption）、滞留（retention）等不可及孔隙体积：（InaccessiblePoreVolume）聚合物溶液特性：粘度-浓度关系、粘度-温度关系、粘度-盐度关系、粘度-剪切速率的关系、聚合物溶液粘弹效应系数（Viscoelasticeffectfactor）阻力系数：（ResistanceFactor）残余阻力系数：（Residualresistancefactor）f(盐度,醇类,聚合物,温度,烷烃类型)REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能1、化学驱模拟表活剂模拟REVEAL可模拟表活剂在化学驱过程中的重要物化现象:界面张力降低残余油饱和度增溶吸附REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能1、化学驱模拟碱模拟REVEAL可模拟表活剂在化学驱过程中的重要物化现象:注入的碱（NaOH或Na2CO3）与酸性油发生皂化反应生成表面活性物质pH值影响岩石表面化学性质，降低表面活性剂的吸附与表活剂产生协同效应，降低界面张力离子交换模拟所需参数：pH值原油中的酸性物质在水相中的浓度比例皂化反应的化学过程皂化反应产生的表面活性物质的性质REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能1、化学驱模拟三元复合驱模拟质量传递（对流、扩散、液-液、固-液、化学反应）复合协同效应及界面张力的降低各种化学剂的损耗：碱耗、化学剂吸附滞留等残余饱和度的降低多相相对渗透率化学剂的扩散和稀释聚合物溶液特性离子交换含盐量及其变化的影响等乳状液的形成及流动特性沉淀、结垢REVEAL的pH模拟功能非常适合于强碱或酸作用过程。计算混合液中pH值与水分子分解为H+和OH-的关系。继而由电中性原则确定pH模型的计算硫酸钡沉淀酸化实例：REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能2、pH模拟强碱：strongalkali分解：disassociatesbytheprincipalofelectricalneutrality电中性原则hydrogenionH+hydroxideionOH-REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能3、水化学反应模拟REVEAL中的水化学模拟功能可以进行水相中的沉淀研究；可以进行储层中的化学平衡的动态变化模拟；可以进行酸化模拟；考虑吸附现象；水化学反应能力也是受pH值控制的其它模型的不可或缺的一部分垢沉淀模拟REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能3、水化学反应模拟盐析出模拟REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能3、水化学反应模拟REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能3、水化学反应模拟CO2模拟：REVEAL的技术特色特色之四：REVEAL具有全面的化学现象模拟功能4、固体沉淀模拟沥青质、蜡砂产生、运移和聚集注入井的内部/外部滤饼模型（包括裂缝）rsPskksrwPwrePeTrappedsandpressuredropUn-trappedregionpressuredropTotalpressuredrop固体物质的动态表皮模型一、REVEAL概述二、REVEAL技术特色三、REVEAL软件应用四、REVEAL特色总结REVEAL软件应用SAGD研究实例模型涵盖从储层到井口包含应力计算包含循环预热阶段和SAGD阶段的井筒垂直段的热交换（滞后影响）循环预热阶段为9个月循环预热阶段，注入井不考虑井筒与储层的物质传递，生产井需考虑注入井用均衡器控制来定注入量注入生产井利用泵实现定井底流压生产SAGD研究实例原油粘度温度压力Z方