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xinmeng8803荣誉版主 (著名写手)
小木虫博士
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[交流]
【讨论】【有奖活动】国内外油藏模拟现状讨论
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为活跃地学版学术氛围，加强学科内的联系与沟通，使更多的地学的朋友了解相关学科的国内外研究进展，特此举办系列讨论活动 活动方式：跟帖 讨论内容：限制在油藏模拟，包括国内外，希望能推荐此方面的牛人和实验室 奖励参与有奖，按照跟帖内容奖励5-10金币，禁止恶意灌水 [ Last edited by xinmeng8803 on 2009-12-8 at 17:21 ] |
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cqg1985
至尊木虫 (著名写手)
寂静寒武
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xinmeng8803(金币+5,VIP+0):感谢分享！ 12-9 23:12
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这个是一篇文章上的基本思路 油藏模拟软件的现状 下面简单地讨论现在油藏模拟方面的一般实践。 目的在于描述人们运用油藏模拟技术在做什么。重点在于大型油田规模的模型。 1、地质建模 用数值地质模型定义油藏。通常细微的详细数据由统计产生，典型的地质模型有1一10兆单元。它是基于地质学家对油藏的沉积环境和形如地震、测井、岩心分析等各种资料中精练出来的。有时，为了确定油藏模拟结果的正确性，要模拟地质模型的几个随机版本。 2.划分网格 用户将油藏单元定义为油藏模拟执行需要的网格，网格的形成由用户输入程序引导的参数后自动产生。网格块一般为矩形或近似矩形。在关键区域使用局部网格加密。专门的计算解决网格间穿越断层的流动，这些网格并不相邻。 3.粗化处理 一个典型的油藏模拟网格块是数十个到数千个地质模型单元的统一。模拟网格的有效渗透率是由地质模型渗透率的平均值得到，或者通过基于流动的粗化得到。有时精细网格单元模型模拟在油田规模的油藏模拟之前进行，用运行的结果确定拟相对渗透率，从而有效地完成多相流的粗化。 4，数据输入 井的历史生产数据和注人量数据存储在数据库中，需要以某种方式传递给油藏模拟器。大部分的过程是自动完成，几乎不需要用户的干预。另一方面，用户必须将压力历史数据和井参数数据(例如完井层段和油管尺寸)转换为模拟器所需的格式。流体物性参数也存储在数据库中。尽管实验测量结果随样品不同而不同，用户必须以某种方式进行人工平均。类似的人工平均也需要对相对渗透率和毛管力数据进行处理。另外，经常使用拟函数，随着精细网格油藏模拟成为可能，拟函数的使用正在减少。 5，油藏模拟 下面从几方面出发描述目前油藏模拟是怎样进行的。 (1)类型 大型的油藏模拟通常用于传统的开采过程，大部分模拟用不同泡点压力流体的黑油模型。然而组分流体模型的使用日渐增多，并越来越明显。用组分模型时，流体形态通常用一个状态方程来计算。在混相驱替的油藏模拟中也使用全流体组分模型，特别对于实验室的规模。对于油田规模，准则是用简化方法，特别对于二氧化碳驱替。蒸汽驱油藏模拟比较普通，而火烧油层的油藏模拟就相当少，部分因为这种开发形式少，部分因为模拟火烧油层困难且昂贵。大部分的油藏模拟工作是建立整个油田或者油田重要部分的模型。但在模型的数量方面，可能有很多的单井模拟。水平井的应用推动了这种趋势的发展。 (2)模型尺寸 100000网格的油藏黑油模拟已比较普遍，还未听到过比此大几倍的模型。组分模型比黑油模型小3至5倍。典型的直井锥进模型有1000至几千网格。水平井的模型比此大十倍。大部分蒸汽驱模型都是单井，有几千网格。 (3)计算平台 大部分的油藏模拟器在Unix工作站和服务器上运行。其它的平台有PC机和超级计算机。目前并行计算还很少，但正在快速发展。油藏模拟的前、后处理主要在Unix工作站上进行，但在Windows风格的PC机上的使用正在发展。 (4)历史拟合 历史拟合仍然是一个必不可少的人工过程，有时，由软件来辅助组织和显示历史拟合结果。全自动化的历史拟合仍不现实。少量参数的一些假设可以自动执行，例如局部渗透率增值器。 (5)预测性油井管理 在预测期，模拟器有效地模拟油藏的操作。钻新井、老井重新完井、限制油井产量使其满足地面设备的限制，以及将油井转向低压集输系统等。通过用户提供的规则和其他信息，模拟器来决定这些措施。但是，建立油管和地面集输管网中流体的流动模型的经验很少，压降一般由井筒决定，在典型的计算中用油管确定。大部分的管网流动计算基于质量守恒定律。忽略了流体流出井口后物理性质的变化。这种情况正在变化，一些模拟器已经可以更严格地模拟这些流动。 6，结果应用 在进行油田开发决策时，经常应用油藏模拟。在油田的开发初期使用，并在钻加密井和实施提高采收率项目等决策时，继续使用。油藏模拟很少用于一天一天的操作，而在做重大决策时使用。 油藏模拟的未来 在预测未来之前，要知道商业对油藏模拟发展的驱动力，下面讨论有关的重要内容。同时讨论当今的技术目标。这些目标是预测未来的基础。 1，商业目标 从石油公司的管理、研究和发展出发，应讨论以下四点。 1、压缩计算时间。时间就是金钱。研究模型运行的越快越好。获得油藏属性的时间期限日渐严格，竞争的压力越来越大。另外，研究时间越短，花费就越低。 2、降低费用。石油公司仍在削减费用的压力之下。尽管油藏模拟主要是计算机的工作，但主要费用是工程师的劳动费用。 3、减少用户的经验需要。在某种意义上，此目的与降低费用密切相关，因为保持经验是昂贵的。然而，同样与使用机构的普及的推动力有关。当其发生时，更多的油藏模拟项目在当地由普遍的油藏工程师进行，而不是集中于某些专家的手里，同时别指望普遍的油藏工程师都是模拟专家。 4、提高精度和真实性。这是油藏模拟研究和发展的传统需求。从地质模型产生的网格和更加复杂的油井几何条件对此提出了新的挑战。 2，技术目标和努力 好的技术目标有两个标准:一是必须满足一个或多个商业目的;二是在计划的时间内通过适当的努力可以实现。目标的本质进展应在十年内达到，目标的实现应在二十年内达到。下面列举了每一项目标。 1、只要求用户提供描述物理系统、流体和历史的数据。不要求用户指定计算数据，例如算法选择、迭代参数和时间步长控制。不需要人为干预，自动生成油藏模拟网格。一些公司正在进行生成网格方面的工作，包括自动生成网格。目前线性方程解法工作主要与并行化有关。但在这项工作中正尝试提高模型的稳定性，同时减少对用户的要求。 2、自动历史拟合。确是最好的拟合方法，尽可能与实际历史数据、假定的沉积环境以及地质模型的参数一致。对基于梯度假设模型，近来的工作已经得到了计算导数的经济方法，这些将被广泛应用，但更多的是自动历史拟合的需求。 3、降低得到进行研究和形成研究结果信息所需要的时间和精力。尽可能对数据进行集成;当不可行时，要提供有效的输人方式。同样，尽可能对下游数据进行集成;当不可行时，也要提供有效的输出方式。石油开放系统公司(Perroleumopensystem。co甲。-ration，POSC)和它的员工们正在研究数据的集成问题。近来大型服务组织对油藏模拟软件商的兼并，正 在形成油藏模拟的上游和下游工作的集成。 3，预测 下面是对2007年油藏模拟技术和相关技术的预测。 1、油藏模拟计算的主要计算平台的高级终端是由多结点组成的服务器，每个结点包含几个处理器。高速运行已不成问题，主导平台是运行NT的多处理器PC机。 2、主导的前、后处理和可视化平台将是在任何PC机上都可以运行的高级版本。 3、油藏模拟器和提供输人参数的软件和数据库的集成将远好于现在。 4、给定地质模型、流体和岩石特性参数后，油藏模拟将可以完全自动运行。 5、最大的黑油模拟使用的网格不少于1任I)万网格块。 6、大多数的模拟器是可以用非结构化网格。 7、油藏和地面集输系统集成的计算软件已变得比较普遍。 8、普遍使用历史拟合工具，但历史似合仍不是全自动的。 对上述预测理当充满信心，也许有1、2个达不到，但大部分会实现的。从未来预测未来会出现较多的问题。但无论如何，考虑2017年将发生什么也是有益的。下面提供的只是激起大家兴趣的推测，并非严格的预测: 1、最大的黑油模拟使用的网格约为1亿。 2、历史拟合接近自动拟合。 3、油藏模拟与地质模型的集成将成为一个关键问题。 4、计算和其他方面的发展，目前很难预测。这方面的发展将对油藏模拟产生极大影响 [ Last edited by xinmeng8803 on 2009-12-13 at 20:41 ] |
27楼2009-12-09 21:42:35
xinmeng8803
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2楼2009-11-13 09:57:41
sandy03
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xinmeng8803(金币+10,VIP+0):感谢积极参与！希望继续关注次讨论，希望提供更多交流！ 11-16 11:42
xinmeng8803(金币+0,VIP+0):也算是沙发，呵呵全奖了！ 11-16 11:42
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SUPRI-B是Stanford University 石油工程系最大的研究组。数值模拟是组里的大方向，涵盖upscaling，fracture modeling，history matching，optimization，pipeflow simulation，multi-scale simulation，well modeling，solver development等等。SUPRI-B开发的油藏模拟器GPRS运算性能比商用的Eclipse快的多，这是组里研究的主要平台，极大的加速了研究的开展。SUPRI-B在油藏数值模拟领域业界领先。现在各大石油公司里搞模拟器开发的绝对主力大都是从这个研究组出来的。现在油藏数值模拟是油藏开发最重要的手段之一。所有巨型国际石油公司都是这个组的合作伙伴 Khalid Aziz，美国工程院院士，油藏数值模拟的奠基人，系里的巨牛。早年的《油藏数值模拟》是这一领域的奠基之作。他现在“快”退休了，经常到世界各地开会、巡讲。不招Ph.D.学生了。 |
3楼2009-11-16 10:23:33
sandy03
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4楼2009-11-16 10:25:35