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油藏模拟在石油工业中的重要作用
1、在现代化的油藏管理中油藏模拟业已成为了一项被广泛应用的工具。实际上油藏开发的所有重要决策都是以油藏模拟的部分结果为基础的,然而这种理论并非总是能够受到应有的关注。油藏管理常常只着眼于油藏模拟,而对油藏模拟的适用性则置若罔闻。
2、油藏模拟工艺技术的一些应用者在做出商业交易决策中并未能充分地认识到油藏模拟的重要价值。从而在部分情况下,因为不恰当地应用该技术而导致做出不良的决策。错误地应用油藏模拟技术所犯的高耗资决策错误要比成功决策所付出的代价高得多。完整地记录整理无论是成功决策还是失败决策的数据资料对今后的成功决策是十分有益的。关于油藏模拟以往已有大量的具有重要价值的轶事与数据资料,而这一切并未进行过完整的纪录与资料整理。对矩阵模型必须进行定义,这有助于评定油藏模拟结果是否与预先设定的标准相符。
对油藏模拟工艺方法的理解与认识
1、适当地应用油藏模拟先进工艺技术的前提是,对有关油藏模拟最基本的工程原理要有充分的理解与认识。为了使工程师掌握相关的各种不同基础知识，需要投资研制开发与推广应用有关的学习工具。
2、地质(地质统计)地球模型通常将模拟内容划分得过于详细,很难直接应用于油藏模拟软件的编制。对该模型进行技术等级改进可减少模块的数量,使其达到易于管理的水平。应用于相对渗透率拟函数计算的传统工艺方法业已证实,其对其它工艺参数的依赖性过强且不可靠。模型的等级改进提高工艺方法可使得等级提高后的模型适用于各种渗透率的模拟计算,而这一切采用商业模拟软件通常是不可能实现的。
3、工程师和油藏管理人员需要深刻地认识与理解同数据资料和预测参数密切相关的油藏不确定特性。这就要求他们改变对油藏模拟的态度与看法,也就是说,他们必须了解与掌握油藏的不确定特性和知道有关油藏参数的变异性,从而降低商业决策的风险程度。
4、在实施历史拟合过程中工程师不应当盲目地相信数据资料的可靠性。通常在实施历史拟合过程中需对数据资料进行检验,确保应用高质量的数据资料。在历史拟合过程中进行过调整的参数也可能并非是生产阶段最切实的参数。假如在历史拟合过程中修改的参数不会影响油藏的生产,那么这种修改便没有什么价值。必须避免采取与实际不符的方式对参数进行调整或者采用不好的数据进行拟合预测。
5、石油工业界目前已经认可的看法是,实施自动化的历史拟合是不现实的。但是目前已有一些有用的工具可用于提高历史拟合的效率(例如根据流线模型或灵敏度矩阵模型进行历史拟合)。石油工业界人士业已提出应当用“模型标定”(model calibration)这个术语取代“历史拟合”。
新的模拟工艺技术与范例
1、从传统意义上讲,新的工艺技术在被石油工业界完全接受之前,需经历漫长的改进与完善时段。这不仅是决策者而且也是长期从事油藏评价和应用新油藏模拟技术的现状与发展趋势技术满足不断更新的油藏管理需求的工程师们的责任。
2、流线形模拟软件连同常规的模型一起应用已被称之是一种具有重大技术突破的工艺技术(也就是说这是一种可改变商业交易方式的工艺技术)。流线形模拟最适宜于观测油藏中的流体流动情况和辩认对油井产生影响的油藏局部情况。
3、可得出主要地质特性和提高油井模拟效率的非结构型网格模型正在被广泛地应用。以流体为基础的网格模型可明显地减少所要求模块的使用数量。应用灵活的网格模型要求开发出新的线性解算器,这种解算器不再依赖结构形的矩阵模型进行工作。为编制这类网格模型所需要的实用工具业已存在,但是尚需对其进行进一步的开发研究。
4、应用灵活的网格模型技术使得软件的买主和软件销售者面临新的技术挑战。软件的销售者应当向买主提供软件使用说明书。最佳的买卖方式是,用户仅在所选择的地区应用灵活的网格模型。
5、动态网格模型在目前尚未达到实际应用水平。有一项技术采用了网格加密工艺方法,即网格可动态地加入和取消(窗口技术),这项技术显然已经达到了可供实际选用的水平。
6、虽然常规的油气井已经可以进行精确的模拟测试,但在对一些采用先进技术完井的油气井(例如安装有井下控制仪器的分层开采井)实施模拟测试则需要进一步改进与完善模拟测试技术。因为通过应用与某一口油井相符的网格模型对多口油井进行显式模拟对于实现全油田的模拟测试是不现实的,所以就需要采用精确的模型,使得这些油井同基本的网格链接。开发适用于采用先进完井工艺投产的油井模型的关键是,应用更加适用的模型替代Peaceman模型。这就要求建立起一种适用的模拟油井单相基准解点。
7、在开发适用于井眼轨迹任意斜移和安装有井下控制仪器油井的半解析解点模型方面业已取得了长足的技术进步。近井地带非均质性的影响效应也有可能包含在这些模型中。密网格有限差分模型必须在要求模拟非均质性影响效应的情况下应用,以求获得基准解点。
8、在许多情况下,用于进行模拟试验的设备仅是整个生产系统的有限部分。因此需强调的是,对井筒中和地面设备中的多相流进行模拟测试是至关重要的。生产系统中的三相流会造成许多难以解决的问题。为了优化生产系统,尤其是在油田开发后期阶段,需要开发应用对生产设备和油藏进行模拟测试的全耦合模型。
计算机资源
1、显而易见,莫尔定律(Moore Law)所陈述的“计算机的计算功能每隔18个月便会成倍提高”这种观点目前仍旧在延用。由于可优化与提高油藏开发水平的模拟技术目前仍旧是在高耗资的主机架和工作站基础上实施的,所以深入的研究工作正在朝着商品硬件的方向发展。
2、看来工程师们喜欢应用具有连续运算时间最长的计算机系统进行模拟试验,模拟试验耗时都在8~12 h (需要过夜工作)。这通常指的是模拟模型的规模大小。这样一来常常便会存在着较多模型解点(网格模块)和强化油藏物性(组分)之间的矛盾。3、工程师们都有一种倾向,认为计算机系统的规模愈大,模拟试验的效果总会愈好。由于这种观点的原因使得计算机的计算功能在不断地增加。1996年,一次具有75×104个模拟模块的模拟计算耗时3天(其中中央处理机的实际耗时23 h); 2001年,一次具有350×104个模拟模块的模拟计算仅耗时1天(中央处理机实际耗时15 h)。这种发展趋势使得模拟试验正在朝着近乎实时模拟的方向发展。
今后的发展方向
1、一种“了解油藏模型”(Learning reservoinmodel)的概念已被提出。这种虚拟油藏模型今后可能会不断地演变改进,使其更贴近于实际油藏。优化和风险评价工具应当归并到流线模型中。在实施商业决策中采用这类模型将会导致油藏采收率明显提高。正如与会的一位发言者提出的那样:“当我们需要果断地做出决策时,就必须选择和应用正确的工艺技术。”
2、在过去20余年间开发应用的地质统计工具已经使得人们能够将从各种不同资料源得到的数据资料进行集成处理,所有的数据资料都应当存储于一个单独的地质模型中(例如共享地球模型)。对于承担各种不同模拟工作任务的工作小组来讲,采用这种方式便可能使他们采用相同数据资料完成不同的模拟工作任务。他们所采集到的数据资料应当分阶段进行存储,从而满足在油藏整个开发历程中实施各种不同模拟试验的需求。动态生产数据资料的集成处理目前还面临着严峻的技术挑战。
3、模拟模块多达2200×104个的模拟试验业已成功地实施完成。有些专家认为,采用现有的模拟工艺技术实施模拟模块为100×104个的模拟试验为小型模拟试验。虽然开发如此大型的模拟模型在有些情况下是必要的,但同时开发一些简单的模型(解析或数值模型)也同样是十分明智的选择。人们不应当忽视这些简单的模拟工具。
4、应用一般用途的模拟软件在一种综合储层模型中便可完成对一种以上的储层流体性质(组分含量)进行描述和对一种以上的开采方法进行模拟试验。这种软件开发策略无论是对软件开发商,还是对用户都具有好处。软件开发商必须开发和拥有一些简单的软件产品,而用户可能仅需要其中的某一类软件系统。从传统意义上讲,一般用途的软件包括黑油模拟软件、油品组分模拟软件,或许还有热采工艺软件。或许在不久的将来,我们将会看到流体流动与地质力学模型的耦合模拟软件。一部分模型还可能模拟更加复杂的工艺过程,例如沥青烯沉淀与弥散、火烧油层和非平衡热力学。
[ Last edited by cqg1985 on 2009-12-9 at 21:45 ] |
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