共享地层模型一岩石物理学家的新作用

本文叙述岩石物理学家工作的一个新的焦点，它就是要为“共享地层模型”处理提供几种关键性连接方法。传统上，油藏描述工作流程遵循一个序列或线性模式。地震资料解释人员选择出顶面和断层，以便产生一个构造框架交给油藏地质家，地质家产生正确的地质学上油藏分层。然后岩石物理学家为地质家提供这些地层的岩石物性参数，产生含烃孔隙体积图。接着将含烃孔隙体积数据交给油藏工程师，他们增大地质地层的比例进行油藏模拟。随着计算能力增强和功能强的新软件出现，各个公司正在应用一种完全不同的工作流程来处理油藏描述问题。“新”方法采用一种更加强循环或迭代的处理，就其特性是更加综合。由地球物理家一他们需要更准确的时一深转换和直接根据地震测量强度预测岩石物理特征的算法一到地质家一他们需要根据测井和岩心数据准确的预测“测井相”，提供给油田中未取岩心的井，并且在地层模型中有利于进行更好的井间空间对比。岩石物理学家直接涉及这2个步骤，即经常使用大量电缆测井数据集来刻度地震和预测岩石类型。另外，岩石物理学家综合所有地层数据一不仅仅是测井数据，以减小地层烃计算中的风险或不确定性为目的仍然是共享地层模型的基本要求。该循环中下一个连接是需要描述团队和油藏工程师在一起为建立油藏模拟一一个关键性重要步骤，来迭代地质科学模型，在油藏模拟中能使用生产动态来确认许多模型中已实现的几个。用新井数据、新地质科学假设及新岩石物性参数近乎实时的进一步不断改进共享地层模型是可能的一接着容易模拟它们，以证实它们的正确性。共享地层模型一旦建立，能使用它作为油藏设计工具，钻井工程师和油藏描述团队能相互配合通过优化井眼轨迹、地层数据采集和钻井费用来增加它的价值。     

基于序贯模块法的天然气处理全流程模拟软件

天然气处理系统是一个统一、密闭的水动力系统,仅通过单独改变某一个或多个设备的运行参数很难达到全流程最优处理效果。针对这种情况,在完成各单体设备处理流程模拟的基础上,提出了运用序贯模块法完成各单体设备之间输入输出的连接,实现了天然气处理全流程模拟,可达到全流程操作参数优化的目的。应用该方法开发出的牙哈凝析气田集中处理站全流程模拟软件能够有效地实现全流程模拟,并就此提出了全流程优化方案。实践证明该优化方案可有效指导生产。     

油藏-井筒-管网一体化耦合模拟方法及应用

油气田开发生产系统包含油藏、井筒、管网三大生产环节.传统数值模拟方法主要模拟油藏中流体的流动,而油藏-井筒-管网一体化耦合模拟同时反映油藏供液能力、井筒举升能力和管网集输能力,对准确预测生产态势、实现生产系统全流程优化具有重要意义.通过研究井筒-管网模型建立方法及流体多相管流相关式适应性,实现了井筒、管网内流动模拟和流...     

原子网格———种优化油田开发和快速生成远景的新技术

在今天的市场环境下，实现快速生成远景和优化油田开发的目标是竞争成功的关键。实现这些目标的一个关键工作流程是从地震解释到油藏模拟和流动模拟。用传统方法，工作流程中每一步骤可能都乏味耗时，需要进行有可能发生错误和矛盾的数据格式转换。这些障碍意味着许多油田的管理没有用静态或动态油藏模型来证明它是有益的。     

科罗拉多州丹佛——朱尔斯堡盆地致密含气砂岩的单井和多井模拟

此前已建立了科罗拉多州丹佛－朱尔斯堡（Denver-Julesburg)盆地滕伯格（Wattenberg)油田科德尔（Codell)砂岩的全组分、双孔隙度模拟模型。该项工作的目的是开发能精确地预测各种开发状况下储层动态的模拟模型。由于沉积和成岩组构伯非均质性，科德尔地层的表征非常困难。不连续的较高渗透率层分散在致密的低渗透率储层基质中，需通过水力诱导裂缝来与井筒连涌。最初，建立了一个单井模型，以详细研究储层的流动动态。该模型被用于开发单井泄油区内储层的一个双孔隙度表征典范。然后将这些模拟结果并入用于调查油田几个区域的各种开发情况的多井模型中，模型中的储层描述是据可利用的测井、岩心、PVT和试井资料推导出来的。全组分流体描述有助于表现过油田流体性质的明显变化。在详细的地质作图过程中，可识别出潜在地影响储层中流体流动的断层。     

基于CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块开发与全流程模拟

基于SINOALKY烷基化工艺,建立了二十集总反应动力学模型和反应器模型,并在此基础上开发了符合CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块,模块包含符合CAPE-OPEN标准的6个物流接口、数值求解器以及可视化的交互界面。将该反应器模块加载于Aspen Plus平台中,搭建了某0.2 Mt/a的SINOALKY烷基化装置全流程模型,模型的模拟效果较好;进而,考察了反应工艺参数对烷基化产品组成和性质的影响,结果表明,模型模拟值与实际烷基化工艺相符,获得了适宜的烷基化反应工艺参数。表明包含SINOALKY烷基化反应器模块的烷基化全流程模型可为SINOALKY烷基化装置的模拟优化提供重要参考。     

水平井井眼周围的流体流动类型模拟

在某些程度上,常规油藏模拟水平井井眼周围流体的流动是无效的,这是因为井眼附近形成的径向流类型必须用直角坐标网格块来模拟。在此项研究中,对于水平井的模拟我们介绍一种有效的混合同格块模型结合径向网格块为模拟井眼周围的流体径向流动,并且引入模拟井底周围流体流动的球形同格块概念,这种结构能显著缩减正确模拟所需要的网格块数目(因而缩减计算机时间)。球形网格块包括圆柱坐标系统中每一个半径对应的半球,这些半球被联接油藏区域网格块的平面横切,球形网格块的传导率用积分有限差分方法来计算。从文献中选出两个问题来说明模型的效率,第一个问题是用一单相,常压降速度的试验作为一种分析性的解决方法,第二个问题是水锥问题,进行比较的结果是从一个使用最小数值分散网格的工业性模拟器中获得的。     

基于CAPE-OPEN标准的硫酸法烷基化反应器建模及全流程模拟

以针对DuPont公司Stratco工艺建立的硫酸法烷基化机理模型为基础,采用C++和COM技术开发了符合CAPE-OPEN标准的硫酸法烷基化反应器单元操作模块,该模块通过实现单元操作接口和热力学物性接口可与通用化工流程模拟软件进行交互;建立了便捷、友好的用户操作界面。将硫酸法烷基化反应器模块内嵌于Aspen Plus中,并借助于Aspen Plus本身的物性数据、热力学方法和常规单元操作模块可实现烷基化工艺的全流程模拟。实际案例验证表明,模拟结果与工业实际值吻合良好,说明所建立的CAPE-OPEN烷基化反应器模块稳定可靠,将对硫酸法烷基化装置的流程模拟、参数优化起到重要的指导作用。     

碎屑岩储层随机模型的基本理论与实践

简要论述了储层随机建模的基本思想和方法体系，其核心是将空间上任一点的储层属性作为随机变量，进行后验条件累积分布函数的计算和输出值的蒙特卡罗模拟实现，根据实际地质条件和对模型要求的不同，模拟的方法包括高斯模拟，指示模拟，序贯模拟，布尔模拟，退火模拟等5种类型，提出了一个适用于碎屑岩储层的建模流程，主要分为3个基本过程：（1）建立储层原型模型或储地质知识库；（2）建立储层的随机模型；（3）进行储层的随机模拟，模拟时又采用了岩相模型建立和岩相控制下的储层参数模型建立两个基本步骤，通过一个油田的实例，具体介绍了上述过程和步骤的实现方法，建模的结果说明了该方法的可行性和必要性。     

HAZOP分析时间的估算模型

为了进行实际有效的HAZOP分析,应对分析过程作良好的规划和管理。而要做到有效的规划与管理,需要保证该分析的不同阶段、每个阶段的内容、每个阶段的持续时间都已明确。人们在HAZOP应用方面已经做了大量的工作,但是在HAZOP时间估算方面所做的工作还很少,而HAZOP时间估算正是实现有效规划管理的关键。主要是提出一个数学模型来预测HAZOP分析的时间,解决了不同层次不同难度的问题。所提的模型简单易用,并可通过软件实现自动化。     

希哈利恩山油田：复杂深水浊积岩储层建模经验

为了重新评价希哈利恩山油田的储量，需要建立新的全油田储层模拟模型，其原因是从现有的模型来看，储量模拟数字可能有些保守，而且随着开发钻井的持续进行，井数据也有大幅度的增加（50％）。来自BP和壳牌的研究人员组成了一个多学科研究小组，建立了一个新的全油田储层模拟模型，用于对油田储量进行重新评价。文中概述了新模型（FFM2003）的建模流程，并详细介绍了该流程的各个步骤，重点是总结模拟过程中的经验教训。     

电加热过程中在油层内汽化水提高沥青生产

稠油热采和沥青热采包括蒸汽辅助重力泄油（SAGD）、循环注蒸汽和蒸汽驱。热量提高了原油的温度,原油黏度降低从而有效地流向生产井。电加热过程是注蒸汽过程的一个替代过程。随着天然气价格越来越高,或天然气供应相应减少,电加热过程相对于其他热采方法经济上更具竞争力。油田最近做的阿萨巴斯卡油砂实验表明,经过优化的电加热过程可采出超过75％的稠油或沥青。通过在油层内水汽化来优化电热过程。一系列针对阿萨巴斯卡油砂的初步电加热模拟研究,可通过计算机模型实验群油藏模拟软件来实现。首先,蒸汽驱的采油增量估计是基于一个三区块概念模型;第二,建立现场比例模型来估计电极距、水的注入率和电加热速率对沥青采收率的影响。用统计工具来分析模拟结果,以确定水汽化时沥青最大化生产的最佳状态。理论模型的模拟结果表明,在阿萨巴斯卡油砂储层,水汽化导致的增产油量可高达原始石油地质储量的25％。现场比例模型的一项敏感性研究表明,在油层内水汽化适度时,最大化沥青生产要求电加热速率中等,注水速率较低,电极距较小。研究展示了未来重油／沥青生产的一项有价值的技术。另外,电加热过程可独立运作,并经济产出大量的沥青。     

基于深度学习的代理模型在实际气藏三维模拟中的应用

应用基于深度学习的代理模型进行油气藏模拟是油气藏仿真研究的一个新方向。针对高精度全阶油气藏模拟速度慢的问题,采用一种基于深度学习的嵌入式控制框架（E2C,Embed to Control）模型,通过“编码器+线性转化模型+解码器”的架构构建深度学习网络,将原始时刻的压力场、饱和度场数据与井控约束条件相结合来演化出新时刻的场数据。以南海东部番禺35-1气田为例,测试E2C模型与传统数值模拟器模拟结果的差别。测试结果显示E2C模型误差较小,其中饱和度场的相对误差小于5%,压力场的平均相对误差为8%;在相同的CPU条件下,E2C模型运行100次算例时间为16 s,比传统数值模拟器（运行时间为6 000 s）快375倍。实际应用结果表明E2C模型在保证模拟精度的条件下可以大幅度提升模拟速度。     

炼油全流程优化模型软件在胜炼的应用

炼油全流程优化模型软件(R-SIM)是目前唯一能进行炼油全厂流程模拟计算的软件,该模拟软件可以比较真实地模拟整个炼油厂生产状况,对生产操作情况进行预测,优化炼油方案和装置运行,有效提升炼油经济效益。     

河道储集层建模的改进和扩展

提出一种 新的进行储集层沉积相建模的河道模型,该模型扩展了对河流分叉、交汇等现象的描述和模拟,根据改进河道模型的特点和河道的地质地理特征,尝试了一种新的河道模型条件化算法,并利用河道模型与砂岩概率模型相结合的方式实现了协同布尔模拟。实例应用表明,改进的河道模型包含了更为全面的地质信息,其实用性更为广泛;新的条件化方法从河道的.上游、下游和支流三个角度进行,对河流沉积的描述更为准确,算法简洁,速度明显提高;通过协同布尔模拟可以使沉积相建模有效结合多方面的次级信息以降低储集层模型的不确定性。     

基于基准假组分模型的催化裂化反应-再生系统动态模拟

为实现催化裂化装置反应-再生系统动态模型的原料油切换操作模拟,建立了基准假组分动力学模型。该动力学模型根据原料的实沸点蒸馏曲线数据计算各原料基准假组分的质量分数,并模拟原料油性质的变化。以工业生产数据为基础,确定了8个动力学参数,并对模型计算结果进行了验证。在动力学模型基础上,结合所建立的沉降器汽提段和再生器动态模型,对催化裂化反应-再生系统进行了原料切换开环动态模拟。结果表明,模型具有较高的精确度,对不同性质的原料具有较好的适应性;所建模型可以实现原料切换操作;几个主要变量的变化趋势符合反应 再生过程规律。     

液化天然气气化站中BOG压缩机运行的动态模拟与优化

基于LNG储罐动态模拟提出了一个BOG压缩过程的优化运行方案的算法。该算法采用了经验蒸发率模型来预测BOG（蒸发气）的产量,用MILP公式来分配BOG压缩机的负荷。最后,运用一个动态模拟软件进行安全分析。为提高精度,运用含有PR状态方程的AspenDynamics软件代替了以往应用的简化动态模型。通过对LNG储罐压力的动态模拟,得到当BOG压缩机正常运行时,在安全压力范围内的波动值。该算法优于一般流程中运用的算法,并且更加安全和节能。     

水平气井IPR模型评价

随着水平井开采数量的增长,需要一种快捷可靠的方法来估算这些井的压力-产量情况,更重要的是能用来优化井的生产动态并做出合理决策。为了预测水平气井的生产动态,在不同的时期,针对不同的储层条件和油藏性质,已经有许多人建立一些解析模型来获得气井的流入动态关系曲线和产能方程,在水平气井IPR的发展过程中,一些具有影响力的研究者提出的IPR模型已被广泛地应用于工业上,但是针对水平气井所建立的模型评价还比较单一。对几种主要的模型进行了概括、评价,并通过实际模拟气井的流入动态关系,得出合理的结论,为石油工程师们提供一个直观的参考,而不用再进行大量的重复工作,     

水平井精细地质建模及数值模拟技术研究

萨北油田开发至今已进入特高含水期,尤其是厚油层顶部剩余油挖潜成为难以攻克的难题,利用水平井开采已成为该项难题的有效技术手段,现已逐步得到应用。文中利用厚层精细地质建模、夹层粗化、近井模型和多段井描述等相关技术,实现水平井三维地质建模及数值模拟一体化研究,并完善水平井多学科研究技术流程。通过对北部过渡带B5-8-A53水平井的数值模拟分析,优选出该水平井下泵时机、井日产液量和生产压差。研究结果表明,下泵时含水率为10%左右、合理产液量为50 t·d-1、合理生产压差保持在2.0 MPa以下时,开发效果最为理想。     

TACITE——两相流动的综合机械模型

TACITE编码是稳态及瞬变多相流模拟工具，用于油气集输网络的设计和控制。已开发出一种标准液压模型，它适用于任何坡度和直径的管线，也可以处理实践中遇到的大多数流动状态的问题。新的模拟理论能区分两种类型的流动型式：①分离流型（层状的或环状的）；②分散流型。间歇流型（段塞、涡流）是这两种流型的结合。同样的理论已成功地用于边渡标准，确保通过这个过渡段的模型变量的连续性，这个条件对于正确模拟瞬变现象是很重要的。用显式万法实现瞬变分辨力。这种方法的优点是它能跟从波前传播，容易实现复杂管网的分辨力，而且鉴于物理模型和数值图解的进展，容易维护编码。这种标准液压模型的性能可利用大量的测试回路数据，特别是用Boussens工业测试回路来说明。根据现场数据而进行的首次测试给出了令人鼓舞的结果，特别是对低流量运行的凝析油管线。