角度不整合薄油环油藏数值模拟技术

角度不整合气顶底水薄油环油藏因其油藏类型的特殊性,基于地层产状的顺层倾斜网格系统难以满足储层精细刻画和油藏数值模拟的精度要求。地质建模过程中,通过引入网格转换技术,将顺层倾斜网格系统转换为水平产状网格系统,减少了地质模型不整合面附近三角网格的数量,使后续数值模拟收敛性得到保证。在水平网格系统模型基础上,数值模拟采用"不等时、不等距"局部动态网格加密技术,成功实现薄油环油藏水平井近井地带网格随时加密与释放,在保证模拟精度的同时,计算时间与常规网格系统相比缩减了70%。该网格综合处理技术既能精细刻画角度不整合薄油环油藏储层特征,也能满足此类气顶底水薄油环油藏水平井开发精细模拟的需要。     

精细油藏数值模拟研究现状及发展趋势

对国内外油藏数值模拟技术的调研分析认为,20世纪80年代以来,为了不断满足油田开发研究和实践的需要,油藏数值模拟技术向精细油藏数值模拟方向发展:采用精细地质方法如高分辨率层序地层学、储层随机模拟、非均质性的表征技术等方法与数值模拟相结合,并考虑流固耦合油藏数值模拟和动态地质建模的精细数值模拟等方法,将精细油藏描述的方法和成果应用于精细油藏数值模拟之中,为精细油藏数值模拟提供更加精细真实的地质模型;通过发展网格技术和数值解法提高数值模拟的求解精度,国外较多地采用了有限元方法,在发展网格技术和数值解法提高数值模拟的求解精度方面处于领先位置,并初步提出了一套基于油藏数值模拟研究的地质模型评价方法来定量评价数值模拟精度.综合分析认为,精细油藏数值模拟技术将向着多学科、一体化、高速、多功能集成和系统耦合模拟的方向发展.     

混合PEBI网格精细油藏数值模拟应用研究

针对原有的PEBI网格在精细油藏数值模拟中出现的问题,提出了综合运用径向网格和PEBI网格的混合PEBI算法.混合PEBI算法将整个研究区域分成两个区域:油井区和油藏区.在油井区采用径向网格,可以在充分把握油井附近流动状态的同时实现网格体积由小到大的快速变化;在油藏区采用PEBI网格,可以很好地逼近复杂油藏形态.混合PEBI网格具有计算效率高、稳定性好、运用灵活等特点,能适应精细油藏数值模拟的需要.用2个三维、多相数值试井计算实例对混合网格的优良性能进行了验证.     

适于蒸汽辅助重力泄油开发的网格粗化技术

风城油田超稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发技术已逐步完善,但油藏工程研究环节仍面临常规网格粗化后信息损失量大的问题,尤其是对井轨迹偏移考虑不充分和薄隔夹层信息丢失,导致数值模拟结果精度不高,影响现场操作政策的制定,制约着SAGD的稳产高产。依据SAGD生产影响因素筛选关键信息,分析网格粗化算法、网格边界、网格尺寸对数值模拟的影响;利用Petrel软件进行网格粗化,对粗化模型进行验证;针对关键部分的信息缺失,借助数值模拟软件CMG的局部网格加密与网格属性回归来修正粗化模型,精细还原薄夹层。以此方法建立的油藏数值模型,在保障精度的同时提升了计算速度。以模型验证为控制手段,三维控制网格与二元叠合属性回归相结合的模型粗化技术,为精细地质模型与油藏数值模拟成功接口奠定了基础。     

气藏复杂水侵动态巨量网格精细数值模拟

传统数值模拟研究由于计算机能力的限制,通常要先对精细的地质模型进行粗化,从而导致数模模型与实际地质情况存在较大差异,难以对气藏复杂的水侵动态进行模拟,影响了模拟的准确性。新一代精细数值模拟基于AMG-CPR代数多重网格与约束压力残差预处理技术,结合更高效的并行剖分技术,在网格规模和运算速度上相对于传统数值模拟有了巨大的提升,并使数模模型更加逼近真实的地质实体。通过裂缝地质建模建立了四川盆地磨溪区块龙王庙组气藏7 800万网格数量的双重孔隙介质模型,不进行粗化直接进行新一代精细数值模拟应用研究,其网格数量规模位目前居国内第一。将巨量网格模型在服务器集群上进行上千核的大型并行计算,其计算效率和能力相对于传统数值模拟均有新的突破,以往难以实现的巨量网格模型数值模拟能在2 h完成模拟运算,极大地提高了运算性能。从模拟计算结果来看,相对于传统数值模拟,高精度的双重孔隙介质模型能够对气藏的非均质性有较好的描述,对实际气藏楔形区底水的水窜和边水水侵均能进行较好地模拟。     

基于Fluent的波浪对海岸冲击的数值模拟

在Fluent软件的基础上,通过流体体积算法,数值模拟波高为0.2m、周期为1.5s、波长为3.5m的波浪对墙体的冲击过程,重点研究波浪对墙体的冲击力作用和网格尺寸对流场变化的影响。由模拟结果得出:墙体受到的冲击压力在时间历程上具有一定的周期性,但冲击压力的峰值具有一定的随机性;网格尺寸不同会导致自由面重构的不同,从而使流体体积法捕捉到的流场速度和压力不同,网格越精细,捕捉到的冲击压力更精确。     

高含水期剩余油分布数值模拟的平面网格划分

从数值模拟对高含水油田富集剩余油分布的描述出发，研究了平面网格对富集剩余油刻画精度的影响，提出了平面网格的划分原则，即整个数值模拟的模型最大平面网格尺寸不超过所关心最小富集剩余油面积的1／9。在这种网格尺寸下，有可能更好地刻画剩余油分布面积大于所关心最小富集剩余油面积的富集剩余油，量化了高含水期剩余油分布研究中数值模拟所必须到达的平面网格尺寸精细程度。     

数值试井技术在南海油气田中的应用

针对南海油气田存在的邻井干扰试井问题、多相流试井问题及非均质油气藏试井问题,开发了新型的数值试井技术--Voronoi数值试井技术。首先以渗流力学理论和物质平衡理论为基础,建立油气水三相渗流数学模型;然后利用Voronoi网格技术将数学模型进行空间及时间离散化,将油气藏离散为多个网格单元;最后采用迭代求解,得到各网格单元压力分布及各种物性参数。该技术以精细的Voronoi网格刻画了油气藏的实际地质情况,实现了精细的试井解释;与常规技术相比较,能将局部精细网格和基本粗化网格结合在一起,做到井筒、断层等附近采用精细网格,而离井较远的地方采用稀疏的基本网格,这样既能真实刻画油气藏地质特征,又可以最大限度地减少网格数据,提高了试井运算速度和精度。在南海油气田的实际应用效果表明,该技术能很好地解决多相流等疑难试井问题,为南海复杂油气田的试井分析提供了依据和方向。     

大规模变网格三维地震正演MPI并行策略与实现

三维波动方程数值模拟是复杂储层波场特征分析和地震响应识别模式建立的重要手段。针对大规模三维模型正演模拟面临的内存消耗巨大、计算耗时长的问题,使用MPI并行技术将模型切割计算,同时为了对局部复杂区域进行精细模拟,引入变网格算法对速度场进行局部加密,从空间上有效提高模拟精度;设计了适用于三维变网格算法的MPI并行子区域划分策略,降低了计算网格点数和内存需求。模型试算表明基于MPI并行变网格方法进行大规模三维正演数值模拟减少了内存消耗、提高了计算效率。     

PML边界条件下孔隙介质弹性波可变网格正演模拟方法研究

孔隙介质弹性波正演模拟对于储层预测和油气检测具有重要的指导意义。为提高孔隙介质波场正演模拟的精度,将可变网格方法应用于基于Biot理论的双相介质弹性波高阶有限差分正演模拟方法中,有效解决了二阶混合偏导数差分近似的可变网格过渡问题,推导了基于PML边界条件的可变网格差分格式,实现了空间与时间步长任意整数倍变化的双相介质弹性波可变网格正演模拟。对于细微地质结构或横向变化剧烈的介质区域,利用可变网格对区域精细重采样可有效提高正演的模拟精度;对于介质相对稳定的区域,采用大步长采样可保证正演计算效率。数值试验结果表明,与常规正演模拟方法相比,双相介质可变网格正演模拟方法的精度、效率有明显提高,对精细研究孔隙介质地震响应有着重要意义。     

波动方程有限差分双变网格算法的精度分析

应用双变网格(空间及时间)方法可对复杂储层地震波场进行精细模拟,且具有较高的计算效率,但空间变网格方法的缺点是在两种网格的边界处会引起数值噪声。为了更准确地对局部复杂构造进行数值模拟,本文从理论分析和数值模拟结果两方面对空间变网格的插值算法和变系数算法及变时间步长方法进行了定量研究和对比分析。通过对以上方法的定量误差分析,进而确定这些算法的适用范围。在数值模拟时通过选择合适的方法和参数,可以保证对微弱波场异常的模拟精度。     

有限元数值试井解释技术在复杂断块油气藏评价中的应用

有限元数值模拟试井技术,可通过描述不同网格的瞬变压力对测试范围内各个小单元进行精细描述.综合运用解析试井、数值试井联带分析方法,将测试动态成果与地质静态成果有机结合、相互补充,可实现对复杂断块油气藏的精细描述,达到一口井搞清一个小型复杂断块油气藏的目的.     

考虑夹层影响的渗透率粗化新方法

非渗透性的夹层对流体的运动有重要的控制作用。传统的渗透率粗化方法难以有效刻画夹层对渗透率模型的影响,特别是倾斜夹层。针对传统渗透率粗化方法的不足,提出了一种新的考虑夹层影响的渗透率粗化方法。该方法通过分析每一个粗化网格对应的精细网格中夹层的分布情况,确定该粗化网格不同方向上的渗透率。如果粗化网格在某一个方向上全部被夹层遮挡即不存在连通的砂体穿过整个粗化网格,则将该方向上的渗透率赋值为0,否则通过几何平均等张量平均法计算该方向的渗透率。新设计的方法能够在渗透率粗化模型中有效地反映精细地质模型中的夹层信息,更加准确地刻画渗透率的分布特点,为油藏数值模拟提供了更加可靠的参数场。     

优势渗流通道对油藏生产动态影响的精细数值模拟研究

基于Voronoi网格的精细油藏数值模拟软件VGRNS3D,对油藏中优势渗流通道进行了详细刻划和描述,并在此基础上对优势渗流通道区域形态、距生产井的距离对油藏生产动态的影响进行了研究,结果表明:对于衰竭开采方式,在定液生产及地层压降相同的条件下,优势渗流通道延伸方向平行于主流线方向或优势渗流通道区域距生产井越近,油藏的采出程度越高;对于注水开采方式,在定液生产及注入倍数相同的条件下,优势渗流通道延伸方向平行于主流线方向或优势渗流通道区域距注水井越近,油藏的采出程度越低。     

可变网格高阶有限差分法逆时偏移研究

在高阶有限差分法逆时偏移成像过程中,成像精度和计算效率是一对矛盾体,特别是对于小尺度细微地质构造的刻画。为了能在精细刻画局部地质体结构的同时,保证逆时偏移的计算效率,采用多尺度可变网格有限差分算法求解一阶应力-速度声波方程,将可变网格有限差分算法引入到逆时偏移中,对传统常规逆时偏移算法进行了改进,并将可变网格步长倍数的变化范围推广至任意奇数倍,分析了可变网格对有限差分算法数值频散的影响。不同模型偏移成像试验结果表明,可变网格逆时偏移算法能在保证地下地质体成像精度的同时提高偏移效率,有利于局部构造特征的精细刻画。     

人工裂缝井数值模拟网格技术研究

低渗透油田大部分的生产井都有人工裂缝,人工裂缝井数值模拟是为了更好的了解人工裂缝井渗流规律,搞清人工裂缝井的生产动态特征。这对低渗透油藏的有效开发具有重要的意义。网格技术对于人工裂缝井数值模拟非常重要,同时也是人工裂缝井数值模拟的一个难点。根据数值模拟网格技术的发展过程,给出了3种不同的模拟人工裂缝的网格系统,非均匀网格,PEBI网格和混合网格。分别介绍了这三种网格,分析了各种网格系统的优缺点,并对这三种网格做了比较,认为混合网格是人工裂缝井数值模拟最佳的网格系统。     

数值试井解释技术在复杂边界油藏评价中的应用

针对河南油田复杂边界油藏,采用常规解析试井的解释方法,应用有限元网格,通过描述不同时期每个网格的瞬变压力响应,来实现对测试范围内各个小单元的精细描述。采用数值试井解释方法能够更加直观和准确地对油藏进行描述,为勘探开发方案的制定提供参考。     

塔中4油田低储采比开发阶段数值模拟研究

油藏数值模拟作为油田开发的重要技术手段,在油藏开发调整、剩余油分布研究中发挥了重要作用。低储采比开发阶段油田剩余油在空间分布上具有高度零散的特点,利用先进的网格技术及精细油藏数值模拟技术是寻找这类剩余油分布的最科学、最实用的技术手段。根据低储采比开发阶段油藏特点,对塔中4油田进行了油藏数值模拟研究,通过初始化拟合和生产历史拟合,弄清了地下油、水运动和剩余油分布规律,提出了合理的调整方案,为高效开发该油田提供了技术支持和决策依据。     

油气藏数值模拟核心技术进展

通过综合分析SPE油藏数值模拟国际学术研讨会文献，阐述了模型技术、网格技术、粗化技术、求解技术、精细模拟及全油藏整体模拟的发展现状及其在油气田开发生产中所起的作用，论述了当前国际油藏数值模拟发展的新领域、新方向。     

大规模角点网格计算机辅助油藏模拟历史拟合方法研究

开展了大规模角点网格地质建模和油藏数值模拟应用研究,并研制了角点网格完井射孔层位辅助软件工具,解决了地质模型和数值模拟模型之间的衔接问题。提出了一种计算机辅助历史拟合方法,该方法采用油藏数值模拟自动历史拟合的数学模型。利用油藏数值模拟的成熟技术和专家知识,研制了历史拟合影响因素分析和计算机辅助优化拟合软件,根据主控因素,分3个层次,将历史拟合由初步拟合到精细拟合,提高了高含水油田剩余油分布预测数值模拟研究的可靠性和计算效率。该方法应用于苏丹Greater Unity油田的开发调整,取得了很好的效果。