化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究

将快速自适应组合网格方法用于化学驱动态局部网格加密研究,并在国产化学驱软件ASP上实现了动态局部网格加密,局部加密区域可以随驱替前缘的移动而改变.所研制的动态局部网格加密的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近,而CPU时间比整个模拟区域都采用细网格减少一半以上.进行化学驱数值模拟实验,给出了用3种网格系统(粗网格、全细网格以及组合网格)模拟得到的生产井含水率、井网格含油饱和度对比曲线以及含油饱和度的平面等值图.数值模拟实验结果还表明,化学驱对网格大小很敏感,采用细网格或动态局部网格加密是必要的.图7表1参7     

化学驱驱替前缘动态追踪数值模拟研究

将快速自适应组合网格方法用于化学驱动态局部网格加密研究，并在国产化学驱软件ASP上实现了动态局部网格加密，局部加密区域可以降驱替前缘的移动可改变，所研制的动态局部网格加密的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近。而CPU时间比整个模拟区域都采用组网格减少一伴以上，进行化学驱动数值模拟实验，给出了用3种网格系统（组网格，全细网格以及组合网格）模拟得到的生产井含水率，井网格含油饱和度对比曲线以及含油饱和度的产面等值图，数值模拟实验结果还表明、化学驱对网格大小很敏感，采用细网格或动态局部网格加密是必要的。图7表1参7     

窗口技术在油藏数值模拟中的应用

将快速自适应组合网格方法(Fast Adaptive Composite Grid，简称FAC方法)用于油藏数值模拟局部网格加密技术中。局部加密区域可以像窗口一样，随实际问题需要灵活地开启和关闭，或改变大小，无需在整个模拟阶段都采用局部加密网格。在实用全隐油藏数值模拟器MURS上实现了窗口技术。数值实验表明，采用窗口技术的模拟结果与全细网格计算的结果非常接近，并且比整个模拟阶段都进行局部网格加密节约8%的CPU时间，比全细网格节约37％的CPU时间。表明窗口技术切实可行。图4表2参7     

高含水油藏动态局部网格加密技术

高含水期油田剩余油在空间分布上具有高度零散的特点,粗网格计算已无法满足该阶段的模拟精度要求,细网格计算将消耗大量的计算机内存及CPU时间,甚至由于数值弥散导致计算结果失真。为准确确定油水驱替前缘,进一步量化高含水期的剩余油分布,建立了以含水率及含水饱和度为计算标准的动态局部网格加密技术（DLGR）。该技术能实现局部加密区域随时间改变从而更好地追踪油水驱替前缘。通过粗网格、细网格及动态加密网格实例计算对比,动态局部网格加密的模拟结果与细网格的模拟结果接近,而CPU运算时间减少80%。该技术实现了细网格的模拟精度,极大地提高了模拟速度,缩短了模拟周期,节约了计算成本。     

聚驱后井网加密与二元复合驱结合提高采收率实验研究

国内一些油田已陆续进入聚合物驱后续水驱阶段,亟待研发聚驱后进一步提高采收率技术。为此,应用物理模拟方法,研究了聚驱后井网加密和二元复合驱相结合进一步提高采收率方法。实验过程中,利用饱和度监测技术测量物理模型含油饱和度的变化规律。实验结果表明,聚驱后油层仍有大量剩余储量,通过井网加密和二元复合驱结合可进一步提高采收率29.86%。     

稠油油藏火驱驱油特征研究

为了探索稠油油藏火驱驱油机理及驱油特征,通过物理模拟实验方法和数值模拟方法,结合现场生产井生产动态数据,研究了不同阶段的火驱含油量分布,并给出了火驱开发过程中各阶段生产特征。研究表明,已燃烧区的残余油饱和度几乎为零,此阶段火驱为活塞式驱油。未燃区平均含油饱和度随着火线推进而升高,且未燃区存在高含油饱和度面,跃变点推进到生产井时火驱驱油见效,未燃区为非活塞式驱油方式。     

多薄层特低渗透滩坝砂油藏CO2驱层系组合优化

为了解决特低渗透滩坝砂油藏CO2驱纵向驱替不均衡的问题,利用油藏数值模拟方法分析了储层渗透率、地层原油黏度、含油饱和度和油层厚度等因素对层系组合的影响,并利用正交试验方法确定各因素的影响程度从大至小依次为:原油黏度、含油饱和度、储层渗透率、油层厚度.通过公式推导和油藏数值模拟方法,建立了考虑含油饱和度、原油黏度和储层渗...     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

渤海湾盆地永安油田永66区块氮气驱油机理

为研究渤海湾盆地永安油田永66区块氮气驱油机理及其变化规律,在地质认识基础上开展了流体相态实验和数值模拟研究。结果表明：①注氮气吞吐过程中,地层倾角、驱替速度以及毛管压力的大小对地层含油饱和度和界面张力的变化均具有明显控制作用;②地层倾角越大、驱替速度越快,原油越容易被驱替至油藏底部,从而油藏底部的含油饱和度越大,而油藏顶部流体则变成油气两相,界面张力增加;③在氮气驱油过程中,随着毛管压力的增加,气体进入孔隙的阻力增大,底部含油饱和度也会随之增大,但原油向油层底部聚集的速度减慢,顶部界面张力增大,含油饱和度和界面张力变化的范围和程度逐渐减小。该研究成果对油气田开发过程中利用氮气驱油提高采收率具有指导作用。     

油藏模拟的新方法——改进的快速自适应组合网格

改进的快速自适应组合网格方法（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦａｓｔＡｄａｐｔｉｖｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＧｒｉｄ简称ＦＦＡＣ方法）实质上是利用了多重网格方法原理,用非正常连接法进行处理的区域分解方法。首先ＦＦＡＣ方法由于其网格的加密是在每个网格块内剖分产生的,应用非正常连接的技术来处理相邻网格步长不一致的问题,克服了ＦＡＣ各子域之间不能相互接触的难题。从而也就可以比较容易地对各种驱替前缘用动态加密网格方式进行模拟。其次,ＦＦＡＣ方法则能够根据实际情况而灵活地采用迭代法和直接解法。第三,ＦＡＣ各加密网格层和未加密的网格层是重叠的,这样就增加了网格总数,运行时需要更多的内存。ＦＦＡＣ则用嵌套的方法来处理,可以大大节约内存。第四,ＦＦＡＣ方法中各级网格之间边界值的转换通过在组合网格上求余量来实现而取代了ＦＡＣ方法利用多重网格方法中插值、限制转移的方式,避免了插值、限制转移公式不易确定的难题,大大简化了计算过程。ＦＦＡＣ方法克服了ＦＡＣ方法的不足之处,使得它的实用性更为广泛。这种算法也可用于并行计算。文中阐述了ＦＦＡＣ法的原理和方法,并提供了算例。     

油藏模拟的新方法——改进的快速自适应组合网格

改进的快速自适应组合网格方法(Flexible Fast Adaptive Composite Grid简称FFAC方法)实质上是利用了多重网格方法原理,用非正常连接法进行处理的区域分解方法.首先FFAC方法由于其网格的加密是在每个网格块内剖分产生的,应用非正常连接的技术来处理相邻网格步长不一致的问题,克服了FAC各子域之间不能相互接触的难题.从而也就可以比较容易地对各种驱替前缘用动态加密网格方式进行模拟.其次,FFAC方法则能够根据实际情况而灵活地采用迭代法和直接解法.第三,FAC各加密网格层和未加密的网格层是重叠的,这样就增加了网格总数,运行时需要更多的内存.FFAC则用嵌套的方法来处理,可以大大节约内存.第四,FFAC方法中各级网格之间边界值的转换通过在组合网格上求余量来实现而取代了FAC方法利用多重网格方法中插值、限制转移的方式,避免了插值、限制转移公式不易确定的难题,大大简化了计算过程.FFAC方法克服了FAC方法的不足之处,使得它的实用性更为广泛.这种算法也可用于并行计算.文中阐述了FFAC法的原理和方法,并提供了算例.     

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快速自适应组合网格方法（简称ＦＡＣ）是近年崛起的解大型计算问题的新技术。局部网加密方法也是当今油气藏数值模拟的一项新技术，既能节约计算量与存贮量，又能提高模拟精度。但是由局部网生成的矩阵丧失对角占优性和带形规律，计算颇为困难。本文介绍的ＦＡＣ是８０年代计算数学新成果，通过全局粗网格解与局部细网格解之间交替迭代，最终得到局部加密网的解。计算实例表明，在气藏模拟中使用ＦＡＣ算法可以提高模拟精度，降低计算成本，而且编程简单，具有自适应功能。     

热采数值模拟的快速自适应组合网格方法

本文用快速自适应组合网格方法(FAC)和逐次收据方法分别计算了一个三维、三相、二组分的热采数值模拟.计算结果表明,FAC方法和逐次收缩方法的结果接近全局加密网格上的结果(其中FAC的结果更为理想),而CPU时间仅分别为后者的22.35%和10.8%.     

Numerical simulation of the impact of polymer rheology on polymer injectivity using a multilevel local grid refinement method

Polymer injectivity is an important factor for evaluating the project economics of chemical flood, which is highly related to the polymer viscosity. Because the flow rate varies rapidly near injectors and significantly changes the polymer viscosity due to the non-Newtonian rheological behavior, the polymer viscosity near the wellbore is difficult to estimate accurately with the practical gridblock size in reservoir simulation. To reduce the impact of polymer rheology upon chemical EOR simulations, we used an efficient multilevel local grid refinement (LGR) method that provides a higher resolution of the flows in the near-wellbore region. An efficient numerical scheme was proposed to accurately solve the pressure equation and concentration equations on the multilevel grid for both homogeneous and heterogeneous reservoir cases. The block list and connections of the multilevel grid are generated via an efficient and extensible algorithm. Field case simulation results indicate that the proposed LGR is consistent with the analytical injectivity model and achieves the closest results to the full grid refinement, which considerably improves the accuracy of solutions compared with the original grid. In addition, the method was validated by comparing it with the LGR module of CMG_STARS. Besides polymer injectivity calculations, the LGR method is applicable for other problems in need of near-wellbore treatment, such as fractures near wells.     

对油藏模型网格粗化中REV 理论的探讨

Lasseter等(1986)提出油藏模型网格粗化(ReservoirUpscaling)应当在表征体元(RepresentativeElementaryVolume,简称REV)级进行。REV指一种特定的体积元,在这种体积元测取的物性参数将在一定的比例尺范围内保持不变。REV理论一直是一个有争议的概念,因为其定义不十分清晰,且没有说明如何在真实油藏中获取之。因此,甚至有人怀疑在真实油藏中,是否真的存在REV。基于REV理论,提出了一个新的概念——表征体元网格,(RepresentativeElementaryVolumeGrid,简称REVG)。该网格体系在给定的比例尺范围内可最佳地描述油藏的非均质性。从物理意义上讲,在REVG系统中,每个网格内的物性差异最小,而网格间的物性差异最大。     

A New Grid Block System for Reducing Grid Orientation Effect

The grid orientation effect (GOE) is a long-standing problem plagueing reservoir simulators that employ finite difference schemes. A rotation of the computational grids yields a substantially different solution under certain circumstances. A Cartesian grid with one axis parallel to the line joining an injector and producer gives a solution significantly different from a grid that has the axes oriented at 45° to this line. This article presents a new grid system that can reduce the grid orientation effect. This system involves using a unique grid-block assignment where rectangular grid blocks are interspersed with octagonal grid blocks. The boundaries are populated with triangular grid blocks. The entire domain consists of a “structured” grid block system referred to as the hybrid grid block (HGB).     

A New Grid Block System for Reducing Grid Orientation Effect

Abstract

The grid orientation effect (GOE) is a long-standing problem plagueing reservoir simulators that employ finite difference schemes. A rotation of the computational grids yields a substantially different solution under certain circumstances. A Cartesian grid with one axis parallel to the line joining an injector and producer gives a solution significantly different from a grid that has the axes oriented at 45° to this line. This article presents a new grid system that can reduce the grid orientation effect. This system involves using a unique grid-block assignment where rectangular grid blocks are interspersed with octagonal grid blocks. The boundaries are populated with triangular grid blocks. The entire domain consists of a “structured” grid block system referred to as the hybrid grid block (HGB).