油藏数值笔记整理

发布 2021-05-12 19:15:28 阅读 3364

油田的复杂性: 油层静态描述的复杂性;油层中所含流体及其与岩石作用的复杂性;油田开发动态描述的复杂性;油田开发技术措施的多样性。

研究油田的主要方法及优缺点:

1)直接观察法:优点:①直观:

看得见,摸得着②正确:它是客观存在的,避免的人为的误差缺点:①有一定的局限性,因为钻井观察井,井下测试和开辟生产试验区只能在局部地区进行②成本高,周期长③不能重复进行。

2)模拟法:优点:①可以模拟各种非均质地层的情况,因此避免了直接观察法的缺点②可以在短时间内进行“开发”,成本相对较低③能重复进行可以进行所谓“多次开发”缺点:

①模型本身均有一定的假设条件,因此与实际油藏存在一定误差②油藏数值模拟的基础在于油藏描述和生产动态,若油层参数和生产数据不准确,将导致模拟的误差。

油藏数值模拟能够解决的问题: ①油田开发方案编制过程中的动态指标**②用于加密调整,层析调整,注采系统调整方案的编制③压裂,堵水,调剖等增产工艺措施的评价④注水量,注入压力,油井产液,流压调整⑤提高采收率技术评价,其中包括注聚合物,co2,氮气,化学驱,热力采油等⑥驱油机理研究,油藏数值模拟的主要内容: ①地质模型:

详细描述油藏静态地质特征,包括地层构造,沉积相,储层,油藏类型等②建立数学模型:建立一套描述油藏渗流的偏微分方程组此外,为解此次方程组还要有相应的辅助方程,初始条件,边界条件③建立数值模型:先通过离散化将偏微分方程组转化成有限微分方程组,然后将其非线性系数项线性化而得到线性化方程组,再利用线性方程组各种解法求得所需求的未知量的分布及变化④建立计算机模型:

将各种数学模型的计算方法编制成计算机程序,以便用计算机进行计算得到所需要的各种结果。

油藏数值模拟的步骤: ①油藏动静态状况分析:分析油藏的地质构造特征,油气水分布,注采井网,层系划分,裂缝,断层发育状况等生产动态②选择模型:

要根据油藏的实际情况和所研究的问题,选择合适的模型③资料输入:包括描述油藏的静态数据和生产井/注入井的动态数据④灵敏度试验:将影响油田开发指标的地质静态资料,流体性质资料和特殊岩心分析资料人为地加以变化,输入计算机程序中,观察它们对开发指标的影响,从中找出其影响比较大的性质参数对于这一类参数应尽量取全取准,并拟合地质储量⑤历史拟合:

为修正油藏模拟器,将计算出的开发指标和实际动态参数相比较,修改油层静态参数,直到二者接近,达到允许的误差范围⑥动态**:在历史拟合的基础上对未来的开发指标进行计算。

用数学模型来模拟一个已知油藏流体规律需要具备的条件: ①有描述该油层内流体流动规律的偏微分方程,以及描述流体物理化学性质变化的状态方程②给出定解条件模拟稳定流时,需知道边界条件模拟非稳定流时,除需知道边界条件外还要知道该油藏的初始条件。

油藏数学模型的命名依据: (流体的相态),(空间维数),(使用功能与特点)三个方面 (1)流体的相态:单相流模型,两相流模型,三相流模型 (2)空间维数:

①零维模型:描述均质岩石,均质流体性质的油藏系统,而且系统内的饱和度分布和压力分布是连续的,油藏内任意处的压力发生变化时,整个油藏系统内的压力都随着同时发生变化的这一类数学模型。②一维模型:

描述油藏流体沿一个方向上发生流动,而其他两个方向上则没有任何变化的数学模型③二维模型:描述油藏流体沿二个方向上发生流动,而在第三个方向上没有任何变化的数学模型④三维模型:描述油藏流体沿三个方向同时发生流动的数学模型 (3)模型使用功能及特点:

①气藏模型:描述天然气气藏的数学模型②黑油模型:描述气,油,水三相同时存在的油藏数学模型③组分模型:

描述油藏内碳氢化合物化学组分的数学模型。

建立数学模型来模拟油藏内流体的渗流特性,常用的物理原理: 质量守恒定律;能量守恒定律;达西定律。

二阶微分方程的类型: 抛物型方程椭圆型方程双曲型方程。

一般多组分模型: 描述油藏内碳氢化合物化学组分的数学模型。

黑油模型: 描述气,油,水三相同时存在的油藏数学模型。

边界条件:page28

求解描述油藏内流体流动规律的数学模型的偏微分方程的通用方法是: 将方程及其定解条件离散化,然后采用数值解法有限差分法是应用最早和最多的一种方法。

离散化的概念及特点: 概念:是把整体分割成若干个小单元来处理特点:

①每个小单元的形状是规则的,均质的,从而把形状不规则的非均质问题转化为容易计算的,形状规则的均质问题②整个运算是重复的简单运算构成的③能够控制解的精确度。

离散空间: 是把所研究的空间范围套上某种类型的网格,将其划分为一定数量的单元。

离散时间: 是在研究的时间范围内把时间离散成一定数量的时间段。

块中心网格: 用网格分割成小块的中心来表示小块坐标。

点中心网格: 由网格的交点,即节点的位置来定小块的中心。

截断误差: 当微商用差商表示时,由于截掉了泰勒级数的余项所产生的误差称为阶段误差。

一维等距网格的差分格式: ①显式差分格式:在这种差分格式中,只有一个未知数,由一个方程式就可求出,不需要联立求解,此种格式是显式的(公式page34) ②隐式差分格式:

当已知第n时刻的值时,为了求出第n+1时刻的值,必须解一个线性代数方程组,也就是说,要想求出值,需要用到第n时刻的压力值,也要用到第n+1时刻的压力值这种格式称为隐式差分格式(公式page35) ③克兰克尼克森格式: ④加权六点格式:当θ=0时,为显式差分格式;当θ=1时,为隐式差分格式;当θ=1/2时,为克兰克尼克森六点格式。

二维规则网格的差分格式: 显式差分格式;隐式差分格式(隐式差分格式是无条件收敛的);克兰克尼克森。

差分方程组的数值解法可分为(直接法)与(迭代法)两类。

标准排列格式:如果未知数按线性(行或列)排列,则可得到未知数标准或自然排列。

一维径向单相流的数值模拟方法完整的数学模型: ①假设条件:油藏中存在单向流体一维径向渗流;油藏岩石和流体是均质的;油藏流体渗流符合达西定律;油藏流体是微可压缩的;不考虑重力的影响;不考虑岩石的压缩性; ②不均匀网格差分方程的推导(page91)

采用不均匀网格的原因:page92由于在一维径向流的情况下,靠近井底附近的压力梯度大,而远离井底附近的压力梯度小,因此若取均匀网格,则对于井底附近来说,由于网格较大不能求出其压力变化而远离井底地区,由于压力变化不大,相对来说网格就显得小了一些。

二维单相流的数值模拟方法完整的数学模型: ①假设条件:油藏中存在单相流体渗流;油层厚度均匀,且与面积相比较小;油藏流体渗流符合达西定律;油藏流体是微可压缩的;不考虑岩石的压缩性;不考虑重力影响;考虑岩石的各向异性及非均质性;流体与岩石不发生物理化学反应; ②不均匀网格差分方程的推导page98

边界条件的处理方法page102

二维两相流完整的数学模型的假设条件: 油藏中存在油水两相流体渗流;油层厚度均匀,且与面积相比较小;油藏中岩石和流体均可压缩;油藏流体渗流符合达西定律;油藏岩石具有各向异性和非均质性;考虑毛管压力的影响;不考虑重力的影响。

差分方程组的求解方法: 一类是顺序求解,一类是联立求解处理方法:显式,隐式,半隐式,全隐式。

impes方法: 是通常所说的隐压显饱法,即隐式求解压力方程,显式求解饱和度方程。

impes方法的基本思路: ①通过乘以适当的系数,合并油方程和水方程,以消去差分方程组中的变量so和sw,从而得到一个只含变量po和pw的压力方程; ②由毛管压力公式可将pw表示为po和pc的形式,得到一个只含变量po的压力差分方程; ③方程左端达西项系数用上一时间段值,同时毛管压力也用上一段时间值即显示处理系数,由此可形成一高阶线性代数方程组,用直接法或迭代法可以进行求解; ④在解压力差分方程式之后将解出的压力值作为已知条件带入油方程或水方程,用显式计算格式求出饱和度值; ⑤井点所在网格的产量项均作显式处理,由上一时间阶段的饱和度值计算井点网格的油水产量。

impes的特点: 所占内存小,计算工作量少,方法简便,但它只适用于一般弱非线性渗流问题,对于某些强非线性渗流问题如注气,气锥或水锥等问题,iimpes方法无能为力。

历史拟合方法: 对油藏的动态变化历史进行反复拟合计算的方法就称为历史拟合方法。

历史拟合的主要动态参数: 油层平均压力及单井压力;见水时间及含水变化;气油比的变化。

油田的复杂性: 油层静态描述的复杂性;油层中所含流体及其与岩石作用的复杂性;油田开发动态描述的复杂性;油田开发技术措施的多样性。

研究油田的主要方法及优缺点:

1)直接观察法:优点:①直观:

看得见,摸得着②正确:它是客观存在的,避免的人为的误差缺点:①有一定的局限性,因为钻井观察井,井下测试和开辟生产试验区只能在局部地区进行②成本高,周期长③不能重复进行。

2)模拟法:优点:①可以模拟各种非均质地层的情况,因此避免了直接观察法的缺点②可以在短时间内进行“开发”,成本相对较低③能重复进行可以进行所谓“多次开发”缺点:

①模型本身均有一定的假设条件,因此与实际油藏存在一定误差②油藏数值模拟的基础在于油藏描述和生产动态,若油层参数和生产数据不准确,将导致模拟的误差。

油藏数值模拟能够解决的问题: ①油田开发方案编制过程中的动态指标**②用于加密调整,层析调整,注采系统调整方案的编制③压裂,堵水,调剖等增产工艺措施的评价④注水量,注入压力,油井产液,流压调整⑤提高采收率技术评价,其中包括注聚合物,co2,氮气,化学驱,热力采油等⑥驱油机理研究,油藏数值模拟的主要内容: ①地质模型:

详细描述油藏静态地质特征,包括地层构造,沉积相,储层,油藏类型等②建立数学模型:建立一套描述油藏渗流的偏微分方程组此外,为解此次方程组还要有相应的辅助方程,初始条件,边界条件③建立数值模型:先通过离散化将偏微分方程组转化成有限微分方程组,然后将其非线性系数项线性化而得到线性化方程组,再利用线性方程组各种解法求得所需求的未知量的分布及变化④建立计算机模型:

将各种数学模型的计算方法编制成计算机程序,以便用计算机进行计算得到所需要的各种结果。

油藏数值模拟的步骤: ①油藏动静态状况分析:分析油藏的地质构造特征,油气水分布,注采井网,层系划分,裂缝,断层发育状况等生产动态②选择模型:

要根据油藏的实际情况和所研究的问题,选择合适的模型③资料输入:包括描述油藏的静态数据和生产井/注入井的动态数据④灵敏度试验:将影响油田开发指标的地质静态资料,流体性质资料和特殊岩心分析资料人为地加以变化,输入计算机程序中,观察它们对开发指标的影响,从中找出其影响比较大的性质参数对于这一类参数应尽量取全取准,并拟合地质储量⑤历史拟合:

为修正油藏模拟器,将计算出的开发指标和实际动态参数相比较,修改油层静态参数,直到二者接近,达到允许的误差范围⑥动态**:在历史拟合的基础上对未来的开发指标进行计算。

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