B611工作室史樹彬油藏數值模擬和CMG操作簡介1什么是油藏數值模擬？2油藏數值模擬軟件介紹3油藏數值模擬能干些什么？4油藏數值模擬研究步驟如何？5CMG操作簡介油藏數值模擬和CMG操作簡介

油藏數值模擬就是用數值的方法來解油藏中流體(相或組分)滲流的偏微分方程組。所謂數值方法是一種近似的解法，即用離散化的方法把連續函數轉變成離散函數，用計算機來求解。通常用的方法為有限差分法，也可用有限元法和譜分析方法。油藏數值模擬的定義油藏模擬的概念及其所考慮到的因素油藏模擬就是把油藏在三維的空間里分為許多離散的單元，并且模擬油藏及流體在空間及一系列離散的時間步里的發展變化。與物質平衡方法一樣的是，系統遵循物質守恒原理。建立油藏模擬軟件，一般包括：（1）質量守恒原理（2）能量守恒原理（3）運動方程（達西定律）（4）狀態方程（5）輔助方程（如飽和度方程，毛管力方程等）

零維、一維、二維、三維

單相、兩相、三相單組分、兩組分、…、N組分

單重介質(砂巖)、雙重介質(碳酸鹽巖)分類

零維、一維、二維、三維

單相、兩相、三相單組分、兩組分、…、N組分

單重介質(砂巖)、雙重介質(碳酸鹽巖)按空間維數來分按流體相數來分按流體組分來分按巖石類型來分按模型功能來分黑油模型狀態方程的組分模型

雙重介質模型熱采模型聚合物驅模型三元復合驅模型水平井模型

……1什么是油藏數值模擬？2油藏數值模擬軟件介紹3油藏數值模擬能干些什么？4油藏數值模擬研究步驟如何？5CMG操作簡介油藏數值模擬和CMG操作簡介油藏數值模擬軟件對比三大應用軟件系列水驅三次采油蒸汽驅EclipseVIPWorkBenchVIPUtchemCMGSSI-THERM黑油模型軟件

序號項目VIPCMGECL1角點網格一般一般成熟2水平井水平井井筒無壓降（線源法）水平井井筒有壓降（離散井筒法）水平井井筒有壓降（離散井筒法）3裂縫描述較方便較方便較方便4區域劃分不允許交叉不允許交叉允許交叉5流體追蹤API示蹤API和鹽水追蹤6巖石性質壓實壓實7相對滲透率方向相對滲透率方向相對滲透率8前處理方便一般方便9后處理較強一般強10三維圖形強較強強總體評價優

黑油模型的特殊功能角點網格技術各種類型的局部網格加密技術斜斷層處理方法不同巖石類型劃分方法不同類型PVT參數劃分方法飽和度標定技術儲層物性時變處理技術天然裂縫和人工壓裂裂縫模型描述技術。

八項建模技術三次采油軟件

序號項目VIPCMGECL1聚液粘度依賴聚合物濃度、鹽濃度剪切速度聚合物濃度聚合物濃度，鹽濃度2吸附依賴聚合物濃度、鹽濃度、滲透率聚合物濃度滲透率聚合物濃度3剪切降粘可逆可逆4滲透率減小依賴聚合物濃度、鹽濃度、滲透率滲透率聚合物濃度5聚合物組分擴散有有6復合驅聚合物、表活劑7陽離子交換有總體評價優CMG軟件界面CMG公司ECLIPSE軟件界面Schlumberger公司VIP軟件界面Landmark公司1什么是油藏數值模擬？2油藏數值模擬軟件介紹3油藏數值模擬能干些什么？4油藏數值模擬研究步驟如何？5CMG操作簡介油藏數值模擬和CMG操作簡介油藏模擬的目的

3.動態預測1).評價開發方式；如：枯竭開采、注水開發等。2).選擇合理井網、開發層系、確定井位；3).選擇合理的注采方式、注采比；4).對油藏和流體性質敏感性研究。1).核實地質儲量，確定基本的驅替機理（如：是天然驅，還是注水開發）；2).確定產液量和生產周期；3).確定油藏和流體特性；4).提出問題、潛力所在區域。1).開發指標預測及經濟評價2).評價提高采收率的方法（如：一次采油、注水、注氣、化學驅等）3).剩余油飽和度分布規律的研究，再現生產動態4).潛力評價和提高采收率的方向5).專題和機理問題的研究油藏描述

油藏描述是油田開發的基礎，是一項系統工程，由多學科各種方法聯合研究的結果。油藏數值模擬作為一種方法，在油藏描述中起了一定的作用。

1)孔隙結構研究-10μm級利用CT、核磁共振、圖象分析儀、微觀驅油機理、毛管壓力實驗等進行研究

2)巖石物理性質研究-cm級利用油層物理實驗室進行Ф、K、S、kr等研究。

3)測井研究-m級利用測井方法進行Ф、K、S等研究。

4)井間地震研究1-100m級利用井間地震進行油層連續性、油層厚度等研究。

5)井間監測m-1000m利用試井和示蹤劑等方法來研究主力油層的Ф、K、S等。

6)數值模擬網格10m-1000m

將上述研究的Ф、K、S等參數填入數值模擬網格。

7)油藏數值模擬1000m-10000m

利用油藏數值方法研究油藏靜態參數和P、S分布。

8)小井距生產試驗區如大慶、孤東等小井距研究彈性驅、水驅和各種提高采收率的開發規律。驅油機理研究層內油水運動機理研究油水運動的作用力驅動力重力毛管力控制地質儲量、井間連通狀況水體大小、驅動能量、產能,為方案研究提供依據層系、井網、井距、開發方式等優化敏感性分析方案指標預測驅替機理、合理注入條件及參數、動態預測剩余油分布研究優化調整部署早期評價模擬新油田開發方案模擬老油田調整方案模擬提高采收率模擬開發前期開發初期開發中期開發后期油藏動態預測1什么是油藏數值模擬？2油藏數值模擬軟件介紹3油藏數值模擬能干些什么？4油藏數值模擬研究步驟如何？5CMG操作簡介油藏數值模擬和CMG操作簡介油藏模擬計劃的擬訂數值模擬軟件選取數值模擬研究所需數據準備建立數值模擬數據文件擬合動態預測開發報告編寫每一步的目的？確定油藏工程問題制定模擬策略工作量估計和經費概算1油藏模擬計劃的擬訂2模擬器的選取進行數值模擬研究之前，需要對研究對象、目的、油藏情況進行分析，從而確定應用什么軟件進行此項目的數值模擬研究?！ぬ烊涣芽p油氣藏的模擬應用雙重介質的裂縫模型；·凝析油氣田開發以及注氣油田開采應用組份模型；·視油、氣田含富氣或平氣大小可采用組份或黑油模型；·稠油開發用熱采注蒸汽模型；·注各種化學劑的三次采油應用化學模型；·而對一般油藏，模擬可選用常規油氣田開發的黑油模型。3數據準備

1.表格數據主要指巖石物性、流體性質。

·油氣PVT數據表（高壓物性分析）；

·水及巖石PVT性質（高壓物性分析）；

·油水相對滲透曲線；·毛管壓力曲線（巖心壓汞實驗）等；·井筒流動數據。

2.網格數據

·油藏頂面海拔深度；

·砂層厚度（有效）；·孔、滲、飽參數巖石類型等。3.動態數據

·完井數據：射孔、補孔、壓裂、堵水、解堵日期、層位、井指數等；

·生產數據：平均日產油、日產水、日產氣、平均油氣比和含水比等；·壓力數據：井底流壓、網格壓力等。·動態監測資料（分層測試、吸水、產液剖面等）

4.其它數據主要包括算法選擇、輸入輸出控制、油水井約束界限、油井定壓定產等參數。各砂巖組個數及名稱小層名稱沉積類型連通情況油層分層數據斷層數據斷層方向斷點深度斷距密封情況小層平面圖頂部深度等值圖有效厚度等值圖滲透率等值圖孔隙度等值圖地質構架屬性數據小層靜態數據靜態資料基本數據資料

油層流體性質數據油、氣、水的高壓物性資料巖石的壓縮系數注意：輸入時最好將PVT數據繪成曲線，以保證輸入模型中的PVT曲線光滑包括：原油的Bo-p曲線，Uo-p曲線，Rso-p曲線，Uo-T曲線，此外還有原油的地下密度，地面密度，飽和壓力，地面粘度，壓縮系數等。氣體的Bg-p曲線，Ug-p曲線，地下地面密度及壓縮系數地層水的粘度，礦化度，體積系數和壓縮系數。油藏數值模擬地層水體積系數與壓力、溫度關系地層水物性油藏數值模擬原油體積系數與地層壓力關系曲線原油物性PRs UoBo。。。

[表格]

。。。

油藏數值模擬地層油粘度隨壓力變化關系原油物性油藏數值模擬典型地層油溶解氣油比曲線原油物性

巖石和流體的流動性質數據油水相滲曲線油氣相滲曲線毛管力曲線注意：油氣相滲曲線資料少，可借用相滲曲線和毛管力曲線飽和度端點值應匹配毛管力曲線對純油區可以忽略，但對過渡帶必須考慮

初始（t=0）的壓力、含油飽和度分布

.初始壓力，壓力平衡化算法

.初始含油飽和度，直接賦值

初始數據動態資料1.射孔完井報告2.井史報告、壓裂等措施3.系統測壓資料4.試油、試井和試采資料（壓力恢復曲線）5.油水井別，調整井位示意圖基本數據資料動態資料6.油井生產數據報表：

日產油、日產液、日產氣、日產水綜合含水壓力累積產油、累積產氣、累積產水、累積產液7.注水井生產數據報表：日注水量累積注水量基本數據資料動態資料8.區塊綜合生產數據統計報表：日產油、日產液、日產氣、日產水綜合含水采出程度壓力累積產油、累積產氣、累積產水、累積產液日注水量累積注水量基本數據資料輸入各生產階段每口井的生產動態數據

生產動態數據指各生產井及注水井在各個開發時刻的日油量，日水量，含水率，油氣比，井底壓力，井口壓力，日注量等數據，并將這些數據按一定時間步長整理，做成一系列時間卡，按定產條件進行輸入，若有的井與其它層位進行合采合注的，應視具體情況進行劈產劈注。

對各井進行的措施也應給以考慮，各井射孔位置、日期，補孔記錄，壓裂堵水記錄，大修記錄等各項措施記錄。

測壓資料出油剖面、吸水剖面見水日期、層位、來水方向等其它有關數據供擬合時參考油藏數值模擬和CMG操作簡介1什么是油藏數值模擬？2油藏數值模擬軟件介紹3油藏數值模擬能干些什么？4油藏數值模擬研究步驟如何？5CMG操作簡介數值模擬數據文件（前處理建模）擬合結果分析（后處理）動態預測開發報告編寫每一步的目的？CMG主界面CMG所包括模塊

數據文件建立模塊黑油模型模塊組分模型模塊三維立體顯示模塊自定義平面圖顯示模塊自定義表表輸出模塊熱采和化學驅模塊相態及流體性質計算模塊轉換模塊SectionContent1I/OControlSection名字、輸入輸出單位、各控制參數等。2ReservoirDescription網格數目、井口半徑、深度、孔隙度、ijk方向滲透率、有效厚度等。3ComponentProperties選擇模式、PVT參數（油氣水三相密度、粘度、體積系數）、油氣水巖石的壓縮系數等4Rock-FluidProperty油水、氣水相對滲透率曲線5InitialCondition飽和度、泡點壓力、參考壓力、參考深度、油水、氣水界面深度。6NumericalControl數值模式選擇、最大最小生產時間。7WellData生產時間、井的類別、生產流體、最大產量、最小井底流壓、表皮系數、射孔位置、射孔時間。InputDataFile詳細介紹總體結構數據文件講解INPUT/OUTPUTCONTROLGRIDANDRESERVOIRDEFINITIONFLUIDDEFINITIONS模型輸入輸出控制網格劃分及油藏參數特征流體特征ROCK-FLUIDPROPERTIES巖石和流體的流動性質INITIALCONDITIONS油藏初始條件NUMERICALCONTROLRECURRENTDATA動態數據總體結構數據文件講解數值計算控制INPUT/OUTPUTCONTROL的基本數據數據文件講解2.單位：SIFieldModsiLabGRIDANDRESERVOIRDEFINITION的基本數據數據文件講解3.孔、滲等巖石屬性：*CON*KVAR*ALL·砂層厚度（有效）；壓力、含水率、氣油比等都已經擬合好后就可以進行動態預測了。評價提高采收率的方法（如：一次采油、注水、注氣、化學驅等）數值模擬數據文件（前處理建模）對油藏和流體性質敏感性研究?！ぬ烊涣芽p油氣藏的模擬應用雙重介質的裂縫模型；油水、氣水相對滲透率曲線江蘇油田真12斷塊E2d23進行數值模擬研究的最終目的都是為了對油田未來的動態進行預測。數值模擬研究所需數據準備水驅與優化方案預測的累產油對比水平井井筒無壓降（線源法）irf拖曳至Result3D中產生3D圖象如大慶、孤東等小井距研究彈性驅、水驅和各種提高采收率的開發規律?！ど皩雍穸龋ㄓ行В?；水平井井筒有壓降（離散井筒法）FLUIDDEFINITIONS綜合調整，預測最終采收率（＝98％），經濟評價，提高效果剩余油飽和度分布規律的研究，再現生產動態如大慶、孤東等小井距研究彈性驅、水驅和各種提高采收率的開發規律。4油藏數值模擬研究步驟如何？·稠油開發用熱采注蒸汽模型；7)油藏數值模擬1000m-10000mROCK-FLUIDPROPERTIES油藏數值模擬和CMG操作簡介評價提高采收率的方法（如：一次采油、注水、注氣、化學驅等）ReservoirDescription提供新井的井位，射開層數，產量含水估計，生產壓差估計（3）運動方程（達西定律）Ⅰ油組原始含油飽和度分布等值線圖網格及模擬層的劃分模擬區域的選擇明確數模所研究的區域，確定模擬的范圍，井數、層位和數模的時間長短模擬層的劃分縱向上進行網格劃分，也就是確定數模的層位和層數，數模時所考慮的層位與生產層位有較大區別，在劃分時應考慮以下幾點：在能夠說明問題的前提下，盡量少用縱向網格，因為縱向層數對網格節點數影響較大對層間有較厚隔層，分隔狀況良好的生產層位，應適當進行分開劃分，以準確描述其層內流體分布；對有一定隔層，但分隔不明顯，且大面積連通的層位可考慮將兩層合并處理；對分布較小的小砂體，且與其它層位儲量差別比較大的小層，可考慮將其平加到其相鄰層位上去，這樣對結果影響不大對層位較厚的大層，由于韻律性不同，層內流體分布不同，應將其分開。上下層之間的聯系靠垂向滲透率來控制，一般取平面滲透率的1/5到1/10.網格劃分原則

網格劃分包括兩個方面：網格方向及網格尺寸。因為一般模型都考慮的封閉邊界，所以網格邊界應盡量與封閉的天然邊界一致，如斷層、尖滅、油水邊界、井排方向等，這樣做可以減少無效網格的數目，同時也可以較精確地描述邊界形態。網格的定向應盡量包含全部井位及將來可能進行的加密井，須取全取準。網格方向應注意考慮以下幾點：網格取向還應考慮：流體流動的方向和油藏內天然勢梯度的方向，對于不同的網格系統，其動態可能會不同，尤其在流度比不利的情況下，更應注意網格所造成的影響，也可用數學上的方法來解決。應考慮網格方向與滲透率主軸相平行應盡量減少無效網格數目網格尺寸應考慮：考慮機器能力，選取網格尺寸。網格越小，節點數越多，CPU所需量越高，費用、時間也就越多，同時還應考慮模型節點所能承受的能力精細油藏模擬時，應使用足夠多的網格，使其能準確反映油藏結構和參數在空間中的變化規律，不能以大網格掩蓋了其間的變化，如小尖滅、小構造和小砂體在研究流體運動規律時，必須使用較多的網格，以便能夠控制和跟蹤流體界面的流動。若采用的網格太粗，就會使網格飽和度變化平均化，不能刻劃出流體的變化趨勢避免尺寸大小突變，相鄰網格尺寸比小于2-3，否則會帶來很大的截斷誤差網格尺寸應與井位相適應，保證一個網格內只能有一口井。兩口井之間至少有一個空網格井密集區和主要模擬區應該適當增加網格數目，井周圍通常用密網格，其他地區可用稀網格模擬層的劃分模擬小層油砂體地質儲量（104t）1E2d23－24.22E2d23－310.03E2d23－415.74E2d23－64.55E2d23－731.6合計

66縱向江蘇油田真12斷塊E2d23網格大?。?5×25m，網格個數：66×22平面三維圖FLUIDDEFINITIONS的基本數據數據文件講解FLUIDDEFINITIONS的基本數據數據文件講解INITIALCONDITIONS的基本數據數據文件講解TempPresSo、Sw、SgNUMERICALCONTROL的基本數據數據文件講解RECURRENTDATA的基本數據數據文件講解動態數據數值模擬數據文件（前處理建模）擬合結果分析（后處理）動態預測開發報告編寫每一步的目的？油田、單井壓力油田、單井產量地質儲量油田、單井含水率等模擬計算與實測數據是否一致動態預測Yes對原始參數調整No已有油藏參數滲透率孔隙度各種動態數據等飽和度擬合擬合目的擬合的目的是比較客觀地認識油田的過去和現狀，為開發動態預測打下基礎。擬合方法直接求解試湊法自動擬合擬合指標擬合包括全油藏的擬合和單井的擬合，擬合的指標有：儲量、壓力、產量、含水率等參數調整原則不同參數的不同組合會得到相同的計算結果。為了避免參數修改的任意性，在擬合開始前必須確定各參數的可調范圍，判斷參數來源是否可靠，確定的參數一般不修改，或只在較小范圍內修改；不確定的參數允許修改，可在較大范圍內修改。具體應用時應根據實際情況而定

它在任何油田都是不定參數。這不僅是由于測井解釋的滲透率值與巖心分析值誤差較大，而且井間的滲透率分布也是不確定的，因此滲透率的修改允許范圍較大，可以放大或縮小2－3倍或更多。滲透率孔隙度有效厚度

油層測井解釋的有效厚度與取芯資料對比，一般偏高30％左右，主要是鈣質層和泥質夾層沒有完全扣除，因此可調范圍為-30%－0％。

油層孔隙度變化范圍不大。因此孔隙度視為確定參數，不做修改，或允許改動范圍在±3％。巖石和流體的壓縮系數

流體壓縮系數是實驗測定的，變化范圍較小，認為是確定的。而巖石壓縮系數雖然也是實驗測定的，但受巖石內飽和流體和應力狀態等的影響，有一定的變化范圍，而且與有效厚度相連的非有效部分也有一定彈性作用，考慮這部分的影響，允許巖石的壓縮系數可以擴大一倍。油氣PVT性質一般認為是確定參數，在具體情況下也允許作適當修改，應根據具體情況而定。初始流體飽和度

一般認為是確定參數，必要時允許小范圍修改。相對滲透率曲線

由于油藏模擬模型的網格粗，網格內部存在嚴重的非均質性，其影響不可忽視，這與均質巖心的情況不同，因此相對滲透率曲線應看做不定參數。即使在擬曲線的研究中，給出了較好的初值，但仍允許做適當的修改。擬合的一般操作方法

數值模擬的第一步是對油藏的地質儲量作出擬合，因為地質儲量是一個比較敏感的參數，一般上報儲量會并確定下來，以后的各種開發指標均以此地質儲量為準。當地質儲量有差別時，應先對輸入的參數做檢查，看是否存在較大誤差。地質儲量相關參數：飽和度、有效厚度、孔隙度、壓縮系數等模擬層油砂體實際儲量（104t）計算儲量（104t）誤差（％）1E2d23－24.23.9256.52E2d23－310.09.6343.73E2d23－415.716.2143.34E2d23－64.54.1208.45E2d23－731.632.5733.1合計

6666.4660.7儲量在進行全區壓力擬合時，首先著重擬合壓力水平，兼顧擬合壓力變化形狀。當擬合壓力的變化形狀與實測基本一致時，只是壓力水平不同時，主要調整壓縮系數和孔隙體積。當分析發現注采關系不正確時，可根據注采平衡的原則對邊界井劈分系數進行調整或修改注水井指數。當油水井的壓差過大時，表明全區滲慮能力過低，可適當提高相對滲透率的端點值。壓力擬合當壓力與時間的計算變化形狀與實際的不一致時，則普遍地修改模型的滲透率，也包括邊界流入函數的滲透率，因為油藏中產生壓力分布是由于流體流動的結果，這個結果由達西定律所確定，它包含著總以乘積出現的KKrl（l＝o、w、g；K為滲透率；Krl為某項相對滲透率）因此同時也可修改相對滲透率，在擬合全區壓力形狀時，著重調整對全區壓力影響大的單井的壓力形狀。

從上圖中可以看出，從整個變化趨勢上看，擬合壓力低于觀察壓力，但兩條曲線幾乎平行，這是典型的油藏滲透率給低了的情況，若將油藏，則可以實現最終擬合。

從上圖中可以看出，計算壓力值低于觀察值且繼續發散，這是典型的由于遠離井區的滲透率和孔隙度給定的過低造成的結果，在此情況下可保持油藏滲透率不變，將，就可以實現擬合。單井的壓力擬合主要調整表皮效應達到對單井壓力動態的擬合，有時也可調整井周圍地區的滲透率或方向滲透率。全區壓力擬合與單井壓力擬合不是截然分開的，在進行全局壓力擬合時也考慮單井情況，附帶做局部修改，并著重那些對全區壓力影響很明顯的單井的壓力擬合。同時還應注意在調整井與井之間平面關系的同時，也考慮單井本身的層間關系，這時還可以修改射開的KH（地層系數）。含水率擬合最常用的方法是修改相對滲透率曲線，有時也調整油水界面和油氣界面的位置，同時原油的粘度對含水率也有一定的影響。與壓力擬合類似，含水率擬合也要分為全區擬合和單井擬合。含水率擬合例如位于油區的油井開井初期見水，而實際情況并沒有見水，有時出現見水滯后，其主要原因可能是：相滲關系的端點值與初始流體飽和度不匹配，需要進行調整和修正。見水過早見水滯后水相相對滲透率曲線調整調整滲透率的分布或原油粘度后，壓力分布和單井壓力都發生變化，當調整相對滲透率曲線時，由于該相流量也隨之發生相應的改變，必然導致壓力變化，例如當水的相對滲透率曲線下移時，由于水相的流量減少，必然導致流動時壓力值減少，所以在含水率擬合好后，必須再對壓力進行必要的調整。壓力、含水率、氣油比等都已經擬合好后就可以進行動態預測了。指標實際值計算值相對誤差累產油(104t)20.92921.1591.1%累注水(104m3)64.158564.90501.2%綜合含水(%)93.091.122.0%采出程度(%)31.7131.830.4%地層壓力(MPa)

21.08開發指標區塊日產油區塊累產油區塊日注水區塊累注水區塊含水率單井含水真6數值模擬數據文件（前