eclipse油藏數值模擬新手入門

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1、 eclipse油藏數值模擬一些入門心得分享 第一：從掌握一套商業軟件入手。 我給所有預從事油藏數值模擬領域工作的人員第一個建議是先從學一套商業數值模擬軟件 開始。起點越高越好，也就是說軟件功能越強越龐大越好?，F在在市場上流通的ECLIPSE,VIP 和CMG都可以。如果先學小軟件容易走彎路。有時候掌握一套小軟件后再學商業軟件會有心里障礙。 對于軟件的學習，當然如果能參加軟件培訓最好。如果沒有機會參加培訓，這時候你就需要 從軟件安裝時附帶的練習做起。油藏數值模擬軟件通常分為主模型，數模前處理和數模后處 理。主模型是數模的模擬器，即計算部分。這部分是最重要的部分也是最難掌握的

2、部分。它可以細分為黑油模擬器，組分模擬氣，熱采模擬器，流線法模擬器等。數模前處理是一些為 主模擬器做數據準備的模塊。比如準備油田的構造模型，屬性模型，流體的PVT參數，巖 石的相滲曲線和毛管壓力參數，油田的生產數據等。數模后處理是顯示模擬計算結果以及進 行結果分析。 以ECLIPSE軟件為例，ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim是主模擬器。ECLISPE100是對黑油模型進行計算，ECLISPE300是對組分模型和熱采模擬進行計算，FrontSim是流線 法模擬器。前處理模塊有Flogrid,PVTi,SCAL,Schedule,VFPi等。Flogrid用于

3、為數值模擬建立模擬模型，包括油田構造模型和屬性模型；PVTi用于為模擬準備流體的PVT參數,對于黑油 模型，主要是流體的屬性隨地層壓力的變化關系表，對于組分模型是狀態方程；SCAL為模 型準備巖石的相滲曲線和毛管壓力輸入參數；Schedule處理油田的生產數據，輸出ECLIPSE 需要的數據格式（關鍵字）；VFPi是生成井的垂直管流曲線表，用于模擬井筒管流。ECLIPSEOFFICE和FLOVIZ是后處理模塊，進行計算曲線和三維場數據顯示和分析，ECLIPSEOFFICE 同時也是ECLIPSE的集成平臺。 對于初學者，不但要學主模型，也需要學前后處理。對于ECLISPE的初學者，應

4、該先從 ECLISPEOFFICE學起，把ECLISPEOFFICE的安裝練習做完。然后再去學Flogrid,Schedule和SCAL。PVTi主要用于組分模型，做黑油模型可以不用。 第二：做油藏數值模擬都需要準備什么參數 雖然一步一步按照手冊的說明 在照著軟件提供的安裝例子做練習時經常遇到的問題是: 做，但做的時候不明白每一步在做什么，為什么要這么做。這時候的重點在于你要知道你一 開始做的工作都是為數值模擬計算提供滿足軟件格式要求的基礎參數。有了這些基礎參數你 才能開始進行模擬計算。這些基礎參數包括以下幾個部分： 1、模擬工作的基本信息：設定是進行黑油模擬，還是熱采或組分模

5、擬；模擬采用的單位制（米制或英制）；模擬模型大?。愕哪Ｐ驮赬,Y,Z三方向的網格數）；模擬模型網格 類型（角點網格，矩形網格，徑向網格或非結構性網格）；模擬油藏的流體信息（是油，氣,水三相還是油水或氣水兩相，還可以是油或氣或水單相，有沒有溶解氣和揮發油等）；模擬 油田投入開發的時間；模擬有沒有應用到一些特殊功能（局部網格加密，三次采油，端點標定，多段井等）；模擬計算的解法（全隱式，隱壓顯飽或自適應）。 2。油藏模型：模型在X,Y,Z三方向的網格尺寸大小，每個網格的頂面深度，厚度，孔隙度，滲透率，凈厚度（或凈毛比）。網格是死網格還是活網格。斷層走向和斷層傳導率。 3。流體PVT屬性：油

6、，氣，水的地面密度或重度；油，氣的地層體積系數，粘度隨壓力變化表；溶解油氣比隨壓力的變化表；水的粘度，體積系數，壓縮系數；巖石壓縮系數。如果是組分模型，需要提供狀態方程。 4。巖石屬性：相對滲透率曲線和毛管壓力曲線。如果是油，氣，水三相，需要提供油水，油氣相對滲透率曲線和毛管壓力曲線（軟件會自動計算三相流動時的相對滲透率曲線）； 如果是油，水兩相或氣，水兩相，只需要提供油水或氣水兩相相對滲透率曲線和毛管壓力曲線。 5。油藏分區參數：如果所模擬的油田橫向或縱向流體屬性，巖性變化比較大，或者存在不同的油水界面，這時需要對模型進行PVT分區（不同區域用不同的PVT流體參數表），巖石分區（不同區

7、域用不同的相對滲透率曲線和毛管壓力曲線）或者平衡分區（不同平衡區 用不同的油水界面）。另外如果想掌握油藏不同斷塊的儲量或采收率，可以對模型進行儲量 分區（不同儲量區可以輸出不同的儲量，產量，采收率，剩余儲量等）。 6。初始化計算參數：油藏模型初始化即計算油藏模型初始飽和度，壓力和油氣比的分布，從而得到油藏模型的初始儲量。這部分需要輸入模型參考深度，參考深度處對應的初始 壓力，油水界面以及氣水界面；油氣比或飽和壓力隨深度的變化；如果是組分模型，需要輸 入組分隨深度的變化。 7。輸出控制參數：即要求軟件在計算時輸出哪些結果參數。比如要求輸出模型計算油田的油，氣，水產量變化曲線；油田壓力

8、變化曲線；單井油，氣，水產量變化曲線；單井井底壓力變化曲線；單井含水，油氣比變化曲線等。 8。生產參數：對于已開發油田，這部分的數據量非常大。包括油田每口井的井位，井軌跡，井的射孔位置，井的生產或注入歷史（油，氣，水產量，注入量，井底壓力，井口壓力等），井的作業歷史等。 第三：如何準備各部分參數 上面介紹了做油藏數值模擬所需要的參數，那么這些參數是如何得來的？又應該如何輸入到 數模模型中哪？下面具體介紹各部分數據的來源即處理辦法。 1。油藏模型： 大多數油公司現在都在采用一體化工作流程，數模工程師不再需要自己去建立油藏模型。地 質學家對油田進行詳細的油藏描述工作，基于地震解釋數據

9、，測井解釋數據，巖芯數據以及 結合地質家對油田的認識建立三維地質模型。根據數模工程師的要求，地質家對三維地質模 型進行粗化處理，可以直接為數模工程師輸出符合數模工程師需要的油藏模擬模型。 如果你不幸工作在一個沒有很好地采用一體化工作流程的油公司或學校，那你就需要自己建 立油藏模擬模型了。這時你需要用到數模軟件的前處理建模模塊（比如Flogrid）.如果你從地 質家處拿到的是三維地質模型，你的工作量還不是很大，主要是采用前處理建模模塊對地質 模型進行粗化，生成數值模擬模型。如果你拿到的是兩維數據體，那你的工作量就要大的多。 首先你要確定你必須要得到以下幾方面的兩維數據體： * 每

10、層的頂面深度 * 每層的厚度 * 每層的孔隙度分布 * 每層的滲透率分布 * 每層的凈厚度或凈毛比分布 * 斷層數據 有了這些數據體，你就可以在前處理建模模塊中建立三維數值模擬模型。 還有更不幸的情況，你有可能工作在軟硬件環境都很落后的油田（比如國內的四川油田），你根本連兩維數據體也拿不到，你能拿到的只是一張一張的等值線圖，或者只是單井井點數據，這時候你首先需要做的是將這些等值線圖件用數值化儀數值化為兩位數據體，或 者根據井點數據生成等值線，然后再建三維模型。 你在開始建三維數模模型時首先需要確定你的模型應該采用什么樣的網格類型。目前數 值模擬軟件常用的網格有正交網格，角點

11、網格，徑向網格,非結構化網格（比如PEBI）和動態網格等。你需要知道這些網格白不同之處及其優缺點： A:正交網格 正交網格是最常見網格，也是最早用來描述油藏的網格類型，目前仍然被廣泛應用.由于 其計算速度快的特點，一些大型油氣田經常采用此網格類型.有研究認為正交網格計算結果 比其他網格精確. 正交網格的數學描述也比較簡單。以ECLISPE為例，TOPS描述油藏頂部深度，DZ描述油 藏每層厚度，DX描述每個網格X方向長度，DY描述每個網格Y方向長度。 B:角點網格 角點網格的特點是網格的走向可以延著斷層線，邊界線或尖滅線，也就是說網格可以是 扭曲的。這樣角點網格克服了正交網格的

12、不靈活性，可以用來方便地模擬斷層，邊界，尖滅.但 由于角點網格網格之間不正交，這種不正交一方面給傳導率計算帶來難度，增加模擬計算時 間,另一方面也會對結果的精度有影響. 角點網格的數學模型很復雜，必須由前處理軟件來生成。以ECLISPE為例，COORD用來描述模型網格的頂底坐標線（X,Y,Z）,ZCORN描述每個網格八個角點的深度。 C:徑向網格 徑向網格比較簡單，主要用于單井模擬。徑向網格可以更合理的描述井附近流體的徑向流動。 D:非結構網格（PEBI網格） PEBI網格源于1908年就產生的Voronoi網格.起主要特點是靈活而且正交.PEBI網格體系提供了方便的方法來建立混

13、合網格，比如模型整體采用正交網格，而對斷層，井，邊界等采用徑向，六邊型或其他網格.網格間的傳達率可以自動計算.PEBI網格的靈活性對模擬直井或水 平井的錐進問題非常有用.另外PEBI網格可以用來精確模擬試井問題.還有PEBI網格降低了網格走向對結果的影響.PEBI網格的缺點是矩陣比其他網格要復雜的多，需要更加有效的解法.| E:動態網格 動態網格是指網格可以隨時間而改變.通常用于動態網格加密或動態粗化.比如說在井 生產時采用局部加密而當井關閉時則采用正常網格^ 有時候建立全油田整體模型后，對于壓力及飽和度變化快的區域，常常需要進行局部網 格加密.采用局部加密可以準確的描述井附近流體

14、的細微變化。網格局部網格可以是正交網 格,或是徑向網格.Aziz認為(JPT1993年)在正交網格中進行正交網格局部加密，有時并不會對結果有改善.他建議采用混合網格，及在正交網格內采用徑向網格加密，這樣可以精確地模擬含水和氣油比的變化規律. 知道了這幾種網格類型，那么在你建立模型時應該選擇什么網格類型哪？你在建立網格時又應該注意些什么哪？ A:在條件許可情況下盡量采用正交網格，而且盡量使網格保持均勻.盡量避免大網格直 接連接小網格，這樣會帶來嚴重的收斂問題. 如果你的模型很大，最好采用正交網格。 B:角點網格已經非常成熟，但在建立角點網格時不要過分扭曲網格，要盡量保持模型的 正交

15、性。如果你的邊界與你的主斷層相對平行，那么建立的網格系統正交性會比較好。你在 建立網格后可以用前處理軟件計算模型正交性。 C:目前PEBI網格在解法上還不成熟，應避免使用.但相信在五年內它會成為主導網格. D:使用局部網格加密要小心，最小的網格不能小于井半徑.而且局部網格加密部分要覆蓋飽和度變化大的網格.如果是水平井，局部網格加密要覆蓋水平段。 E:網格越多模擬結果就越精確的概念是不對的.可以建立單井模型研究多大網格尺寸 足夠描述地質上的非均質性. F:網格走向會影響計算結果.在天然裂縫油氣藏，要使網格走向與主裂縫方向一直. G:DX/DY應接近于1,不要大于3。 H:井之間應

16、有不少于三個網格。 I：模型的屬性分布也很重要。尤其是數模人員自己插值，屬性分布經常不合理。我見 過許多模型，井只是穿過單個的網格，井穿過網格的附近卻全是死網格，這時模型計算根本不能收斂。數模人員如果需要自己建模，最好要找地質人員參謀，或者自己有很好的地質背景。 初學者還有幾個基本概念需要掌握： A:網格的I,J,K 在做模擬時你需要知道每個網格的位置。*II型每個網格的位置用網格的I,J,K表示。在 ECLISPE軟件中，左上角的第一個網格為（1,1,1）,在X方向的第二個網格為（2,1,1）,在Y方向的第二個網格為（1,2,1）,在Z方向的第二個網格為（1,1,2）。其他類推。

17、 B:死網格 死網格是模型中不參予流動計算的網格。通常把模型中的泥巖設為死網格。模型自動會把孔 隙度和凈厚度為0的網格設為死網格。如果你的油藏水體很大，你也不需要把水體都建在模型中。你可以把水體部分設為死網格，然后用解析水體模擬油藏水體的貢獻。 C:在數值模擬模型中如何正確應用有效孔隙度，凈毛比？ 要明確區分定義. 總孔隙度：孔隙體積占總體積的百分數。 有效孔隙度：連通孔隙體積占總體積的百分數。 毛有效孔隙度：平均有效孔隙度。（泥質含量截至值） 凈有效孔隙度：產層平均有效孔隙度（滲透率截至值） 凈毛比：凈厚度（滲透率截至值）與總厚度之比。 數值模擬模型中要用凈有效孔隙度和

18、凈毛比，這樣模型的體積計算是正確的^ 2。流體PVT參數 我們前面講過，數值模擬模型包括黑油模型，組分模型和熱采模型。對不同的模型類型 需要用不同的模擬器。這些模型類型的區別主要就是在流體的PVT描述方面采用的方法不 同。 對黑油模型，流體的PVT屬性描述方法是你直接給模型提供油，氣，水PVT屬性表（油 氣體積系數，粘度，壓縮系數隨壓力的變化；溶解油氣比隨壓力的變化；水在參考壓力下 的體積系數，壓縮系數，粘度；巖石在參考壓力下的壓縮系數）。模型在計算過程中對每 一個網格，根據當前時間步的網格壓力來查你提供的表得到每個網格當前的PVT屬性。 組分模型要復雜的多。你不是提供PVT

19、表，而是提供狀態方程（EOS）參數（每個組分的臨 界溫度，臨界壓力，臨界Z因子，分子量，偏心因子等），模型通過閃蒸計算來得到每個網格當前的油氣PVT屬性（粘度，體積系數，壓縮系數，溶解油氣比）。另外水和巖石的屬性還需要單獨提供。 黑油模型和組分模型都假定油藏的溫度在開采過程中是常數，不隨時間變化。如果油 藏溫度發生了變化，就需要用熱采模型。對熱采模型，最重要的流體屬性變化是流體粘度隨溫度的變化，即大家常說的粘溫曲線。 那么你的模型應該采用哪種模型類型？這一方面取決于你拿到的PVT實驗報告，如果你的 油藏是凝析氣藏，揮發油藏，即你的油藏流體組分在生產過程中會發生明顯變化，那你應該 用

20、組分模型。另外如果你的油藏將來會考慮注氣混相驅，那你也應該用組分模型。 重油熱采用熱采模型，其他大多數油氣藏都可以用黑油模型。本部分只介紹黑油模型的PVT 屬性，對組分和熱采模型，希望以后有機會再介紹。 對于黑油模型，在PVT部分需要提供的參數包括： .油，氣，水的地面密度或重度。 ?油的體積系數，粘度，溶解油氣比隨壓力的變化。 ?氣的體積系數，粘度隨壓力的變化。 .參考壓力下水的粘度，壓縮系數，體積系數。 .參考壓力下巖石的壓縮系數。 如果你的油藏在不同部位流體屬性不同，那你需要提供多個PVT表，每個表對應于模型的 某一部分。在后面的分區部分我還要做詳細介紹。 對于黑油

21、模型，根據不同的流體屬性，可以分為以下四種類型： .死油油藏：油藏在整個開發階段壓力一直保持在泡點壓力以上，在油藏中不會發生脫氣。 生產油氣比是常數（脫氣發生在井筒或地面）。 .活油油藏：油藏在開發階段壓力會降到泡點壓力以下，在油藏中發生脫氣，溶解油氣比 降低，生產油氣比增加（自由氣會生產出來）。 .干氣藏：氣藏壓力在生產過程中不會穿過露點線，氣藏中沒有揮發油產生。 .濕氣藏：氣藏壓力在生產過程中會穿過露點線，氣藏中產生揮發油。 對不同的黑油流體，PVT描述方法也不同，比如對死油油藏，溶解油氣比（RS）是常數，不隨 壓力變化而變化。而對活油油藏，RS隨壓力降低而降低（泡點壓力以

22、下）。 在我平時回答大家的問題時我發現許對人下面油的PVT定義不理解或理解的不對： 溶解油氣比泡點壓力體積系數粘度 0.2754001.131.17/ 0.93820001.1621.11/ 1.536001.2430.95 40001.2380.95 44001.2330.95 48001.2280.95 52001.2230.95 56001.2180.95/ 1.7244001.2540.94 48001.2660.92 52001.260.92 56001.250.92/ 許多人問這個表里面為什么有這么多泡點壓力，究竟那個是油藏的泡點壓力？油藏應該只有

23、一個泡點壓力，怎么會這么多？為什么有多條未飽和壓力曲線？ 其實這比較好理解，油藏開發過程類似于實驗室的差異分離實驗，你把這個表用差異分離實 驗來理解。在開發過程中，當壓力低于泡點壓力后，有溶解氣釋放出來，RS降低，油藏由 未飽和狀態進入飽和狀態。這時在飽和狀態下油氣分離（相當于差異分離實驗中將氣派出）： 此時的油應該理解為與原始的油已經不同，如果此時發生壓力增加，由于沒有氣可以溶進去 （油氣已經分離），油會進入此時（RS）下的未飽和狀態。以上表為例，如果油藏的泡點 壓力為4400,對應的RS為1.72.當壓力由5600下降到4400過程中，油藏在未飽和狀態，沒有氣的析出，RS不變。

24、當壓力低于4400以后，有氣體析出，RS降低，假設當RS降到 1.5時壓力增加，由于此時油氣已經分離，沒有氣能夠溶解到油中，在RS=1.5出的油的泡點壓力為3600,PVT變化會沿著RS=1.5的曲線變化。 那么在這個表中究竟那個是我們通常意義上的泡點壓力？是不是最后一個？答案是不是。 ECLIPSE軟件泡點壓力在初始化部分用RSVD或RBVD定義。(各個軟件不同)。 另外在提供上面這個表時注意壓力和溶解油氣比要覆蓋整個油藏壓力和溶解油氣比的變化 過程，即不要讓軟件來進行外插，否則模型計算會不收斂。 另外一個重要的問題是在你為模型提供PVT參數時，應該如何用實驗室的報告。你不能直

25、 接用實驗室的差異分離實驗數據，你應該對差異分離實驗體積系數數據進行分離器校正。校 正方程為： Bo=Bod*(Bofb/Bodb) Bo:模型體積系數 Bod:差異分離實驗的體積系數 Bofb:分離器實驗的體積系數 Bodb:差異分離實驗泡點壓力下的體積系數 溶解油氣比校正方程： Rs=Rsfb-(Rsdb-Rsd)Bofb/Bodb Rsfb:分離器溶解油氣比 Rsdb:差異分離實驗泡點壓力下的溶解油氣比 Rsd:差異分離實驗溶解油氣比 3。相滲和毛管壓力曲線 這部分你需要提供油水，油氣相對滲透率和毛管壓力曲線。 實驗室有時為你提供的是壓汞曲線，你需要用界面張力

26、計算出油水，油氣相對滲透率和毛管 壓力曲線。比如毛管壓力轉換方程為： (Pc)res=(Qres/Qlab)x(Pc)lab (Pc)res:油藏條件下的毛管壓力。 Qres:油藏流體的界面張力。 Qlab:試驗室流體界面張力。 (Pc)lab:試驗室毛管壓力。 通常你提供的都是兩相的相對滲透率曲線。油水相對滲透率曲線是油水兩相流動時的相對滲 透率，油氣相對滲透率是油氣兩相在束縛水條件下的相對滲透率。實驗室一般不測量油，氣, 水三相流動時的相對滲透率曲線，你的模型中如果存在三相流動，軟件會根據你定義的 STONE1或STONE2方法計算三相流動時的相對滲透率。 首先模型應

27、用你提 你提供的油水，油氣相對滲透率和毛管壓力曲線在模型中起兩方面作用。 供的油水，油氣相對滲透率和毛管壓力曲線進行初始化，計算模型初始的油，水，氣飽和度 和壓力分布。我將在模型初始化部分詳細介紹。另一方面是應用于流動計算。 在你提供的油水，油氣兩相相對滲透率曲線時要保證兩條曲線的端點值要匹配。在你提供的 曲線中有八個端點值，他們是： 束縛水飽和度：最小含水飽和度 臨界含水飽和度：水開始流動是的含水飽和度 最大含水飽和度：曲線中含水飽和度的最大值 束縛氣飽和度：最小含氣飽和度 臨界含氣飽和度：水開始流動是的含氣飽和度 最大含氣飽和度：曲線中含氣飽和度的最大值 油水兩相殘

28、余油飽和度：油水兩相曲線中的含油飽和度最小值 油氣兩相殘余油飽和度：油氣兩相曲線中的含油飽和度最小值 在你提供的表中，要滿足以下端點值一致性： 束縛水飽和度處對應的水相相對滲透率為0 最大含水飽和度對應的油相相對滲透率為0 束縛氣飽和度處對應的氣相相對滲透率為0 最大含氣飽和度對應的油相相對滲透率為0 束縛水飽和度和束縛氣飽和度對應的油相相對滲透率相等 最大含氣飽和度應該等于1-束縛水飽和度 束縛氣飽和度通常為0 模型中應用的通常是驅替毛管壓力和相對滲透率曲線，模型初始化肯定需要用驅替曲線。如 果你還想用自吸曲線，你可以用軟件的溶濕滯后功能。 如果你有毛管壓力的J函數曲

29、線，在模型中你也可以用J函數，這樣你的毛管壓力大小與你模型的地質屬性分布（孔隙度，滲透率）有關。 當然如果你的模型不同區域巖性不同，你可以在不同巖性區賦不同的相對滲透率和毛管壓力 曲線。這部分在分區部分我會詳細介紹。 4。分區設置 前面我們說了，你的油藏不同部位可能有不同的流體屬性，比如不同斷塊的油密度，粘度不 同，或你的油藏巖性在縱向或垂向有變化，那你就需要在你的模型中設置流體或巖性分區。 通常你可以在你的模型中根據需要設置以下幾種分區： 儲量分區：如果你想輸出模型不同部位的儲量，你需要設置儲量分區 流體分區：如果你的模型不同部位流體PVT屬性不同，你需要設置流體分區 巖性

30、分區：如果你的模型不同部位巖性不同，需要用不同的相滲曲線和毛管壓力曲線，你需 要設置巖性分區。 平衡區分區：如果你的模型有不同的油水或油氣界面，你需要設平衡區分區。 那么軟件如何將你的模型分區與你的屬性數據關聯起來哪？我們假設你的模型有東西兩個 斷塊，兩斷塊被封閉斷層分割。東斷塊的油比西斷塊的油密度重，在你提供油藏流體PVT 表時你需要提供兩個表，一個是密度重的PVT表，另一個是密度輕的PVT表。在你的分區 部分將東斷塊的流體分區值設為1,將西斷塊流體分區值設為2。軟件在計算東斷塊的流體 流動時將自動用第一個PVT表（密度重的PVT表），在計算西斷塊流體流動時用第二個PVT 表

31、（密度輕的PVT表）。 5。模型初始化 模型初始化就是建立在初始狀態（油田還未投入開發）下油田壓力和飽和度的分布，原始溶 解油氣比分布，以及初始泡點壓力或露點壓力分布。這部分你需要提供的參數包括： 參考點的深度 在此參考點對應的壓力 油水界面 油氣界面 油水界面和油氣界面處的毛管壓力 飽和壓力（泡點壓力或露點壓力）隨深度變化或溶解油氣比隨深度變化參考點深度和對應壓 力你可以由RFT,DST,MDT測試結果得到。油氣界面和油水界面通常由地質人員提供， 數據來源于測井分析。油水界面和油氣界面處的毛管壓力是指你提供的界面是自由水面還是 油水界面，如果是自由水面，界面處毛管壓力

32、為0。如果你的油藏有多個油水或油氣界面， 或多個壓力系統，則需要進行平衡區分區。飽和壓力（泡點壓力或露點壓力）隨深度變化或 溶解油氣比隨深度變化由流體實驗得到。 軟件初始化計算的步驟是這樣的： （1）計算過渡帶高度。由油水界面和油氣界面深度以及相滲曲線提供的最大毛管壓力計算。 （2）計算每一個網格初始的油相，水相，氣相壓力分布。首先將在流體屬性部分提供的油， 氣，水地面密度折算為地下密度?；趨⒖键c的深度和對應壓力以及油水界面，油氣界面深 度，過渡帶高度，結合油，氣，水地下密度計算其他深度處的油，氣，水相壓力。 (3)由每個網格的油，氣，水壓力計算油水和油氣毛管壓力 (4)計

33、算飽和度分布。這部分計算主要用你提供的相滲曲線端點值。將油水界面以下的含 水飽和度設為你在油水相滲曲線中提供的最大含水飽和度，通常為1。將油氣界面以上的含 氣飽和度設為你提供的油氣相滲曲線的最大值。油氣界面以上的含水飽和度為束縛水飽和度。在油區的含油飽和度為1減束縛水飽和度。在過渡帶的含油和含水飽和度由你提供的毛管壓力曲線得到。 1 5)計算初始溶解油氣比或泡點壓力的分布 初始化計算結束后你就應該已經可以得到你的油田儲量了。你的油儲量應該等于模型每個網 格的孔隙體積乘以含油飽和度之和。如果你想與地質模型的儲量進行擬合，你首先需要擬合 孔隙體積(DX*DY*DZ*PORO*NTG),

34、然后擬合含油飽和度的分布。 有的人喜歡直接把地質模型的含水飽和度分布賦予數模模型，這樣當然可以，但你需要進行 端點標定來保證模型初始的穩定性，(關于如何進行端點標定，我以后看會不會有時間專門 寫)要保證模型初始是穩定的，即在初始狀態下流體不發生流動。檢查模型是否初始平衡的 辦法很簡單，讓模型在沒有任何井的情況下計算10年，檢查在這十年中模型的壓力和飽和 度是否發生變化。 發布者：gulfmoon79來自精準石油論壇http://forum.petro- 6 .生產歷史擬合 歷史擬合的過程實際上是驗證模型的過程。也就是說驗證你上面建的模型能不能重現油田的 生產過程。你需要對你的

35、模型進行一系列的調整使其計算結果與你的實際生產數據(產量， 壓力，飽和度等)相符合。這個調整過程就是歷史擬合。這就好比天氣預報一樣。假如你建 立了一個大氣流動模型來預測未來的天氣情況，你需要先用你的大氣模型算一算過去的天氣 變化，看能不能算的對，通過對模型進行怎么樣的調整你才能先把過去的天氣算對，然后你 才有信心用此模型來預測未來天氣。記住你做數模的目的也是為了預測未來。其實算命先生 很懂得此道理。你去算命的化他或她先不會算你的未來，而是先告訴你過去你或你家人發生 過什么，如果他或她說的碰巧是對的，那你對他或她對你未來的預測也就會深信不疑。我相 信我們的天氣預報和數模對未來的預測

36、絕對比算命先生的預測成功率要高的多，但離完全可 靠還有很大差距。(另外你需要記住的是你的歷史擬合結果不是唯一的，對不同參數的調整 可以達到同樣的歷史擬合結果。) 生產歷史擬合需要進行的數據準備工作量很大，你需要數模前處理軟件來幫你完成這部分工 作（比如ECLIPSE中的SCHEDULE模塊）。在這部分你需要準備以下數據：生產井和注水井的井口坐標 生產井和注水井的井軌跡 生產井和注水井的完井數據（井半徑，射孔深度，污染系數，D因子等）生產井的生產歷史（油，氣，水產量，井口壓力，井底壓力）注入井的注入歷史（氣，水注入量，井口壓力，井底壓力）修井數據（壓裂，酸化等） 井的垂直管流表（用

37、于計算井筒內的流動） 然后前處理模塊會幫你生成數模軟件所需要的數據格式。有幾個問題你需要清楚： （1）產量數據是井口產量（組分模型不同，以后單獨講） （2）產量數據是日產量或月，季，年平均產量，而不是對應于某一時間步時的產量。 （3）如果用了時率的化一定要小心，要保證累積產量是正確的。累積產量很重要，你在擬合時一定要擬合累積產量。因為只有累積產量正確，才能保證物質平衡正確。產量擬合好并不能保證累積產量也擬合好。 （4）在擬合井底壓力時你需要知道你的井底壓力對應的深度。在ECLISPE軟件中你可以在 WELSPECS中提供井底壓力（WBHP）對應的深度，在缺省情況下井底壓力對應的深度

38、是井最上面的射孔網格中部深度。 （5）你的垂直管流表對應的深度最好接近你的井參考深度。 （6）在ECLIPSED軟件中靜壓（WBP,WBP4,WBP5,WBP9）是井連接網格和附近網格的井連接系數（CCF）的加權平均，如果你想把孔隙體積加權平均也考慮進去，你可以用WPAVE來 修改。 （8）所謂井連接系數（CCF）就是井與所在網格間的傳導率。這個值對產量影響很大。在前處理過程中可以選擇是否輸出此值（在ECLIPSE軟件中此值在COMPDAT的第八項），如 果CCF沒有提供，運行模型時會計算，如果提供了CCF模型直接用CCF來計算產量。許多 人遇到過在歷史擬合時雖然修改了滲透率，但對

39、產量影響很小，這是因為模型用了你提供的 CCF來計算產量。此時你可以缺省CCF或用前處理軟件重新計算修改后的CCF （9）另外一個非常重要的概念是生產指數。數模模型通常用壓力平衡半徑（PEACEMAN半徑） 來替代實際的驅替半徑，這樣數模計算結果與實際生產情況會有誤差。所以在歷史擬合時首 先應該調整生產指數（在ECLIPSE中用WPIMULT）來做初步擬合。 WPIMULT=(WBP9-WBHP)/(WBP-WBHP). (10)如果井由生產井轉為注入井，可以先把井關掉然后直接定義井的注入控制(WCONINJH)。 (11)如果井進行了補孔或重新射孔，可以重新定義井的射孔信息(C

40、OMPDAT) (12)如果井進行了作業，可以重新定義井的射孔信息(COMPDAT或WPIMULT) 7 .如何最快完成歷史擬合 A:首先要知道模型中哪些參數是不夠精確，哪些是比較精確的. 不確定性參數：滲透率，傳導率，孔隙體積，垂向水平滲透率之比，相對滲透率曲線，水體. 比較精確參數：孔隙度，地層厚度，凈厚度，構造，流體屬性，巖石壓縮性，毛管力，參考壓力，原始流體界面. B:模型局部影響參數和整體影響參數 局部影響參數：空隙度，滲透率，厚度，傳導率，井生產指數 整體影響參數：飽和度，參考壓力，垂向水平滲透率之比，流體，巖石壓縮系數 相對滲透率，毛管壓力，油水，油氣界面。

41、C:實測數據誤差分析 對油田來說，產油量的測量是精確而且系統的。含水的測量是穩定可靠的，但產氣量的測量 是不夠精確的。 對氣田而言，產氣量的測量是精確的。 注水量或注氣量的測量是不夠精確的，一方面是由于測量誤差，另一方面是由于一些不可測 量因素，比如流體在套管或斷層的漏失。 試井結果是可靠的，尤其是壓力恢復結果。 RFT和PLT的測量是可靠的，井口壓力的測量也是可靠的。 D:如何進行歷史擬合 儲量擬合：軟件一體化對儲量擬合帶來巨大方便，許多油公司地質模型與油藏模型采用統 一軟件平臺，油藏工程師主要只需要檢查在由地質模型 通過網格合并生成油藏模型過程中造成的計算誤差。通?？?/p>

42、隙度的合并計算是準確的，但滲 透率的合并計算要復雜的多，采用流動 計算合并滲透率比較精確。凈毛比也是要考慮的主要因數，請參照第N問題關于如何在模 型中處理凈毛比與孔隙度部分。 關于網格合并，請參照第N問題。 影響數模模型儲量的因素有：孔隙體積，凈毛比，毛管壓力，相對滲透率曲線端點值，油 水界面，氣油界面，油水界面和氣油界面 處的毛管壓力（計算自由水面）。 測井曲線擬合：數模前處理軟件（比如Schlumberger的Flogrid）可以基于初始化后的模型 對每口井生成人工測井曲線，通過擬合人工生成測井曲線 與實際測井曲線，一方面可以檢查地質模型建立以及網格合并過程中可能存在的

43、問題，另一 方面可以檢查數模模型中輸入井的測量深度 與垂直深度是否正確。數模模型中井的垂直深度應該是TVDSS,即減去補心后的深度。錯 誤的深度會導致射孔位置發生偏差。 RFT與PLT擬合：勘探井和重點井通常都有RFT與PLT測量數據，這部分擬合可以幫助認 識儲層垂向非均質性，對勘探井RFT數據的擬合可以幫助檢查數模模型 壓力初始化是否正確。 全油田壓力擬合：定油藏虧空擬合壓力，軟件可以通過用戶輸入的油，氣，水地面產量計 算油藏虧空。要檢查油藏虧空是否正確，是否存在井產不夠或注不夠 的情況，否則需要調整生產或注入指數。檢查全油田壓力水平，調整孔隙體積或水體來擬 合全油田壓力

44、。 單井壓力擬合：全油田壓力擬合后擬合單井壓力，可以通過調整井附近孔隙體積或水體來 實現擬合。 含水擬合：定產油量擬合含水。油水粘度比，相對滲透率，滲透率，網格分布和網格大小 都會影響含水。 油水粘度比和相對滲透率曲線會影響含水上升規律，相對滲透率端點值，滲透率，網格分布 和網格大小會影響見水時間。 井底壓力擬合：調整PI,表皮系數，KH。 井口壓力擬合：檢查VFP表，VFP表對氣井會很精確，但油井的VFP會誤差很大。所以 井口壓力擬合應針對氣井。 E:歷史擬合經驗： 模型計算壓力太大：檢查孔隙體積，減小水體，檢查儲量，氣頂大小，參考面壓力與深度 是否對應。 見水時間

45、過早：增加臨界含水飽和度，降低水平滲透率，檢查水體，檢查射孔位置以及油 水界面，檢查隔層，斷層傳導率， 檢查垂向滲透率，網格方向即網格大小影響。 含水上升太快：油水粘度比，相對滲透率曲線，水體大小。 井底壓力太大：增加表皮，減小KH,CCF,減小PI,減小傳導率。 8。模型重啟計算 在你對模型歷史擬合比較滿意以后你就可以開始進行模型預測計算。在你進行預測的時候你 當然不想把歷史階段再重新計算一遍，那樣太浪費計算時間。你肯定希望從歷史擬合結束時 間進行預測計算。重啟計算就是模型記錄歷史擬合結束時模型場數據的分布(包括模型飽和 度，壓力，油氣比，井的控制及流量等)，然后從此時間往

46、后進行預測計算。 要進行重啟計算，首先在你的歷史擬合模型中要要求輸出重啟文件(例如ECLIPSE軟件用 RPTRST控制重啟文件的輸出)，然后應用此文件進行預測計算。 重啟計算并不是只可以從歷史擬合結束開始，你可以從任何報告步開始進行重啟計算。這樣 你可以分階段進行歷史擬合。 9。產量預測 歷史擬合的目的是為了用于預測以制定未來開發或調整方案。 在數值模擬軟件中，對于產油井或產氣井，你可以采用以下幾種產量控制方式： (1)定油量生產 (2)定水量生產 (3)定氣量生產 (4)定液量生產 (5)定油藏產液量 (6)定井底壓力 (7)定井口壓力 (8)受井組產量控制

47、 這里產量設定是最大值，壓力設定是最小值。而且你提供的每一個值都會起控制作用。還是 以ECLIPSE軟件為例。關鍵字WCONPROD用來設定井的產量控制。比如： WCONPROD A1OPENORAT1002003*300/ 在這個例子中，設定了三個控制值，及最大產油量100,最大產水量200和最低壓力300。 井A1初始定油量(ORAT)生產，產油量為100,在井的生產過程中，產水量可能在上升，井底壓力在下降，當井底壓力下降到300時，壓力不再下降，井將轉為定井底壓力300生 產。這時產水量仍然可能上升，油量下降，當產水量達到200時，井轉為受產水量控制。 壓力可能會上升，油量

48、下降。 對于注水井或注氣井，你可以采用以下幾種注入控制方式： (1)定地面注入量 (2)定油藏注入量 (3)井井底壓力 (4)定進口壓力 (5)受井組注入控制 這里注入量和壓力的設定都是最大值。與生產控制相類似，所有設定項都會起控制作用。 對于生產井，可以設定以下經濟極限控制。 (1)最小產油量 (2)最小產氣量 (3)最大含水 (4)最大油氣比 (5)最大氣水比 當井的生產違背了經濟極限控制的化，你可以要求： (1)關井 (2)封層 (3)修井 (4)開新井 (5)測試 (6)氣舉 (7)減產 (8)換油管 對于井組或油田，你可以采用以下生產控制

49、方式： (1)定井組或油田油量生產 (2)定井組或油田水量生產 (3)定井組或油田氣量生產 (4)定井組或油田液量生產 (5)定井組或油田油藏產液量 在進行井組或油田生產控制時，單井的產量可以有以下幾種操作方式： (1)根據每口井的產能進行分配 (2)為每口井提供參考產量，井組根據井的參考產量值進行匹配 (3)優先設定，優先值大的井先生產，當這些井不能滿足井組產量，再生產優先值低的井。 (4)自動鉆新井，當井不能滿足井組產量，自動鉆新井。 對于井組生產也可以設定井組的經濟極限控制： (1)井組最小產油量 (2)井組最小產氣量 (3)最大含水 (4)最大油氣比 (

50、5)最大氣水比 當井組的生產違背了經濟極限控制的化，你同樣可以要求： (1)關井 (2)封層 (3)修井 (4)開新井 (5)測試 (6)氣舉 (7)減產 (8)換油管 井組的注入方式可以有以下幾種控制方式： (1)地面注氣量或注水量 (2)油藏注氣量或注水量 (3)地面注采比 (4)油藏注采比 如果你想保持油藏壓力水平，你還可以設定油藏壓力水平，這時模型可以自動調整： (1)井組油藏產量 (2)井組油藏注水量 (3)井組油藏注氣量 (4)井組地面注水量 (5)井組地面注氣量 10:如何加快數模計算以及如何解決數模計算的收斂性問題？ 在了解收斂性之前

51、，應該首先了解幾個基本概念： (1)。報告步：一個數模作業包括多個報告步，報告步是用戶設置要求多長時間輸出運行 報告，比如可以每個月，每季度或每年輸出運行報告，運行報告包括產量報告和動態場(重啟)報告。 (2)。時間步：一個報告步包括多個時間步，時間步是軟件自動設置，即通過多個時間步的 計算來達到下一個報告步，以ECLIPSE為例，假如報告步為一個月，在缺省條件下，ECLISPE第一個時間步取一天，然后以三倍增加，即第二個時間步取三天，然后取九天，下一個時間 步是17天來達到30天的報告步，然后會以每30天的時間步來計算。時間步可以通過TUNING關鍵字來修改。 (3)。非線形迭代

52、：一個時間步包括多次非線形迭代。在缺省情況下，ECLIPSE如果通過 12次的非線形迭代沒有收斂，ECLIPSE將對時間步減小10倍。比如下一個時間步應該是 30天，如果通過12次的迭代計算不能達到收斂，ECLIPSE將把時間步縮短為3天。下一個 時間步將以1.25倍增長，即3.75天，4.68天，。。。。如果在計算過程中經常發生時間 步的截斷，計算將很慢。 (4)。線形迭代：一個非線形迭代包括多次線形迭代。線形迭代是解矩陣。 在ECLIPSE輸出報告PRT文件中可以找到時間步，迭代次數的信息，比如： STEP10TIME=100.00DAYS(+10.0DAYSREPT5ITS

53、)(1-FEB-2008) “STEP10銳明這是第10個時間步。 “TIME=100.00DAYS:說明現在模擬到第100天。 "+10.0DAYS:"說明這個時間步是10天。 “REPT"說明為彳f么選10天做為時間步，REPT是指由于到了下一個報告步。 “5ITS”:說明此10天時間步需要5次非線形迭代。 "(-FEB-2008):“現在的模擬時間。 模擬計算的時間取決于時間步的大小，如果模型沒有發生時間步的截斷而且能保持長的時間 步，那表明該模型沒有收斂性問題，反之如果經常發生時間步截斷，那模型計算將很慢， 收斂性差。時間步的大小主要取決于非線形迭代次數。如果模型只用

54、一次非線形迭代計算 就可以收斂，那表明模型很容易收斂，如果需要2到3次，模型較易收斂，如果需要4到 9次，那模型不易收斂，大于10次的化模型可能有問題，如果大于12次，時間步將截斷。 模型不收斂的原因很多，網格參數，屬性參數，流體PVT參數，巖石相滲曲線，毛管壓力曲線，相滲曲線端點標定，初始化，井軌跡，垂直管流表都會造成模型不收斂，下面分別 介紹各部分如何造成不收斂及如何解決。 (1)。網格部分： 網格正交性差和網格尺寸相差太大是導致不收斂的主要原因之一。正交性差會給矩陣求解 帶來困難，而網格尺寸相差大會導致孔隙體積相差很大，大孔隙體積流到小孔隙體積常會 造成不收斂。 解決辦法： 網格正交性差通常是在建角點網格時為描述斷層或裂縫的走向而造成的。在此情況下，最 好能使邊界與主斷層或裂縫走向平行，這樣一方面網格可以很好地描述斷層或裂縫，另一 方面正交性也很好。 在平面上最好讓網格大小能夠較均勻，在沒有井的地方網格可以很大，但最好能夠從大到 小均勻過渡?？v向上有的層厚，有的薄，最好把厚層能再細分。在檢查模型時應該每層每 層都在三維顯示中檢查。 徑向局部網格加密時里面最小的網格不要太小。 在ECLIPSE里用MINPV關鍵字可以把小于設定孔隙體積的網格設為死網格，這樣通常會有