《油藏數(shù)值模擬實踐》立足礦場應(yīng)用實踐,系統(tǒng)性闡述了油藏數(shù)值模擬的相關(guān)理論、技術(shù)方法和經(jīng)驗技巧,內(nèi)容涉及基礎(chǔ)理論知識、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與處理、靜態(tài)模型、模型初始化、歷史擬合、模型收斂性、動態(tài)預(yù)測等方面,為深化油田開發(fā)研究提供解決方案。
《油藏數(shù)值模擬實踐》可供從事油藏數(shù)值模擬研究的技術(shù)人員、油藏工程研究人員參考,也可作為油藏工程師培訓(xùn)及相關(guān)院校的輔導(dǎo)材料。
“現(xiàn)代油藏工程”理念的形成和發(fā)展已使油田開發(fā)研究者們逐漸認(rèn)識到油藏數(shù)值模擬技術(shù)的優(yōu)勢和作用,并且首先在水驅(qū)油藏開發(fā)研究中得到廣泛的應(yīng)用。從國內(nèi)實際應(yīng)用情況看,既有十分成功的例子,也有一些研究結(jié)果不盡人意?偨Y(jié)成功案例我們發(fā)現(xiàn),存在如下共性:油藏數(shù)值模擬研究始終建立在對油藏地質(zhì)特征和動態(tài)特征的充分認(rèn)識上,這得益于項目組團(tuán)隊的溝通;油藏數(shù)值模擬研究方法應(yīng)用正確合理,這得益于數(shù)值模擬研究人員的綜合能力;油藏數(shù)值模擬研究的最大貢獻(xiàn)是提供了油藏尺度下滲流規(guī)律和剩余油分布規(guī)律的定量認(rèn)識,并提出了合理的挖潛方向,這得益于對油藏數(shù)值模擬研究目標(biāo)的準(zhǔn)確定位。實踐證明,油藏數(shù)值模擬技術(shù)的功能可定位為通過定量的研究方法較好地解決油藏開發(fā)研究中的定性認(rèn)識問題,并提供相對定量(而不是精確定量)的計算結(jié)果。而且油藏模擬面對的研究對象越來越復(fù)雜,例如,特殊類型油藏儲層空間的多樣性、不同開發(fā)方式以及不同開發(fā)階段多相流體的滲流特征、油藏一井筒一地面一體化的開發(fā)決策等,既給油藏數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn),更為油藏數(shù)值模擬技術(shù)的普及與推廣帶來了新的契機(jī)。在數(shù)據(jù)信息不斷豐富、技術(shù)手段不斷創(chuàng)新的情況下,通過油藏數(shù)值模擬技術(shù)為開發(fā)研究和決策提供科學(xué)指導(dǎo)已成為行業(yè)共識。
從油藏數(shù)值模擬技術(shù)理論研究走向規(guī)模應(yīng)用的發(fā)展歷程來看,建立以油藏模型為核心,以油藏數(shù)值模擬為主要手段的油藏工程研究模式是油田開發(fā)研究的必然趨勢。油藏數(shù)值模擬作為油藏工程專業(yè)的一門必修課程,如何發(fā)揮其理論優(yōu)勢和應(yīng)用價值,必須從工程應(yīng)用角度構(gòu)建一套相對完善的知識體系和技術(shù)體系,這就是本書編寫的出發(fā)點(diǎn)。本書立足礦場應(yīng)用需求,力求突出系統(tǒng)性和實用性兩個特點(diǎn)。在系統(tǒng)性方面,本書內(nèi)容設(shè)置涵蓋與油藏數(shù)值模擬相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識、基本理論、技術(shù)方法等,是一部知識面涉及范圍廣、技術(shù)方法全面的油藏數(shù)值模擬專業(yè)著作。在實用性方面,本書不同于其他以數(shù)學(xué)理論和算法為主要內(nèi)容的油藏數(shù)值模擬專業(yè)書籍,而是立足礦場應(yīng)用需求和長期實踐經(jīng)驗,從如何更好、更快掌握油藏數(shù)值模擬基本技能出發(fā),并將專業(yè)技術(shù)與油藏開發(fā)研究緊密結(jié)合,充分發(fā)揮油藏數(shù)值模擬技術(shù)在油藏工程研究中的優(yōu)勢和作用。
基于以上考慮,全書對油藏數(shù)值模擬應(yīng)用流程設(shè)計分8章敘述。第1章簡單闡述了油藏數(shù)值模擬的概念、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用理念及現(xiàn)狀問題。第2章從油藏地質(zhì)、油藏工程、采油工程和數(shù)值模擬四個方面全面介紹了在油田開發(fā)設(shè)計中應(yīng)用到的相關(guān)基礎(chǔ)理論知識,并側(cè)重結(jié)合油藏數(shù)值模擬研究的需要進(jìn)行內(nèi)容上的適當(dāng)優(yōu)選。第3章重點(diǎn)介紹油藏數(shù)值模擬研究前處理環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與處理,這部分內(nèi)容是數(shù)值模擬應(yīng)用中的重要環(huán)節(jié),但也是當(dāng)前數(shù)值模擬著作中較少涉及的薄弱環(huán)節(jié);主要圍繞構(gòu)造信息、儲層信息、巖石相對滲透率、巖石毛細(xì)管壓力、油氣水流體物性及動態(tài)監(jiān)測信息等方面,從數(shù)據(jù)收集、評價、處理三個環(huán)節(jié)進(jìn)行較為詳細(xì)的分析,以期實現(xiàn)不同來源、不同尺度數(shù)據(jù)的一體化融合,提高數(shù)值模擬輸入環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。第4章以如何建立最大程度反映油藏地質(zhì)認(rèn)識特征的三維精細(xì)油藏模型為目標(biāo),系統(tǒng)介紹了模型設(shè)計方法,并重點(diǎn)對網(wǎng)格模型建立、屬性參數(shù)離散化、非均質(zhì)油藏表征及模型質(zhì)量評價進(jìn)行了專題討論。第5章圍繞模型初始化,從油(氣)水系統(tǒng)的界面性質(zhì)、平衡與非平衡初始化方法進(jìn)行了介紹,并側(cè)重加強(qiáng)了水體描述相關(guān)內(nèi)容分析。第6章全面系統(tǒng)討論了歷史擬合,著重從提高模型預(yù)測結(jié)果可靠性和加深對油藏靜動態(tài)認(rèn)識兩方面,介紹了歷史擬合的一般原理和方法,并提出了一種特高含水期歷史擬合新方法,并闡述了歷史擬合質(zhì)量分析方法。第7章是關(guān)于模型收斂性問題的專題內(nèi)容,結(jié)合數(shù)據(jù)處理過程中影響因素分析,提出提高收斂性的對策。第8章關(guān)于動態(tài)預(yù)測,介紹了預(yù)測方案設(shè)計方法、預(yù)測控制條件設(shè)置及預(yù)測結(jié)果可靠性分析。
本書是筆者從事油藏數(shù)值模擬20多年來收獲和體會的總結(jié),在編寫過程中還得到周維四、楊耀忠、孫業(yè)恒、戴濤、于金彪及勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院滲流力學(xué)室的大力支持,孫紅霞、董亞娟、胡慧芳、曹小朋、許強(qiáng)、劉營、劉祖鵬、李加祥等參與了部分基礎(chǔ)資料的整理工作,在此表示衷心感謝。
由于筆者水平有限,書中疏漏和不妥之處在所難免,懇請讀者斧正。
1 緒論
1.1 油藏數(shù)值模擬概述
1.2 油藏數(shù)值模擬應(yīng)用理念
1.3 油藏數(shù)值模擬技術(shù)現(xiàn)狀
2 基礎(chǔ)理論知識
2.1 油藏地質(zhì)基礎(chǔ)
2.2 油藏工程基礎(chǔ)
2.3 采油工程基礎(chǔ)
2.4 數(shù)值模擬基礎(chǔ)
3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與處理
3.1 關(guān)于數(shù)據(jù)處理
3.2 構(gòu)造信息處理
3.3 儲層信息處理
3.4 相對滲透率曲線
3.5 毛細(xì)管壓力曲線
3.6 巖石壓縮系數(shù)
3.7 油藏流體性質(zhì)
3.8 動態(tài)監(jiān)測資料
4 靜態(tài)模型
4.1 模型設(shè)計
4.2 網(wǎng)格模型建立
4.3 屬性參數(shù)離散化
4.4 油藏非均質(zhì)性表征
4.5 模型質(zhì)量評價
5 模型初始化
5.1 油(氣)水系統(tǒng)
5.2 初始化方法
5.3 水體描述
6 歷史擬合
6.1 歷史擬合概論
6.2 歷史擬合基本原理
6.3 歷史擬合方法
6.4 高含水期油藏歷史擬合方法
6.5 歷史擬合的質(zhì)量分析
7 模型收斂性
7.1 收斂性原理
7.2 模擬應(yīng)用中的收斂性
7.3 收斂性影響因素
7.4 收斂性控制對策
8 動態(tài)預(yù)測
8.1 預(yù)測方案設(shè)計
8.2 預(yù)測控制條件
8.3 預(yù)測結(jié)果可靠性