历史拟合方法
一、历史拟合方法的基本概念
应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况的认识还存在着一定的局限性。在模拟计算中所使用的油层物性参数，不一定能准确地反映油藏的实际情况。因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在一定的差异，有时甚至相差悬殊。在这个基础上所进行的动态预测，也必定不完全准确，甚至会导致错误的结论。为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进行实际模拟的全过程中广泛使用历史拟合方法。
所谓历史拟合方法就是先用所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比，如果发现两者之间有较大差异，而使用的数学模型又正确无误，则说明模拟时所用的静态参数不符合油藏的实际情况。这时，就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数的相关关系，来对所使用的油层静态参数作相应的修改，然后用修改后的油层参数再次进行计算并进行对比。如果仍有差异，则再次进行修改。这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为止。这时从工程应用的角度来说，可以认为经过若干次修改后的油层参数，与油层实际情况已比较接近，使用这些油层参数来进行抽藏开发的动态预测可以达到较高的精度。这种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。
由于目前历史拟合还没有一种通用的成熟方法，经常的做法仍是靠人的经验反复修改参数进行试算，因此油藏模拟过程中历史拟合所花的时间常占相当大部分。为了减少历史拟合所花费的机器时间，要很好地
掌握油层静态参数的变化和动态参数变化的相关关系，应积累一定的经验和处理技巧，以尽量减少反复运算的次数。近年来还提出了各种自动拟合的方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好的参数组合，加快历史拟合的速度井达到更高的精度。但目前这种自动拟台的方法还处在探索和研究阶段，还没有得到广泛的实际应用。
历史拟合包括全油藏的拟合和单井指标的拟合，一般是根据实测的产量数据来拟合以下的主要动态参数：
1、油层平均压力及单井压力。
2、见水时间及含水变化。
3、气油比的变化。
为了拟合这些动态参数，要修改的油层物性参数主要包括：渗透率、孔隙度、流体饱和度、油层厚度、粘度、体积系数、油、水、岩石或综合压缩系数、相对渗透率曲线以及单井完井数据如表皮系数、油层污染程度和井筒存储系数等。
由上面可以看出，历史拟合过程所涉及的因素是很多的，特别是多维多相渗流历史的拟合过程，所涉及到的相关因素很多，拟合过程相当复杂。因此，为进行一个成功的拟合，必须掌握正确的拟合原则和方法，否则将会花费更多的机器时间，甚至失败。
二、历史拟合的主要原则
油藏数值模拟计算的过程是把所录取的油层物性参数代人符合油藏渗流规律的数学模型来求得油藏的产量、压力、含水、气油比等动态参数。这个过程是一种求解的正过程，而历史拟合却要反过来根据所观测到的实际动态参数来反求和修正这些油层物性参数，因此，这是一个反演的逆过程。这种反演过程可以用两种方法来表示：一种是用比较严格
的数学方法来直接求解这种逆过程。这种方法目前仅处于对一些比较简单的问题进行理论探索的阶段，还没有实际应用。另一种是反复修改物性参数来反复进行计算和试凑的办法，这是目前普遍使用的方法。这种反演问题常常是多解的，也就是说可能有很多种物性参数的组合都可以得到类似的结果。不难理解，由于很多物性参数都可以使同一动态参数发生某种程度的变化，例如，当不同的油层物性参数和孔隙度、岩石或流体的压缩系数以至渗透率的分布等代人数学模型进行计算后，都可以使压力发生某些变化，虽然这些参数所造成的压力变化的幅度可能是不同的。所以当反过来要把计算出来的压力拟合到实测压力时，可以修改孔隙度，也可以修改压缩系数或渗透率的分布，甚至综合地修改这些参数的某种组合。对于历史拟合目前还没有一套通用的方法，这里提出修改参数时一般应遵循的原则。
1、当计算结果和实测的动态参数不相符合时，首先应检查所使用的数学模型是否符合油藏的实际情况。这包括两个方面：一是要分析一下基本渗流方程是否符合油藏实际，这是能否正确进行数值模拟以及历史拟合的基本前提；另一是要分析边界条件和初始条件是否给得合适。例如当对被注水井排所切割开的区块进行模拟时，如果简单地假设注水井各以50％均匀地向两侧区块分流，则当两侧区块的油层物性及压力差异较大时，在这种假设下给出的边界条件就需要修正；又如由于对油藏外部水体的地层状况如面积、粘度、渗透率等认识得不够清楚，则对于边水的入侵量或注入水的外溢量等参数也需要认真核实和调整。
2、在拟合某些动态参数时还应分析所用的数值方法是否合适。例如见水和气窜时间就和截断误差的大小有关，为减少截断误差就需要使用较密的网格系统；见水时间等参数和井的处理方法也有关系，在拟合时都应加以考虑。
3、历史拟合的成就在很大程度上取决于对油藏地质特点的认识和多项资料的齐全准确程度。如果没有测压资料，就淡不上压力动态的拟合，如果流体计量不准确也将影响历史拟合的成效。而且，正因为历史拟合过程具有多解性，因此，只有当油田的开发历史越长，积累的资料越丰富、越准确，对油藏地质开发特征的认识越深入、越清楚，才越有可能从众多的参数中正确地选出所要修正的油层物性参数或它们的组合，使历史拟合的结果能够最大限度地符合油藏的实际情况。同时对这些物性参数的修正幅度也应符合地质规律，以免出现荒谬的结果：
4、要掌握油层物性参数对所要拟合的动态参数之间的敏感性，了解前者对后者影响的大小，拟合时尽可能挑选较为敏感的油层物性参数进行修正。有时一种物性参数的调整会造成多种动态参数的改变，所以为拟合某一动态参数而调整该项物性参数时，要考虑到对别的动态参数所造成的影响是否合理。
5、要研究所取得的各种油层物性参数的不确定性，应尽可能挑选那些不确定性比较大的物性参数进行调整，对于那些比较可靠的参数则尽可能小调或少调。
6、对于一些不宜于轻易改动的数据在拟合时要采取慎重的态度。例如由于石油的地质储量都是经过反复论证并为国家储量委员会所批准，—般不宜改动。所以为拟合某一动态参数而调整油居物性参数时，对于那些会引起储量数值改变的物性参数，调整时要慎重考虑，尽可能不调或少调，但是如果经多方拟合而发现确实有些参数必须修改，而且这种修改从地质观点来分析也比较合理时，可以作适当修改。这也是一种根据动态资料对石袖地质储量进行核实的方法。
总之，在进行历史拟合时要全面分析可能使计算结果和实测数据发生差异的原因，根据以上所述的主要原则，针对油藏的具体地质、开发
特征，抓住主要矛盾，才能快速和有效地搞好历史拟合工作。
实际上，历史拟合过程也是通过动态资料及数值模拟方法对油藏进行再认识的过程，所以在实践中也常利用历史拟合反过来进一步认识或核实某些原来认识不清的地质问题。如美国West Seminole带气顶油藏，其储层是一个带有很多石膏夹层的巨厚碳酸盐岩层，在勘探开发过程中虽然取了大量的岩心，但这些石膏夹层对垂向流动的遮挡程度仍不清楚，后来通过历史拟合才搞清楚这些石膏夹层对垂向流动有“强的遮挡性”。还有，通过历史拟合可判别断层的封闭性。
为了检验历史拟合符合实际情况的程度，在完成了数值模拟工作以后要继续观察油藏的动态变化，并以之和模拟的预测动态相对比，如有较大的差异则说明历史拟合中所修正的油层物性参数还不符合或者不完全符合实际情况，最好能根据新的动态变化资料再次甚至多次进行“追踪模拟和历史拟合”，使历史拟合和模拟结果能更好地符合油藏的实际情况。
三、主要动态参数的拟合方法
(一)压力拟台
油层压力是需要进行拟合的主要动态参数之一。在油藏数值模拟过程中经常遇到的情况是计算出来的压力值普遍比实际值偏高或偏低；或局部地区偏高或偏低；也有时发生压力不光滑而呈锯齿状等情况。
为对压力进行历史拟合，首先要分析一下哪些油层物性参数对压力变化敏感。实践表明，对压力变化有影响的油层物性参数是很多的。一般与流体在地下的体积有关的参数如孔隙度、厚度、饱和度等数据都对压力计算值的大小有影响。油层综合压缩系数的改变对油层压力值的影响也比较大。与流体渗流速度有关的物性参数如渗透率及粘度等则对油
层压力的分布状况有较大的影响相对渗透率曲线的调整，除了对含水率和气油比影响较大外，对压力也有一定的敏感性。此外，如油藏周围水体的大小和连通状况的好坏、以及注人水量的分配等也对油层压力有比较明显的影响。
因此，在对油层压力进行历史拟合时，可根据对油层地质、开发特点的认识及对这些物性参数的可靠性及其对压力的敏感性的分析，选择其中的一个或某几个参数进行调整。例如，在给定产量的条件下，增大孔隙度或厚度，可使计算压力值升高；反之，降低这两个数值，则可使计算压力值降低。但是，这两个参数的改动都会造成地质储量的改变，所以在调整这些参数时都要慎重考虑这种调整的合理性。增大或减小油层综合压缩系数，也可相应地使计算压力值升高或降低；而且由于此参数特别是其中的岩石压缩系数—般测定的样品较少，有时甚至不作测定而人为地确定一参考值或借用值，以致数据的可靠性较差；因此常可对此作较大幅度的调整，从而得以有效地进行压力拟合。
当计算出来的压力分布状况与实测值不符时，如油藏中某一部分存在高压区而其相邻部分为一低压区，则可以考虑增加相应部位的渗透率或降低原油粘度来增加原油的流动性，使流体更易于从高压区流向低压区，从而消除这种异常的压力分布。有时，压力剖面呈不合理的不光滑形状，如图8．1所示。这种情况常常可能是由于该处的渗透率值过低所引起。把该处的渗透率值乘以一个大于1的常数，即把渗透率普遍提高一个幅度，增加了流动性，就可以使压力剖面变成比较光滑的曲线，如图8.2所示。
图8．1 不光滑形状压力剖面示意图图8.2 调整后比较光滑的压力剖面
如前所述，边界条件的调整对于压力的拟合起很大的作用。由于油藏
以外的水体部分一般取得的资料较少，所以水体的大小和边外渗透率的高低常常只是一个大致的估计值，可靠性较差，所以有关边外水体的参数是拟合压力时需要考虑的一个重要因素。切割注水时，注水井排两侧区块的注入水量的分配比例应该随着这些区块的地质条件和开发历史的差异而有所不同；但是，实际上有些模拟计算只是简单地把注入水量平均地—分为二，每侧的区块各占50％，这也可能是造成区块的汁算压力和实测压力不符的一个原因，需要进行具体分析和调整。一般来说，在历史拟合的过程中油气产量都是给定的，但是由于天然气产量的计量常常不很可靠，特别是对高气油比油田或带气顶油田当气体的集输和下游的利用系统尚未建成、天然气被大量放空时其计量值和天然气的实际产出量更容易有很大出入，此时常会发现用调整其他参数难以取得对压力的很好拟合。在这种情况下，调整所给的天然气计量值则可获得良好的效果，这可以看成是一种利用历史拟合来核实天然气产量的方法。在我国中原油田濮城西区沙二上1油组凝析油气藏以及美国West Seminole 带气顶油藏的历史拟合中都利用压力的拟合成功地核实了天然气的产量，
上面所述的是比较简单的情况，实际上在多相渗流的情况下问题还要复杂得多。一个物性参数的调整往往会有多方面的影响。就拿比较简单的两相径向流动条件下原油粘度及流体压缩系数的变化所造成的影响来看，它们不仅对压力有影响，而且对饱和度值也有影响，从而也会使含水值发生相应的改变，如注水井水驱油时的两相径向流动，在其他各项参数不变的情况下，考察原油粘度变化时压力和饱和度的变化情况。若取水的粘度为1，原油的粘度值则取l、5、15，用这三个不同的原油粘度值进行计算后可得到压力值。为形象化，在无因次压力和无因次时间的坐标系中，做出压力随时间变化的关系曲线(如图8．3所示)。图中
1、2、3分别是原油粘度值为1、5、15的压力曲线。
由图8．3可以看出，原油粘度越大，井底压力也越大。
图中有a和b两条虚线，两虚线之间所表示的是油水两相渗流的范围，即饱和度的变化情况。可以看出，原油粘度越大，两相渗流的范围越大，表明油的饱和度值变化得越缓慢。
通过这个计算不难看出油水粘度值这项参数在两相渗流的情况下会对多个动态参数产生影响。
流体压缩系数的变化也会对压力和饱和度产生类似的影响；当然，它对各动态参数的影响程度不同。现在同样研究注水井驱油的两相渗流问题，其他各项参数均保持不变，只改变油和水的压缩系数。
首先研究油压缩系数变化的影响。当油的压缩系数取值分别为10-2、10-3，10-41／MPa来进行计算时，从所求得的计算结果可做出类似于上图的关系曲线来，如图8．4所示。
图8．5是其他参数不变，只改变水的压缩系数时所画出的关系曲线。
由这组关系曲线可以看出，无论是油或水的压缩系数值的变化都对压力差值及其变化产生明显的影响。而对饱和度的变化来说，油压缩系数的改变对它的影响不大；水压缩系数的改变却对饱和度变化有较明显的影响。
单井动态的拟合常对表皮效应进行调整、有时也调整井周围各网格的渗透率值。
至于相对渗透率曲线的调整，由于它们主要影响含水率或气油比的计算值，所以虽然它们对压力也有影响，但在历史拟合实践中一般很少单独使用来作压力的拟合。
以上对影响压力计算值的各个因素进行了分析。但是，在实际计算时造成计算值和实测值不相符合的因素不止一个，所以在历史拟合实践中
只调整一个物性参数还不能解决问题，而需要调整多个物性参数。如：有一油藏计算出来的某一年的等压图和实际的等压图相比，出现了一个高压区和一个低压区，如图8．6所示。此时所用的等渗透率图及等孔隙度图分别示于图8，7及图8．8。经分析，认为这种情况主要可能是由于渗透率取值不当所造成。所以先普遍增大渗透率的数值，将等渗透率图修改成图8．9所示的形状。经计算后发现情况已大有改善，仅在局部地区仍有一些误差，如图8．10所示。为进—步改进拟合效果，再对等孔隙度图作了一些修改(图8.11)。最后，计算结果表明．计算等压图已与实测等压图相当接近，历史拟合圆满结束。
(二)含水率或气油比的拟合
含水率和气油比的拟合都主要依靠相对渗透串曲线的修改，前者需得到水的相对渗透率曲线,后者则涉及气的相对渗透率曲线，两者原理和方法基本相同；因此，为避免重复，这里把含水率和气油比的拟合问题一起讨论。
在多相流动的情况下，相渗透率曲线的位置和形状是直接影响各相流动状况的重要参数。当计算的含水率高于实测值时，应把水的相对渗透率曲线下移，反之，则应上移对于气油比的拟合，也同样处理，只是调整的对象是气的相对渗透率曲线而已。至于计算见水时间的过早或过迟，主要和水相渗透率曲线的端点位置即临界饱和度的大小有关。当计算见水时间过早，则应把水相临界饱和度值增大，即把此端点右移，如图8．12所示；反之，则应将其左移(图8．13)。当计算的气窜时间过早或过迟时，处理方法也类似，只是由于油气相对渗透率曲线图上的横坐标为So,所以若计算气窜时间过早，虽然拟合时同样是增大临界饱和度值，但却是把端点左移；反之亦然。
不难想象，当调整相对渗透率曲线时，由于该相流量也随之而发生相
应的改变，必然导致相应的压力变化。例如，当把水的相对渗透率曲线下移时，由于水相的流量减少，必然导致流动时的压力值减少，这也是在拟合含水率数值时应考虑的一个问题。
影响含水率及气油比计算值的因素还有油水界面和气水界面的位置。例如当计算时输入的油水界面高于实际值时也会造成见水过早及含水上升过快。所以在拟合时还应检查所给的油水界面或气水界面的位置是否准确，发现问题应作适当调整。
见水时间及气窜时间的影响因素更为复杂，数值弥散对它们影响也很大，所以当网格步长比较大的时候，必然会使计算值的误差增大。为了减少这种误差，应该用更密的网格来进行计算，但网格过密又会大幅度增加计算时间，看来，在井的周围应用局部加密网格或杂交网格是一个好的方法。
在作单井拟合时，拟函数的应用会取得良好的效果。
如上所述，天然气的产量不准确即所给气油比值不准确时，也常在拟合压力时，调整天然气产量即气油比的数值。
名词解释 油藏模拟油藏数值模拟数学模拟物理模型数值模型质量守恒定律适定问题初始条件黑油模型组分模型网格节点块中心网格点中心网格离散化有限差分法显示差分 隐式差分前差分后差分中心差分点交替排列格式交替对角排列格式标准排列格式 对角排列格式隐式差分格式差分方程稳定性截断误差松弛法IMPES方法历史拟合 动态预测灵敏度实验 选择题 由于油藏各点的渗透率不同，束缚水饱和度不同，因而需要对相对渗透率曲线进行归一化处理 以X方向为例，传导系数为 块中心网格是用（）来表示小块坐标的 A网格块中心B节点C网格块边缘D网格块夹角 下述表达式表示定产量内边界条件的是 认识油田的主要方法有直接观察法和模拟法 相对渗透率取值一般取上游权的处理方法 IMPES方法是（）的求解方法 A隐式压力B隐式饱和度C全隐式 历史拟合在含水拟合时主要是对（）的修改 A孔隙度B相对渗透率曲线C渗透率D地层厚度 在隐式差分格式中，有多个未知数，当已知第n时刻的值P i n时，为了求出第n+1时刻的P i n+1，需要（） A解n个方程B解一个线性代数方程组C直接求解D解一个方程 根据每一组分的质量守恒建立的渗流数学模型称为（）模型 A热采B化学驱C黑油D组分 一维径向模拟时r=10cm，r=40cm，那么可以推断r s的大小是 A120 B200 C400D 640 下列哪一种方法不属于迭代求解方法 A雅克比法B超松弛法CLU分解法D交替方向隐式法 对于二位6*4网络系统，如果按行标准排列，气半带宽W= A6 B4 C12 D8 克兰克?尼克森差分格式的截断误差为（） 块中心网格和点中心网格的差分方程相比较，结果（） A一样的B有半个网格的误差C相差流动项系数D维数不同 三．判断题2分*10 1.黑油模型中水相与其他两相不发生质量转移，气可以从油中出入，但不能汽化液相 2.离散化的核心是把整体分为若干单元来处理，它是油藏对象的空间离散 3.显式差分格式是有条件收敛的 4.差分方程组的直接解法的特点是计算工作量小，精确度较高，计算程序简单 5.差分方程组的迭代解法主要用于处理系数矩阵阶数较高的问题 6.相对渗透率取值一般取上游权的处理方法 7.油藏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，通过数值模 拟的算法也可以消除 8.显示差分格式的稳定条件是△t/△x2≤0.5 9.有限差分法就是用差商来代替微商
油藏数值模拟实用方法
二OO四年十月
前言： 油藏数值模拟是随着计算机的发展，而在石油行业中逐步成为一门成熟的技术。追溯油藏数值模拟的发展史，从30年代开始研究渗流力学到50年代在石油工业方面得以应用，到70年代进入商品化阶段，而80年代油藏数值模拟又向完善、配套、大型多功能一体化综合性软件飞跃发展。近十年油藏数值模拟已成为油田开发研究，解决油田开发决策问题的有力工具。在衡量油田开发好坏、预测投资、对比油田开发方案、评价提高采收率方法等方面应用都极为广泛。 油藏数值模拟就是应用数学模型再现实际油田生产动态。具体通过渗流力学方程借用大型计算机，结合地震、地质、测井、油藏工程学等方法在建立的三维地层属性参数场中，对数学方程进行求解，实现再现油田生产历史，解决油田实际问题。 油藏数值模拟是一门综合性很强的科学技术，涉及油田地质、油层物理、油藏工程、采油工程、测井、数学、计算机及系统等学科。而油藏数值模拟工作又以其繁重的前期准备和上机历史拟合运算工作让人望而生畏。 那么如何做好前期资料准备工作和尽快掌握模拟技巧？使得今后的油藏数值模拟工作在作业区顺利开展，便是出此书的目的所在。 本书结合以往工作中的实际经验教训，成功与失败，参考诸多资料从前期数据准备工作开始到模拟技巧做了较为的详细介绍，以舐读者。有不妥之处，请予指证。同时，今后不定期的将更新的模拟技术及方法
推荐给大家。 目 录 一、数值模拟发展概况 二、数值模拟的基本原理 二、选择适当的数值模型及相类 三、数据录取准备工作 （1） 建立油藏地质模型 （2） 网格选择 （3） 数据录入准备 四、历史拟合方法及技巧 （一）确定模型参数的可调范围 （二）对模型参数全面检查 （4） 历史拟合 附件1：关于实测压力的皮斯曼校正 附件2：关于烃类有效孔隙体积的计算1、
第3节历史拟合方法 一、历史拟合方法的基本概念 应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况的认识还存在着一定的局限性．在模拟计算中所使用的油层物性参数，不一定能准确地反映油藏的实际情况．因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在一定的差异，有时甚至相差悬殊。在这个基础上所进行的动态预测，也必定不完全准确，甚至会导致错误的结论。为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进行实际模拟的全过程中广泛使用历史拟合方法。 所谓历史拟合方法就是先用所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比，如果发现两者之间有较大差异，而使用的数学模型又正确无误．则说明模拟时所用的静态参数不符合油藏的实际情况。这时，就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数的相关关系，来对所使用的油层静态参数作相应的修改，然后用修改后的油层参数再次进行计算并进行对比。如果仍有差异，则再次进行修改。这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为止。这时从工程应用的角度来说，可以认为经过若干次修改后的油层参数，与油层实际情况已比较接近，使用这些油层参数来进行抽藏开发的动态预测可以达到较高的精度。这种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。 由于目前历史拟合还没有一种通用的成熟方法，经常的做法仍是靠人的经验反复修改参数进行试算，因此油藏模拟过程中历史拟合所花的时间常占相当大部分；为了减少历史拟合所花费的机器时间，要很好地掌握油层静态参数的变化和动态参数变化的相关关系，应积累一定的经验和处理技巧，以尽量减少反复运算的次数。 近年来还提出了各种自动拟合的方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好的参数组合，加快历史拟合的速度井达到更高的精度。但目前这种自动拟台的方法还扯在探索和研究阶段．还没有得到广泛的实际斑用。 历史拟合包括全油藏的拟合和单井指标的拟合，一般是根据实测的产量数据来拟合以下的主要动态参数： ①油层平均压力及单井压力。 ②见水时间及含水变化。 ③气油比的变化。
数值模拟过程（特别是历史拟合）是一项复杂的、消耗人力和机时的繁琐工作，如不遵循一定步骤，掌握一定技巧，可能陷入难以解脱的矛盾之中。 一般认为，同时拟合全区和单井的压力、含水和油气比难以办到，必须将历史拟合过程分解为相对比较容易的步骤进行。 历史拟合一般采取以下几个步骤： 1确定模型参数的可调范围； 2对模型参数全面检查； 3历史拟合； 1）.全区和单井压力拟合； 2）.全区和单井含水拟合； 3）.单井生产指数拟合。 （一）确定模型参数的可调范围 确定模型参数的可调范围是一项重要而细致的工作，需收集和分析一切可以利用的资料。首先分清哪些参数是确定的，哪些参数是可调的。 资料及专家介绍： 孔隙度允许修改范围±30％； 渗透率视为不定参数，可修改范围±3倍或更多；
有效厚度，由于源于测井资料，与取心资料对比偏高30％左右， 主要是钙质层和泥质夹层没有完全挑出来，视为不定参数，可调范围-30％左右； 流体压缩系数源于实验室测定，变化范围小，视为确定参数； 岩石压缩系数源于实验测定，但受岩石内饱和流体和应力状态的影响，有一定变化范围；同时砂岩中与有效厚度相连的非有效部分，也有一定孔隙和流体在内，在油气运移中起一定弹性作用。因而，允许岩石压缩系数可以扩大一倍； 相对渗透率曲线视为不定参数，允许作适当修改； 油、气的PVT性质，视为确定参数； 油水界面，在资料不多的情况下，允许在一定范围内修改。 （二）对模型参数全面检查工资 油藏数值模拟的数据很多，出现错误的可能性很大。为此，在进行历 史拟合之前，对模型数据进行全面检查是十分必要的。 数据检查包括模拟器自动检查和人工检查两方面，缺一不可。 模拟器自动检查包括： 1、各项参数上下界的检查 对各项参数上下界的检查，发现某一参数超过界限，打出错误信息。1）.检查原始地质储量并与容积法计算进行比较； N = 7758?A×h×Φ×Soi/Boi
第一章油藏数值模拟方法分析 油藏数值模拟 油藏数值模拟简述 油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律 的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。其基础理论是基于达西渗流定律。 油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模 拟实际的油田开采的一个过程。基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值（生产动态）与实际吻合。其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。 油藏数值模拟技术从50年代的提出到90年代间历经40年的发展，日益成熟。现在进入另外一个发展周期。近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用 非常广泛。 油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模 拟研究，且可重复、周期短、费用低。
图1油藏数值模拟流程图 油藏数值模拟的类型 油藏数值模拟类型的划分方法有多种， 划分时最常用的标准是油藏类型、 需要模拟的油 藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程， 也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种 各样的复杂问题而设定， 油气藏特性和油气性质不同， 选择的模型也不同， 还可以根据油藏 数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。 以油藏和流体类型来划分，其模型有：气体模型、黑油模型和组分模型； 以开采过程来 划分，其模型包括：常规油藏、化学驱、热采和混合驱模型。 以油藏和流体描述为基础的油藏模型分为两类：黑油模型和组分模型。 （1） 黑油模型，是常规油田开发应用的油藏数值模型，用于开采过程中，对油藏 流体组分变化不敏感的情况， 是最完善、最成熟的。黑油模型假设质量转移完全取决于 压力变化，适应于油质比较重的油藏类型，在这些模型中，流体性质 E O 、B g 、R S 决定PVT 的 变化，如普通稠油及中质油的油气藏。 （2） 组分模型，应用于开采过程中对组分变化敏感的情况。这些情况包括：挥发性油 藏和凝析气藏的一次衰竭采油阶段， 用组分模型进行模拟。在组分模型中，适用于油质比较轻、气体组分比较高的油气藏， 使用 数据化 流体的PVT 数据、相 渗曲线、岩石数据 建立地质模型 建立网格 参数场 表格数据 油水井产量、井史 数据 T 动态模拟 含油边界拟合 非井点地质静态参数拟合 区块、单井压力拟合 生产指数拟合 以及压力保持阶段。同时，多次接触混相过程通常也采
第3节历史拟合方法 一、历史拟合方法得基本概念 应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况得认识还存在着一定得局限性.在模拟计算中所使用得油层物性参数,不一定能准确地反映油藏得实际情况.因此,模拟计算结果与实际观测到得油藏动态情况仍然会存在一定得差异，有时甚至相差悬殊。在这个基础上所进行得动态预测,也必定不完全准确，甚至会导致错误得结论。为了减少这种差异,使动态预测尽可能接近于实际情况,现在在对油藏进行实际模拟得全过程中广泛使用历史拟合方法。 所谓历史拟合方法就就是先用所录取得地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化得历史，把计算得结果与所观测到得油藏或油井得主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比,如果发现两者之间有较大差异，而使用得数学模型又正确无误.则说明模拟时所用得静态参数不符合油藏得实际情况。这时,就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数得相关关系,来对所使用得油层静态参数作相应得修改,然后用修改后得油层参数再次进行计算并进行对比。如果仍有差异,则再次进行修改。这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近,达到允许得误差范围为止。这时从工程应用得角度来说,可以认为经过若干次修改后得油层参数,与油层实际情况已比较接近,使用这些油层参数来进行抽藏开发得动态预测可以达到较高得精度。这种对油藏得动态变化历史进行反复拟合计算得方法就称为历史拟合方法。 由于目前历史拟合还没有一种通用得成熟方法,经常得做法仍就是靠人得经验反复修改参数进行试算,因此油藏模拟过程中历史拟合所花得时间常占相当大部分;为了减少历史拟合所花费得机器时间,要很好地掌握油层静态参数得变化与动态参数变化得相关关系，应积累一定得经验与处理技巧,以尽量减少反复运算得次数。 近年来还提出了各种自动拟合得方法，力求用最优化技术以及人工智能方法来得到最好得参数组合,加快历史拟合得速度井达到更高得精度。但目前这种自动拟台得方法还扯在探索与研究阶段．还没有得到广泛得实际斑用。 历史拟合包括全油藏得拟合与单井指标得拟合,一般就是根据实测得产量数据来拟合以下得主要动态参数： ①油层平均压力及单井压力。 ②见水时间及含水变化。 ③气油比得变化。
一、储量拟合可以修改的参数： 1、孔隙体积倍乘系数－MULTPV（Pore volume multipliers），直接乘以一个系数即可以达到 拟合的目的。孔隙体积Vp＝A×h×φ×（1-Swc），因此，孔隙体积倍乘系数－MULTPV 中包括了有效厚度（净毛比）。 2、与有效厚度成正比，与毛管压力成反比（毛管压力越大，烃类越难进入孔隙）。 3、凝析气藏中，凝析油的储量主要通过调整气油界面、流体组成……… （1）地层条件下有凝析油时，气油界面深度增加（降低）则气量增加，油量减少（增多），地层条件下没有凝析油时，气油界面深度增加（降低）则气量增加，油量 增多（减少）； （2）组成中轻质组分（C1，C2）含量越高，气量越多，油量越少。因此，在总组成不变的情况下，可以适当调整轻质组分（C1，C2）含量和重质组分（C3以上至特 征组分）含量，从而协调凝析油的储量，轻质组分含量的微小改变对气储量的影 响很小，而重质组分含量的微小改变会对凝析油的储量有很大影响。 （3）在组分模型中调整在总组成不变的前提下调整轻重组分的含量可以直接在Office 中PVT部分操作，如下图1和图2 图1
图2 二、油藏平均压力和单井压力拟合可以修改的参数 全区平均地层压力是按照体积加权得到的，平均地层压力与储量因此，修改储量可以孔隙体积倍乘系数 1、拟合压力水平（压力整体趋势的高低）主要是修改：岩石压缩系数Cr，有效厚度h，其目的是改变压力异常带的储量。原因是：在给定的生产条件下，模拟出的油藏压力水平过高，则表明模型中的油藏地质储量过高，以至于采出相同的油气后，模型中的压力下降偏慢，此时，应设法降低模型中油藏地质储量，可以通过孔隙体积倍乘系数这个关键字－MUL YPV来控制储量大小，或者增大岩石压缩系数Cr，增大岩石压缩系数Cr，压力降至同一水平时可以采出更多的原油，与减小储量可以起到相同的作用，同样可以降低压力水平。（压力水平与储量成正比，与岩石压缩系数Cr成正比）。Cr越大，则岩石弹性能量的贡献越大，采出同样多的流体后，地层压力越高。 2、拟合压力分布主要修改渗透率，包括各节点的渗透率和方向渗透率，这样可以改变流体流动的方向，从而改变油藏中的压力分布。一般的做法是：对低压带增加渗透率，对于低压带相连的水体，增加水区的渗透率或增加水体的面积。 计算的FPR与实际观测井压力对比？ 3、单井压力拟合主要修改井的表皮系数S（通常，油井表皮因子变化范围从+1到+10）及井局部地区的渗透率或方向渗透率。当然，若临近井的渗透率都做了修改，则井间地区的渗透率也应随着修改。井底压力拟合主要修改近井区渗透率，同时也可以修改表皮系数，但不能超过可调范围（正负32）。见图4
历史拟合方法 一、历史拟合方法的基本概念 应用数值模拟方法计算油藏动态时，由于人们对油藏地质情况的认识还存在着一定的局限性。在模拟计算中所使用的油层物性参数，不一定能准确地反映油藏的实际情况。因此，模拟计算结果与实际观测到的油藏动态情况仍然会存在一定的差异，有时甚至相差悬殊。在这个基础上所进行的动态预测，也必定不完全准确，甚至会导致错误的结论。为了减少这种差异，使动态预测尽可能接近于实际情况，现在在对油藏进行实际模拟的全过程中广泛使用历史拟合方法。 所谓历史拟合方法就是先用所录取的地层静态参数来计算油藏开发过程中主要动态指标变化的历史，把计算的结果与所观测到的油藏或油井的主要动态指标例如压力、产量、气油比、含水等进行对比，如果发现两者之间有较大差异，而使用的数学模型又正确无误，则说明模拟时所用的静态参数不符合油藏的实际情况。这时，就必须根据地层静态参数与压力、产量、气油比、含水等动态参数的相关关系，来对所使用的油层静态参数作相应的修改，然后用修改后的油层参数再次进行计算并进行对比。如果仍有差异，则再次进行修改。这样进行下去，直到计算结果与实测动态参数相当接近，达到允许的误差范围为止。这时从工程应用的角度来说，可以认为经过若干次修改后的油层参数，与油层实际情况已比较接近，使用这些油层参数来进行抽藏开发的动态预测可以达到较高的精度。这种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。 由于目前历史拟合还没有一种通用的成熟方法，经常的做法仍是靠人的经验反复修改参数进行试算，因此油藏模拟过程中历史拟合所花的时间常占相当大部分。为了减少历史拟合所花费的机器时间，要很好地
[转]【推荐】油藏数值模拟入门指南 尝试写一写油藏数值模拟入门指南，希望对那些刚刚开始进入油藏数值模拟领域的工作者有所帮助。 第一：从掌握一套商业软件入手。 我给所有预从事油藏数值模拟领域工作的人员第一个建议是先从学一套商业数值模拟软件开始。起点越高越好，也就是说软件功能越强越庞大越好。现在在市场上流通的ECLIPSE,VIP 和CMG都可以。如果先学小软件容易走弯路。有时候掌握一套小软件后再学商业软件会有心里障碍。 对于软件的学习，当然如果能参加软件培训最好。如果没有机会参加培训，这时候你就需要从软件安装时附带的练习做起。油藏数值模拟软件通常分为主模型，数模前处理和数模后处理。主模型是数模的模拟器，即计算部分。这部分是最重要的部分也是最难掌握的部分。它可以细分为黑油模拟器，组分模拟气，热采模拟器，流线法模拟器等。数模前处理是一些为主模拟器做数据准备的模块。比如准备油田的构造模型，属性模型，流体的PVT参数，岩石的相渗曲线和毛管压力参数，油田的生产数据等。数模后处理是显示模拟计算结果以及进行结果分析。 以ECLIPSE软件为例，ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim是主模拟器。ECLISPE100是对黑油模型进行计算，ECLISPE300是对组分模型和热采模拟进行计算，FrontSim是流线法模拟器。前处理模块有Flogrid,PVTi,SCAL,Schedule,VFPi等。Flogrid用于为数值模拟建立模拟模型，包括油田构造模型和属性模型；PVTi用于为模拟准备流体的PVT参数,对于黑油模型，主要是流体的属性随地层压力的变化关系表，对于组分模型是状态方程；SCAL为模型准备岩石的相渗曲线和毛管压力输入参数；Schedule处理油田的生产数据，输出ECLIPSE 需要的数据格式（关键字）；VFPi是生成井的垂直管流曲线表，用于模拟井筒管流。ECLIPSE OFFICE和FLOVIZ是后处理模块，进行计算曲线和三维场数据显示和分析，ECLIPSE OFFICE同时也是ECLIPSE的集成平台。 对于初学者，不但要学主模型，也需要学前后处理。对于ECLISPE的初学者，应该先从ECLISPE OFFICE学起，把ECLISPE OFFICE的安装练习做完。然后再去学Flogrid，Schedule 和SCAL。PVTi主要用于组分模型，做黑油模型可以不用。 第二：做油藏数值模拟都需要准备什么参数 在照着软件提供的安装例子做练习时经常遇到的问题是：虽然一步一步按照手册的说明做，但做的时候不明白每一步在做什么，为什么要这么做。这时候的重点在于你要知道你一开始做的工作都是为数值模拟计算提供满足软件格式要求的基础参数。有了这些基础参数你才能开始进行模拟计算。这些基础参数包括以下几个部分： 1。模拟工作的基本信息：设定是进行黑油模拟，还是热采或组分模拟；模拟采用的单位制（米制或英制）；模拟模型大小（你的模型在X,Y,Z三方向的网格数）；模拟模型网格类型（角点网格，矩形网格，径向网格或非结构性网格）；模拟油藏的流体信息（是油，气，水三相还是油水或气水两相，还可以是油或气或水单相，有没有溶解气和挥发油等）;模拟油田投入开发的时间；模拟有没有应用到一些特殊功能（局部网格加密，三次采油，端点标定，多段井等）；模拟计算的解法（全隐式，隐压显饱或自适应）。 2。油藏模型：模型在X,Y,Z三方向的网格尺寸大小，每个网格的顶面深度，厚度，孔隙度，渗透率，净厚度（或净毛比）。网格是死网格还是活网格。断层走向和断层传导率。
数值模拟的目的 (一)、为什么开展油藏数值模拟工作 研究和开发一个油田是一个复杂的综合性的科技问题，高精度的地震资料的处理解释提供研究区域的构造、断层、边界及其走向，但地震纵向分辨率受到限制，不能很好的反映一个同相轴(地震道) 中沉积砂体的物性变化特征；测井可较好的反映到小于1米以下沉积砂体的物性特征，提供可靠的地层对比结果。但作为新老油田开发方案的研究及剩余油分布的研究，是地震、地质、测井理论方法都无法做到的。地质上仅定性或半定量分析，测井用于生产监测不能以点带面。惟独油藏数值模拟工作可再现生产历史，定量分析剩余油潜力；并做到室内研究投入少、时间短，还可进行开发方案优选及经济评价工作。所以总公司强调开发方案的部署一定要开展数值模拟工作。值得强调的是油藏数值模拟工作提倡一体化，注重前期的地震解释和测井解释即油藏描述工作。 (二)、油藏数值模拟的目的 在进行油藏数值模拟工作前，首先应根据油田开发过程中存在难以解决的实际问题，提出开展此项工作的目的及意义，即最终所要达到解决问题的目标是什么？一般通过油藏数值模拟可进行以下研究工作： 1. 初期开发方案的模拟 1) .评价开发方式；如：枯竭开采、注水开发等。 2) .选择合理井网、开发层系、确定井位； 3) .选择合理的注采方式、注采比； 4) .对油藏和流体性质敏感性研究。 2. 对已开发油田历史模拟 1) . 核实地质储量，确定基本的驱替机理(如：是天然驱，还是注水开发。)； 2) .确定产液量和生产周期； 3) .确定油藏和流体特性； 4) .提出问题、潜力所在区域。 3. 动态预测 1) .开发指标预测及经济评价 2) .评价提高采收率的方法(如：一次采油、注水、注气、化学驱等) 3) . 剩余油饱和度分布规律的研究,再现生产历史动态诸如：研究剩余油饱和度分布范围和类型； ?单井调整：改变液流方向、注采井别、注水层位； ?扩大水驱油效率和波及系数； 4) .潜力评价和提高采收率的方向 诸如： ? 确定井位、加密井的位置；
第一章油藏数值模拟方法分析 令狐采学 1.1油藏数值模拟 1.1.1油藏数值模拟简述 油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。其基础理论是基于达西渗流定律。 油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层
模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。 油藏数值模拟技术从50 年代的提出到90 年代间历经40 年的发展，日益成熟。现在进入另外一个发展周期。近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。 油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究，且可重复、周期短、费用低。 图1 油藏数值模拟流程图 1.1.2油藏数值模拟的类型 油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。 以油藏和流体类型来划分，其模型有：气体模型、黑油模型和组分模型；以开采过程来划分，其模型包括：常规油藏、化学驱、热采和混合驱模型。 以油藏和流体描述为基础的油藏模型分为两类：黑油模型
前言： 油藏数值模拟是随着计算机的发展，而在石油行业中逐步成为一门成熟的技术。追溯油藏数值模拟的发展史，从30年代开始研究渗流力学到50年代在石油工业方面得以应用，到70年代进入商品化阶段，而80年代油藏数值模拟又向完善、配套、大型多功能一体化综合性软件飞跃发展。近十年油藏数值模拟已成为油田开发研究，解决油田开发决策问题的有力工具。在衡量油田开发好坏、预测投资、对比油田开发方案、评价提高采收率方法等方面应用都极为广泛。 油藏数值模拟就是应用数学模型再现实际油田生产动态。具体通过渗流力学方程借用大型计算机，结合地震、地质、测井、油藏工程学等方法在建立的三维地层属性参数场中，对数学方程进行求解，实现再现油田生产历史，解决油田实际问题。 油藏数值模拟是一门综合性很强的科学技术，涉及油田地质、油层物理、油藏工程、采油工程、测井、数学、计算机及系统等学科。而油藏数值模拟工作又以其繁重的前期准备和上机历史拟合运算工作让人望而生畏。 那么如何做好前期资料准备工作和尽快掌握模拟技巧？使得今后的油藏数值模拟工作在作业区顺利开展，便是出此书的目的所在。 本书结合以往工作中的实际经验教训，成功与失败，参考诸多资料从前期数据准备工作开始到模拟技巧做了较为的详细介绍，以舐读者。有不妥之处，请予指证。同时，今后不定期的将更新的模拟技术及方法推荐给大家。 目录 一、数值模拟发展概况 二、数值模拟的基本原理 二、选择适当的数值模型及相类 三、数据录取准备工作 （一）建立油藏地质模型 （二）网格选择 （三）数据录入准备 四、历史拟合方法及技巧 （一）确定模型参数的可调范围 （二）对模型参数全面检查 （四）历史拟合 附件1：关于实测压力的皮斯曼校正 附件2：关于烃类有效孔隙体积的计算 一、数值模拟发展概况 30年代人们开始研究地下流体渗流规律并将理论用于石油开发； 50年代在模似计算的方法方面，取得较大进展； 60年代起步，人们开始用计算机解决油田开发上的一些较为简单间题，由于当时计算机的速度只有每秒几万到几十万次，实际上只能做些简单的科学运算； 70 年后主要体现于计算机的快速升级带动了油藏数模的迅猛发展，大型标量机计算速度达到100--500万次，内存也高增主约16兆字节。在理论上黑油模型计算方法更趋成熟，D. W.
第一章油藏数值模拟方法分析 1.1油藏数值模拟 1.1.1油藏数值模拟简述 油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。其基础理论是基于达西渗流定律。 油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。 油藏数值模拟技术从50 年代的提出到90 年代间历经40 年的发展，日益成熟。现在进入另外一个发展周期。近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。 油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究，且可重复、周期短、费用低。 图1 油藏数值模拟流程图 1.1.2油藏数值模拟的类型 油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。 以油藏和流体类型来划分，其模型有：气体模型、黑油模型和组分模型；以开采过程来划分，其模型包括：常规油藏、化学驱、热采和混合驱模型。 以油藏和流体描述为基础的油藏模型分为两类：黑油模型和组分模型。 （1）黑油模型，是常规油田开发应用的油藏数值模型，用于开采过程中，对油藏 流体组分变化不敏感的情况，是最完善、最成熟的。黑油模型假设质量转移完全取决于压力变化，适应于油质比较重的油藏类型，在这些模型中，流体性质B o、B g、R s决定PVT 的变化，如普通稠油及中质油的油气藏。 （2）组分模型，应用于开采过程中对组分变化敏感的情况。这些情况包括：挥发性油藏和凝析气藏的一次衰竭采油阶段，以及压力保持阶段。同时，多次接触混相过程通常也采用组分模型进行模拟。在组分模型中，适用于油质比较轻、气体组分比较高的油气藏，使用三次状态方程表示PVT变化，如轻质油或凝析气藏。 （3）根据一些特殊开采方式的需要而形成的其他类型的数值模型，如热采模型、注聚
油田历史文件格式 一概况 油田历史信息是从现场获得的井生产数据，而不是模拟计算输出的数据。油田历史用于模拟计算的输入，并对比油田历史实际数据和模拟计算的结果。油田历史存储在ASCII文件中, Graph 和Report能读取的三种文件格式是FHF格式1（兼容CMG图形和控制系统）、FHF格式2（93.20及以后版本支持的格式）、生产分析加载格式（PA Load）。 这里主要说明前面两种FHF格式，每一种FHF格式文件的例子在本文的最后给出。二创建一个油田历史文件的步骤： 1.将数据库的数据下载到ASCII文件。 2.编辑正确的文件格式，为确保向前兼容性，输入的数据都从第一列开始，输入数据 为单独行。可以在文件中输入注释信息，除非特殊说明，都用“*”在第一列开头，并且的第二列输入空格。 三描述FHF文件的各个项及如何编排 1．输入FHF文件创建的日期或当前的日期。这个日期不是结果文件用的实际日期，只是用来对老的FHF文件兼容。用下面的格式： 格 式 日期格式格式描述范例 1 'YYYY-MM-DD' 用单引号标注的日期，Y、M和D分别表示年、 月、日 '1994-01-18' 表示1994年1月18日 2 YYYY MM DD 没有引号的三个整数，Y、M和D分别表示年、 月、日 1994 01 18表示1994年1月18日 3 YYYY/MM/DD 用/分隔的三个整数. Y、M和D分别表示年、 月、日 1994/01/18表示1994年1月18日 4 ISO 8601日期 格式 日期和时间用‘T’分隔. 日期的年月日用 ‘-‘分隔，年4位，月和日都是2位，时间 的时分秒用‘:’分隔，且都是两位数字,时 间部分可以省略，缺省是00:00:00. 2006/1/30 23:12:02 2. 用单引号标注的项目名称，最多40个字符，用于下面两种格式 格式字符串例子描述 1 & 2 'POOL A WATERFLOOD' 用单引号标注 3. 输入开始日期。日期格式为：
裂缝性油藏数值模拟方法 姚军 （中国石油大学山东东营 257061） 摘要：目前对天然裂缝性油藏的数值模拟可以大致分为连续性模型和离散性模型两大类；连续性模型又可以分为双重介质模型和单介质模型，双重介质模型主要是以Barrenblatt和Warren-Root在20世纪60年代提出的双重孔隙/双重渗透模型为基础，在这类模型中认为油藏中每一点都存在有基岩和裂缝两种介质，基岩被相互平行排列的裂缝分割称为单个的岩块，每种介质存在独立的水动力场，通过两种介质间的窜流的将其联系起来；而对于单介质模型，则是通过一定的方法将裂缝的渗透率和基岩的渗透率进行综合的考虑，得出整个油田的有效渗透率，该有效渗透率考虑了裂缝的密度、方位等的影响，然后将该有效渗透率输入到普通的单一介质模拟器中来对裂缝性油藏进行模拟； 由于双重介质模型不能够对不连续且控制着流体流动的大裂缝进行准确的模拟等原因，离散性模型在近段时间逐渐发展起来，而其又可以分为离散裂缝网络模型和离散管网模型；在离散裂缝网络模型中，对地质上描述出来的每个裂缝都进行了离散的显式的表示，同时根据局部裂缝的形状决定基岩的几何形状，由于地质上描述的裂缝数目一般较多，相应的在数值模拟中需要的离散点数目也就十分巨大，对模拟造成了一定的困难，所以目前很多的专家和学者又对该方法进行了进一步的改进，有许多简化的方法存在；离散管网模型则是先对所要模拟的区域进行了网格的划分，进而采用管子连接两个网格块，相应的两个网格块之间的传导率也采用管子的传导率来代替，这种方法的特点是数学上比较简单，灵活性较强，同时由于管子只对其连接的两个网格有影响，所以改变管子的传导率只会影响一个方向的传导性，而不会像常规的模拟器那样要同时影响两边的传导性，但是该方法目前研究较少。 0 前言 随着世界碳酸盐岩油气田的大规模开发，系统深入研究这类油气田的渗流模式及其在开发中的应用已成为重要课题。地质学家通过岩芯分析，确认碳酸盐岩(灰岩、白云岩)具有明显可见的裂缝、孔洞，含有密集的树枝状构造的粗裂缝以及连接的孔洞和孔隙。这类特殊的储集层结构不仅造成了井的高产、不稳定、跃变等开采特征，而且也造成各异的油气井压力降或压力恢复曲线特征。 碳酸盐岩油藏在孔隙结构和渗流机理上同砂岩油藏相比都存在很大的差别，由于天然裂缝的发育十分的不规则，裂缝的密度、长度、方位等参数都会因沉积
1、黑油模型（Black Oil ）： 黑油模型是指非挥发性原油的数学模型，是相对于油质极轻的挥发性油而言，因油质重而色泽较深，故称之为黑油 其基本假设为： <1> 油藏中的渗流为等温渗流； <2> 油藏中最多只有油气水三相，每一相的渗流均遵守达西定律； <3> 油藏烃类只含有油气两个组分，油组分是指将地层原油在地面标准状况下经历分离后所残存的液体，而其组分是指全部分离出来的天然气。油藏状况下油气两种组分可能形成油气两相，油组分完全存在于油相中，而气组分则可以以自由气的形式存在于气相内，也可以以溶解气的方式存在于油相中，所以地层中油相应为油组分和气组分的某种组合。常规黑油模型一般不考虑油组分向气组分的挥发过程； <4> 油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的，即认为油藏中油气两相瞬时地达到相平衡状态； <5> 油水之间不互溶； <6> 由于天然气在水中溶解度很小，可以认为它不溶于水。 油气水三相渗流基本微分方程： g () ()()()[()]()()ro o o o o o o o ro gd rg g gd o g g o og g g s o g o g rw w w w w w w w kk S P D q t kk kk S S P D P D R q q t kk S P D q t ρφργμρρφρφργγμμρφργμ???????-?+=?? ????? ??+??? ???-?+??-?++=??????? ? ???????-?+=??????? 油相：气相：水相：油水两相渗流基本微分方程： g ()()()()ro og og o o o o o rw w w w w w w w kk S P D q t kk S P D q t ρφργμρφργμ???????-?+=??????? ? ???? ???-?+=??????? 油相：水相： 注意： 1、式中的产量项是以质量计的单位时间内单位地层体积的产出（注入）量； 2、og o gd ρρρ=+，地面油的相对密度为地面油与溶解气相对密度之和。 3、,,og o gd o o gd gd g g γγγγργρ=+== 辅助方程： 饱和度（三相）1o g w S S S ++= 饱和度（两相）1o g S S += 毛管力（三相）：() ()o w cow w g o cog g p p p S p p p S -=???-=?? 毛管力（两相）：()o w cow w p p p S -=
油藏数值模拟技术现状与发展趋势 摘要：介绍了当前国内外油藏数值模拟的现状，简述了并行算法、网格技术、粗化技术、数值解法、动态油藏模型建立、动态跟踪模拟及三维显示等技术，指出了数值模拟的发展趋势。 关键词：并行算法；网格技术；网格粗化；分阶段模拟；动态跟踪模拟；数值解法 引言 近年来，随着计算机、应用数学和油藏工程学科的不断发展，油藏数值模拟方法得到不断的改进和广泛应用。通过数值模拟可以搞清油藏中流体的流动规律、驱油机理及剩余油的空间分布；研究合理的开发方案，选择最佳的开采参数,以最少的投资,最科学的开采方式而获得最高采收率及最大经济效益[1]。经过几十年的发展,该技术不断成熟和完善并呈现出一些新的特点。 1 国内外现状 1.1 并行算法 并行算法是一些可同时执行的诸进程的集合这些进程互相作用和协调动作从而达到给定问题的求解[2]。并行算法首先需合理地划分模块,其次要保证对各模块的正确计算,再次为各模块间通讯安排合理的结构,最后保证各模块计算的综合效果并行机及并行软件的开发和应用将极大地提高运算速度,以满足网格节点不断增多的油藏数值模型。在并行计算机上使用并行数值解法是提高求解偏微分方程的计算速度,缩短计算时间的一个重要途径[3,4]。在共享内存的并行机上把一个按向量处理的通用油藏模拟器改写成并行处理是容易的,但硬件扩充难；分布内存并行机编程较共享式并行机困难,但硬件扩充容易,关键是搞好超大型线形代数方程组求解的并行化。并行部分包括输入输出、节点物性、构造矩阵、节点流动及井筒等。 1.2 网格技术 为了模拟各种复杂的油藏、砂体边界或断层渗透率在垂向或水平方向的各向异性,以及近井地区的高速、高压力梯度的渗流状态,近年来在国外普遍发展了各种类型的局部网格加密及灵巧的网格技术。这种系统大体可以分为二类：一类称控制体积有限元网格(CVFE),这是将油藏按一定规则剖分为若干个三角形以后,把三角形的中心和各边的中点连接起来所形成的网格。另一类则称垂直等分线排比网格(PEBI),其剖分方法是将油藏分成若干三角形后,使三角形各边的垂直等分线相交而形成网格。这些方法在处理复杂几何形状油藏及进行局部网格加密时简单而一致。在多相流情况下,参照某一给定的几何准则时该方法是单调的,这保证了其稳定性和收敛性。这两种方法都能以直观的控制体积的概念出发并且采用一致的上游权而推导得出这些方法对网格的方向不敏感,在某些情况下比九点差分格式的效果好。 1.3 计算机辅助历史拟合技术
GPTSim油藏数值模拟软件简介 ——让数值模拟更实用GPTSim是一款功能强大的数值模拟软件。可模拟多种油藏类型、多种开发方式、多种井型、多种水体类型，具备重启、网格加密、井筒PVT、多相流运算等常用功能。GPTSim由前处理模块、运算与监测模块和后处理模块三大模块组成。其核心运算与监测模块根据油藏开采方式不同又分为黑油模块Exodus，热采模块Exotherm，聚合物调驱模块Exopolymer。前处理模块包括数字化图、历史数据输入以及前处理器，帮助用户处理数据、构建地质和流体模型、输入历史数据和井事件，最终建立数值模型。在运算主模块中，模拟器采用全隐式算法，根据模型实时的组分数自动调整运算方法，运算速度快、收敛性强、结果可靠。提供运行状态监测功能，用户可以实时监测运行状态和运行结果。后处理模块为用户提供丰富便捷的成图、成表、二维三维显示功能。此外GPTSim软件还提供税前经济评价功能，协助用户进行经济评价及方案优选。 GPTSim功能
GPTSim工作流程
GPTSim主要特点 ■功能齐全，支持多种油藏的多种开发方式 黑油模块Exodus：支持黑油、组分、煤层气、双孔双渗等多种类型油藏的多种开发方式。三维水力压裂模板分析、气井集输管线节点分析及辅助历史拟合功能独具特色。 热采模块Exotherm：支持蒸汽吞吐、SAGD、蒸汽驱、火烧油层、携砂冷采、VAPEX等稠油油藏和双孔双渗类型油藏的多种开发方式，井筒离散化功能可模拟SAGD多油管柱蒸汽循环预热功能和单井热损失分析。是目前唯一能模拟多油管柱的热采数值模拟软件。 聚合物调驱模块Exopolymer：模拟注聚过程中油藏内的多种物理化学现象。具有调剖、不同分子量聚合物分质注入和混合驱油模拟功能。多种分子量聚合物及弹性处理在行业内处于领先地位。 ■表单式、流程化数据输入方式 可以直接与Excel进行交互，软件中所有表格的顶部都给出表格各项输入的说明，可详细说明参数的名称、意义、单位以及相关的算法，极大方便用户操作。用户自定义表格大大丰富软件的数据输入格式。按照流程完成输入的输入并自动检查输入数据的正确性，降低数值模拟软件使用门槛。 ■丰富的数据接口 可以导入Landmark、EarthVision、Geographix、Surfer等软件产生的数据，转换成GPTSim 前处理可接受的dig数据体。支持Petrel，RMS，GPTModel等软件以Eclipse数据格式输出的数据体，可转化Eclipse模拟器的大多数关键字。可以将角点网格和块中心网格相互转化。 ■交互性强 直接用鼠标拾取需要加密的网格，并且自动完成对加密网格各种属性的赋值，三维图根据二维图网格加密动态显示；对指定网格区域进行算术运算、多种方法填充以及网格属性的拷贝、粘贴等功能，非常方便的进行网格属性的修改；Excel的网格矩阵数据体可直接粘贴到选定的网格区域；直接用鼠标在网格上进行井位的定义与修改。 ■计算结果动态显示 井曲线模块可以动态追踪模拟器运行中输出的参数。根据需要可提前中止模拟器的运行，修改参数，重新运算，有效提高历史拟合的效率。在一个版面上绘制多张曲线图，方便对比。 ■强大的网格显示工具 一个版面上多窗口对剖面图、三维图、井曲线图和报表进行显示。各种图形可同时显示同一时刻的各种属性，轻松实现联动；对比不同时刻网格属性，并具备动画放映的功能；鼠标随意点选网格，网格属性曲线跟踪生成；井动态曲线可以与平面或剖面上井点网格关联。能够自动自定义不规则剖面。 ■齐全的三维显示功能 除了常规的放大、缩小、旋转等功能外，还可以进行多角度、全方位的三维动画显示和输出。可以显示任意剖面、截面上参数随时间的动态变化以及切面沿某个方向的动态变化。 ■方便灵活的报表输出