油藏数值模拟基础培训(第二讲)分析解析

油藏数值模拟基础培训（第二讲）张世明，2009年4月，职工大学油藏数值模拟基础培训求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCYECLIPSE软件介绍ECLIPSE软件介绍求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY1ECL软件产品介绍2ECL软件功能特色3ECL如何入门ECLIPSE软件产品介绍求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCYECLIPSE100:黑油模拟器ECLIPSE300:组分模拟器Flogrid:建模型PVTi:EOS分析VFPi:垂直管流Schedule:动态数据SCAL:岩芯数据OFFICE:项目管理Frontsim:流线法Floviz:3维显示Simopt:历史拟合R2SL:地面管网与模拟模型偶合■ECLIPSE主要模块ECLIPSE软件产品介绍求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCYECLIPSE软件产品介绍求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCYECLIPSE软件产品介绍求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCYECLIPSE软件产品介绍求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY构造数据,属性数据,井数据,流体性质数据原始输入数据筛选EclipseOfficeGRAFFloViz组分模拟器黑油模拟器流线模拟器ApplicationLinksPVTiSCALScheduleFloGridNWMPlanOptWelTest模拟器前处理后处理工作流模块项目\数据\运\,图形\报告管理ECLIPSE软件产品介绍求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY组分模拟器黑油模拟器热采模拟器流线模拟器E100黑油模拟器，适用于黑油、挥发性油、干气、湿气等油藏。E300组分模拟器，当相变化非常重要时使用组分模拟器适用于凝析气藏、挥发性油藏、注气开发等油藏。E500热采模拟器，适用于包含油、气、水三相的稠油热采。FrontSim流线模拟器，更快速的模拟流程、流线的直观显示、减少建模的不确定性、减少历史拟合时间。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY基本特点（ECLIPSE100）自由的输入格式1，2或3相模拟方向渗透率端点平衡块中心/角点网格非相邻连接解析水体和数值水体双孔，双渗Pc&Kr滞后垂向平衡可动流体校正精细化网格平衡分子扩散API和示踪剂跟踪垂直井，水平井和斜井井筒内窜流和多相混合流动地面设施建设模拟钻井序列设计和修井措施IMPES和全隐式方法扩展功能（ECLIPSE200）局部网格加密和粗化井筒摩阻多分支井流动边界选择地面管网气举优化气田操作聚合物驱油环境示踪剂溶剂驱模型聚合物驱模型油藏耦合煤层气选项并行LGR共享式存储并行运算Gi拟组分模型ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY●能够模拟各种类型的油气藏，包括砂岩油气藏、裂缝性双孔双渗油气藏、凝析油气藏和低渗透油气藏。Eclipse100提供一个GI拟组份模型选项，用于模拟凝析油气藏。●能够模拟多种开采方式，包括一次、二次、三次采油。诸如衰竭开采、注水开采、注气开采和循环注气开采。在三次采油中有多种选项，其中包括聚合物驱、混合相驱（包括气水交替混驱）、表面活性剂驱和泡沫驱等。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY●Eclipse串行计算可在下列单处理器机器上运行：Sun,SGI,IBM,PCs(Win98/NT/2000,Linux)。●Eclipse并行计算可在下列多处理器机器上运行：Sun,SGI,IBMSP,PC。●具有全隐式解法,AIM和IMPES解法●在线性代数方程组求解方面，除了直接解法外，还具有当前求解速度最快的迭代解法，如造巢分解预处理解法，正交加速共轭梯度解法。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY◆具有正交网格、径向网格、角点网格和非结构PEBI网格。Eclipse的PEBI网格既具有正交网格的正交性，又具有角点网格的灵活性，同时又独具自适应性，形成三角形或六边形等多面体网格。◆能够进行垂向和水平网格局部加密（笛卡尔、径向、PEBI）。局部加密部分与整体模型是分开并行计算，以提高整体模型的计算效率。在模型运行期间可以按需要取消或实施局部网格加密。◆各种网格都可以在某种数量或空间尺寸的约束下自动生成，并自动计算模型所需的各种参数场。◆网格可以通过符合POSC国际标准的公共数据库和地质建模软件一体化生成。网格生成模块FloGrid是个一体化的产品，它支持三维油藏描述标准格式RESCUE（基于POSC标准）输入，也可以直接读入二维地质图件形成网格系统。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY◆三维粗化是由精细的地质模型转化计算机能力可以接受的网格模型所必需的技术。Eclipse有一套严格的粗化原则、多级粗化的参数计算方法和粗化结果的快速直观检验方法。Eclipse对于复杂非均匀油藏实行多级粗化，对单相、多相数据从岩心级（1-20cm）、岩相级（20cm-4m）、区段级（4-100m）到油田级（100m-N）做系统的粗化。◆粗化参数分为静态的物性参数（如孔、渗、饱等）和动态参数（如毛细管力和相对渗透率）。◆粗化方法包括各种加权平均方法及其组合，还有更为精确的流动方程算法。粗化效果可以运用流线法快速直观地进行检验。◆eclipse还可以在用户不感兴趣的区域局部稀化，并可在运行中按需要取消或执行。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY■模型层垂向平均和粗化的相关技术已经在三维粗化中叙述了，不再重复。这里重点介绍层合并技术。合适的层合并技术将会有效地降低粗化中对边界条件的依赖性。在使用均匀方法的同时，Eclipse还使用了非均匀方法，包括Durlotsky法和变率方法，以保持其地质统计学趋势。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY■复杂油气藏◆能够做三维三相的任意组合，EclipseOffice中提供一个交互界面，用户可以根据模拟问题的需要对模型空间维数和流体相进行选择。◆能够模拟多平衡区，多套油气系统。油藏耦合选项能把多个独立的数值模拟运算联系在一起求解，求解过程中可设定产量或注入量作为约束条件。面管网。如有并行系统，每个模型可以分配到独立的处理器运行。◆关于边界方式，首先在FloGrid中通过角点网格或PEBI网格能逼真地再现各种复杂的边界形状。其次根据问题的实际情况，把油藏边界处理成封闭边界和油水边界。水区。非邻点连接技术可以处理含水层处理中的相关计算问题。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY◆对于复杂的断层，角点网格或PEBI网络系统精确模拟垂直，倾斜或旋转的断层系统。断层可以处理或连通的，或不连通的，或部分连通的。可以通过修改传导率改变断层的连通状况。非邻点连接技术可以处理断层处理中的相关计算问题。◆连通在模型中是自动确定的,FloGrid能根据地质模型提供的参数自动计算连通层间的传导率,用户也可以根据判断进行修改。◆排除夹层的办法有三种:一种是处理为两个渗透层之间的空隔,通过定义上下层的深度和厚度实现,另一种办法是通过净毛厚度比或净厚度来描述夹层,第三种办法是将其做为一单独层处理，他们可以通过前处理模块实现。◆在水平和垂直方向对各向异性流体分别定义相对渗透率，即相对渗透率在（+x,-x,+y,-y,+z,-z）六个方向上是不一样的。◆同时，考虑了相对渗透率和毛细管力的湿润滞后现象。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY■可以模拟孔隙体积随时间的变化。岩石压实选项把孔隙度和渗透率处理为压力的函数,压实过程有可逆,不可逆和滞后三种情况。■油藏局部区域的流动边界的重新定义也是Eclipse的选项,它能把油田的某个局部的模拟运算结果应用到整个油田的研究,流过这一局部边界的流体写入Flux文件,局部模型再次运算时要读数Flux文件,以保持与整个油田模型的一致性。ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY■流体◆可以模拟油、气、水三相流体及其任意组合。◆备有聚合物驱选项。◆备有混相驱选项,混相流体可以是高压干气,液化石油气,二氧化碳气,乙醇等。◆备有示踪剂选项,可以确定一种流体的运动情况,并可以观测化学剂在水中的浓度变化。示踪剂追踪选项还可以模拟环境问题,可以同时计算50个示踪剂，每个示踪剂都有各自的吸附、衰变和分子扩散模型。◆可以模拟惰性气体注入，如氮气等。通过高压注气，实现混相驱ECLIPSE软件特色功能求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY■化学驱模型的特殊要求◆适用于聚合物驱，混相驱，表面活性剂驱，泡沫驱等◆聚合物模型是全隐式5组分模型：油/水/气/聚合物/盐水。模型考虑了聚合物溶解后水相粘度的增加，以及高速流动时非牛顿剪切应力造成的水相粘度的降低。模型中可以定义岩石对聚合物的吸附和对水相相渗透率的影响。◆混相驱是全隐式4组分模型：油/水/气/溶剂。溶剂相用来混相驱替相，利用Todd-Longstaff技术处理混相组分的物理弥散现象。◆表面活性剂可以降低油水相之间的毛细管力。表面活性剂模型可以模拟残余油饱和度的降低和对视为毛细管数的相对渗透率的修正。◆泡沫模型可用于筛选适合注泡沫的油田。泡沫可视为气相中的示踪剂，并能降低气相流度。◆可以进行段塞注入，聚合物驱、泡沫驱具有调剂功能◆物化现象输入参数都能从试验中取得，部分有缺省值ECLIPSE软件入门求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY第一步，熟悉ECL软件模块功能。1、前处理为主模拟器做数据准备的模块（Flogrid,PVTi,SCAL,Schedule,VFPi等）。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。•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。求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY第一步，熟悉ECL软件模块功能。2、主模型主模型是数模的模拟器（ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim），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。•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。ECLIPSE软件入门求实创新超越REALITY，INNOVATION,TRANSCENDENCY数模后处理（OFFICE、FLOVIZ等）是显示模拟计算结果以及进行结果分析。第一步，熟悉ECL软件模块功能。3、后处理•ECLIPSEOFFICE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；•ECLIPSEOFFI