92CMG-STARS软件操作指南

STARS热采及化学驱模型用户指南一、STARS2002.10版增加的新关键字1．“INTEREGION”和“INTYPE”可让用户定义多个初始化区域，“OUTSRF*GRID”的子关键词“INSETN”可让用户在“RESULT”中以图形的形式看区域分布情况。“sttst62.dat”例子中可说明这点。2．关键词“*RXCMPFAC”允许用户根据组份摩尔分数来设置反映速度。3．*K_SURF和*KL_SURF允许用户使用自己的K因子。4．*DIM的子关键词*MDPTCN能代替相应的缺省值。5．井管理模型中有很多新的关键词。6．*AQMETHOD，*AQPROP，*AQLEAK，*HEPROP和*AQFUNC允许用户在“油藏描述”段中定义二、如何读关键字的语法每个关键字都有语法，也就是确切的字符，选项，以及关键字处理程序能够接受的顺序，一旦你了解了这些少量的语法规则，你就能够对这本手册中每个关键字的形式进行解释。在圆括号内包含的项是可选择的。也就是你可以输入这些项也可以不输入，但不要把圆括号放在你的数据中。例如，对于*RANGECHECK关键字的语法是：*RANGECHECK(*ON|*OFF)这意味着如下形式是可以接受的：*RANGECHECK*RANGECHECK*ON*RANGECHECK*OFF垂直线是’或’，并将选择列表中的项分开。花括号{}表示任何数量的项列表，例如，{iw}表示井序号iw的一个任意列表。在一个关键字下面一行花括号中的项列表，表示一个任意长度的表，例如，油水相对渗透率表。*SWT｛Swkrwkrow(Pcow)｝表示可以输入任意多行的Sw,krw和krow(以及可选择的Pcow)，只要有足够的空间。赋值给网格的一种性质将使用数组表示，例如对孔隙度，ARRAY：*POR这说明*POR关键字必须使用一个网格数组读入选项。对于网格数组，你可能见到的另一种语法是：*POR｛GRID｝某些关键字需要对每个组份一个数字，这将表示为*KEYWORD｛ncomp｝*KEYWORD｛numy｝*KEYWORD｛numx｝这里的ncomp,numy和numx是在*MODEL关键字下确定的，在这个关键字下定义了组份列表。一个冒号表示一个范围，使用它最频繁的地方是对I-J-K地址，在I方向，i1(：i2)表示一个数i1，或是一个范围i1:i2，当然这个范围必须适合一定的背景。这里，i1和i2必须在[1,ni]之间，并且i1不能大于i2(ni=I方向网格)。一个单独的组份可通过序号或名称表示，‘comp_num’需要一个通过*MODEL关键字定义的组分序号，通常‘comp_des’(组份指示符)意味着既可以使用组分序号，也可以使用名称(在*COMPNAME关键字中给定)。三、如何对你的数据文件建立文档方式使用这些关键字建立你的数据文件文档方式：a)*TITLE1,b)*TITLE2,c)*TITLE3d)*CASEID.它们必须位于输入/输出控制段。这些关键字是可选择的，可以不包括在数据文件中，然而它们对于文件的文档化以及区别相似的数据文件是十分有用的，至少应使用一个标题，所有的标题和情况标识必须包括在单引号之间。*TITLE1和*CASEID均用于模拟结果文件系统，这一系统用于产生模拟结果的图形，*TITLE1最长可以是40个字符，而*TITLE2和*TITLE3每个最多允许为80个字符，而*CASEID则仅限于8个字符。你也可以使用两个关键字标识符即“**”在你的数据文件中插入注释，注释可以出现在数据文件中的任何地方。例如：*TITLE1'SimulationRun#1-1989-01-23'*TITLE2'DualPorosityProblemusingtheMINCoption'*TITLE3'Thisisa12x12x10cartesiangridsystem'*CASEID'RUN1'**如果这些标题行没有足够的空间用于这个数据文件**的文档化，你也可以使用注释来描述你输入的数据。**这样你就可以在这里或其它任何地方加入附加信息。四、控制打印输出文件的内容控制输出文件内容的打印时，需使用关键字：a)*WPRNb)*OUTPRN这些关键字必须出现在输入/输出控制段中，也可能在以后参数改变时，出现在井的数据段中。*WPRN控制打印频率，打印内容包括网格数据，井的数据和计算方法控制数据，例如牛顿迭代和时间步的收敛情况。如果不要求在输出时打印网格，区段和井的数据，则将打印频率设置为零。例：*WPRN*WELL0*WPRN*GRID0*WPRN*SECTOR0假如它们之中的某些不出现在数据文件中，缺省情况是在每个时间步打印这个信息，这种缺省将会产生非常大的输出文件，能很快地将计算机设备的可用空间添满。*OUTPRN用于限制打印什么样的网格数据，油藏数据和井的数据，以及打印多少个性质表，实际上你可以列出需要的网格数据类型。对井的数据有不同的处理，你可以打印出各种可能的信息或是只打印一个井的汇总。使用*OUTPRN*WELL*ALL对所有井打印出分层信息，此项为缺省情况。使用*OUTPRN*WELL*BRIEF对每口井打印一行汇总。五、控制模拟结果文件的内容使用*OUTSRF控制模拟结果文件(SR2)的内容。这个关键字可以出现在输入／输出控制段或是改变参数后出现在数据文件的井数据段。如果不要求将网格及井的数据输出到SR2文件，则将频率设置为零。这可以用于减小文件的输出量，然而你也可以在随后的井改变时对输出频率进行修改。*OUTSRF用于限制输出哪种井的数据，网格数据和油藏数据，你可以要求在给定的网格区域输出确定的变量，对于网格信息和井的信息可使用分别的变量表。六、网格系统描述对网格系统进行描述时，需要使用：a)*GRIDb)*DIc)*DJd)*DK,可选择关键字为：e)*DEPTH，*DTOP和*DIP。上述列出的关键字必须出现在油藏描述数据段中，而且必须出现在数据文件中的*NULL和*POR关键字之前。*GRID描述使用的网格系统类型，有三种选择：规则直角坐标，变深度/变厚度坐标和径向圆柱坐标。每种选择都要求输入I，J，K三个方向的网格数。例如：*GRID*CART10106*GRID*VARI10106*GRID*RADIAL10115第一个描述一个直角坐标，网格为10x10x6。第二个描述一个变深度/变厚度坐标，网格也是10x10x6。第三个例子描述一个径向坐标系统用于锥进研究，网格为10x1x15。通常使用关键字*DI,*DJ和*DK输入网格步长，在这些关键字输入时必须使用的数组读人选项。例如：*GRID*CART101012*DI*CON100.0***CON表示恒定值，constant，恒定地****DJ*CON100.0*DK*KVAR25.02*50.03*40.075.03*402*50例中采用的是规则的笛卡尔网格系统，I和J方向的每个网格都是100米宽，而K方向的每个层都具有相同的厚度，而各层的厚度互不相同。注意当使用*KDIR*UP时，你的数据从最底层开始。七、无效网格的输入在给定的网格系统中，有两种方式可指出存在的无效网格:a)*NULLb)*VAMOD这两个关键字出现在油藏描述数据段。在*NULL后跟一个数组，如果该网格无效则数为0，有效网格的数为1。在下面的例子中，除了I方向网格1到4，J方向网格1到3，K方向网格1到3，其余都是有效网格。对于这个例子可以使用*IJK数组读入选项。例如：*NULL*IJK1:101:101:311:101:101:311:41:31:30从例子中可以看出第二行数据覆盖了第一行，*NULL是可选择的，如果不出现，那么假设所有网格为有效网格。注意：在确定无效网格时最好使用*NULL方法。在STARS中具有零孔隙度的网格并不像等热模拟软件那样变为无效网格，在STARS中为了处理热传导，既使零孔隙度网格没有孔隙体积，但依然保持为有效网格。八、局部加密网格描述使用*REFINE关键字描述加密网格的位置，关键字*REFINE必须出现在油藏描述段中，而且必须出现在数据文件中的*NULL和*POR关键字之前。*REFINE要求给出基础网格将被划分的加密网格数，以及在每个方向上需要进行的细分。例如：在一个10x13x3的规则笛卡尔坐标系统中，要将网格(1,1,3)进行加密，在三个坐标方向的加密网格数分别为2,3,2.其表示方式如下:例如：*REFINE113into232对于一个基础网格允许在每个方向上将网格最多划分为4个加密网格。如果你对不同范围内的网格采取不同的细分形式，可顺序输入*REFINE关键字，并指明哪些基础网格的正确位置。注意：在使用双孔隙度选项时不允许使用网格加密。变厚度/变深度选项可以使用加密网格，然而，在每个基础网格中假设细分网格的厚度是相等的。如果加密网格的性质与对应的基础网格性质不一致，使用关键字*RG描述加密网格的性质，否则，认为两者具有相同的性质。九、使用双孔/双渗模型可用以下关键词来调用双孔双渗模型：a)*DUALPORb)*MINCc)*SUBDOMAINd)*DUALPERMe)*DIFRACf)*DJFRACg)*DKFRAC这些关键词必须出现在油藏描述段中。一个数据文件中只能使用一种选项。如果使用这些关键词，要将它们放在*NULL和*POR前。双孔双渗例子在双孔双渗模型中，孔隙度的输入需要基岩和裂缝的输入，而且基岩必须首先输入，然后是裂缝的数据。对于其它数据，也应遵守这先后顺序。如：*POR*MATRIX*IJK***MATRIX意思是基岩***1:101:101:30.31:41:31:30.0*POR*FRACTURE*IJK***FRACTURE意思是裂缝***1:101:101:30.087:91:20.4*MOD87:81=0.45此例也说明了*MOD，它修正了某些网格的属性，从0.4到0.45。在双孔模型中，无效网格意味着基岩和裂缝有0孔隙度。通常，基岩孔隙度或者裂缝孔隙度被设为0，其它为非0。十、步长过小或运行时间过长问题当遇到数值计算问题时，使用关键字组合*WPRN*ITER*MATRIX重新运行程序是很有帮助的。这样便打开了矩阵收敛以及牛顿迭代收敛诊断程序。收敛失败可能是由于:***iterate意思是迭代计算***a)内部(线性求解)迭代收敛失败。b)由于时间步截断引起的牛顿迭代不收敛。c)物质平衡误差。如果你发现输出文件中频繁出现迭代例程收敛失败，采用下述方法重新尝试:1.采用更小的时间步长。通过使用*DTMAX设置较小的最大时间步，或使用*NORM*PRESS以及*NORM*SATUR降低每一时间步内允许的压力，饱和度变化值以达到减小时间步的目的。2.使用关键字*ITERMAX增加最大迭代步数。3.使用*SDEGREE增加矩阵分解的度，但应注意到这种方法会增加存储需要。如果在第一个牛顿迭代或第二个牛顿迭代不收敛，而至少在最后一个牛顿迭代是收敛的，则不是一个严重问题。牛顿迭代收敛失败引起时间步截断，而这是由于在迭代过程中某些基本变量超过了标定的变化范围，这样就会产生压力或饱和度负值这样的非物理值，牛顿迭代就会超过确定的最大次数。如果问题是由最大允许变化引起的，并且不经常产生这种问题，这个问题就不是十分重要的。如果发生大量的时间步截断现象，就应采用下述方法加以改进：4.对相对渗透率和PVT的曲线进行检查是否存在非线性化，不连续，以及跳跃点，这些曲线应当是平滑的。5.检查是否正确地描述了网格及其他的性质。6.检查确定的井生产限制。最好始终对注入井给定最大井底压力，对生产井给定最小井底压力。7.如果不收敛是由于超过限定的牛顿迭代次数，使用关键字*NEWTONCYC增加牛顿迭代循环次数。如果迭代超过限定次数是由于数值振荡引起的，可在输出文件中看到某些网格的气相反复出现或消失，这时采用平滑非线性曲线(4)和减小时间步长(1)的方法是解决此类问题的较好途径。8.在油藏的某些区域或整个油藏采用全隐式方法求解。如果使用缺省