基于模拟有限差分的低渗透油藏非达西油水两相流动数值模拟
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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。
低渗透论文:低渗透 CO2驱非达西渗流启动压力梯度数值模拟【中文摘要】我国低渗透油田储量资源丰富,但是受目前技术条件的限制,其采收率一般只能达到20%左右,为了提高低渗透油田采收率和产量,迫切需要研究新的驱油剂和驱油方式。
国内外大量研究结果表明,CO2驱可以较大幅度地提高油气采收率,而且没有污染,有利于环境保护,因此采用CO2驱油开发低渗透油田具有广阔的前景。
为了准确预测不同CO2注入方案下动态指标的变化规律,并确定最优注入方案,在进行生产试验和正式投入应用之前,除了要进行室内物理模拟外,必须进行数值模拟研究。
但已有的商业化CO2驱数值模拟软件都是基于达西定律开发的,没有考虑启动压力梯度的影响,不能够完整地反映低渗透油藏CO2驱油的全过程,有必要建立考虑非达西渗流规律的CO2驱数值模拟模型。
本文通过研究低渗透油藏CO2驱油机理以及流体的非达西渗流规律,根据榆树林特低渗透油田的实际情况,在现有组分模型的基础上,考虑油、气、水三相启动压力梯度,建立了低渗透油藏CO2驱油三维三相多组分非达西渗流模型,并采用有限差分方法和IMPES方法进行了数值求解,同时开发出一套适用于低渗透油藏CO2驱油的数值模拟软件。
最后,根据榆树林油田树101区块地质特征、井网状况及开发现状,应用PETREL地质建模软件建立了相控地质模型,在生产历史拟合的基础上,应用开发的数值模拟软件对CO2注入方案进行了数值模拟计算,确定出了最优的开发方案。
本文所建立的模型和开发的软件能够准确地模拟榆树林油田CO2驱油过程,适用于榆树林油田注气开发方案设计,对其他同类型油田应用CO2驱提高原油采收率具有重要的指导意义。
【英文摘要】?There are rich resources of low permeability oilfields in China, whose recovery can only reach 20% commonly limited by the current technical conditions. In order to improve oil recovery and production of the low permeability oilfield, new displacement agents and methods should be urgently investigated. Domestic and foreign research results indicate that CO2 flooding can greatly improve oil recovery, and has no pollution favorable to environment protection, so using CO2 flooding to develop the low permeability oilfield has wide prospect.In order to accurately predict the variations in dynamic indexes of different CO2 injection schemes and determine the optimal scheme, besides indoor physical simulation, numerical simulation research should be conducted before carrying on the production test and the formal application. But the existing commercial CO2 flooding numerical simulation software was developed based on the Darcy flow without considering the influence of actuating pressure gradient, which could not fully reflect the whole CO2 displacement process of low permeability reservoirs, andtherefore it is necessary to establish a CO2 flooding numerical simulation model considering non-Darcy flow pattern.In this paper, through the studies on CO2 flooding mechanisms and the non-Darcy flow pattern of this paper low permeability reservoirs, considering the actual situation of Yushulin oilfield, based on the existing component model, athree-dimensional three-phase multi-composition percolation mathematical model suitable for CO2 flooding of the low permeability reservoirs has been established, which considered the actuating pressure gradient of oil, gas and water. After that, numerical solution was brought out by finite-difference method and IMPES method, and a set of CO2 flooding numerical simulation software suitable for low permeability reservoirs was then developed. According to the geological characteristic, well pattern and development status of Shu101 block in Yushulin oilfield, facies-controlled geological model was established by using PETREL geological modeling software. At last, based on producing history matching, the CO2 injection schemes were numerically simulated by the developed numerical simulation software, the CO2 injection parameters were optimized and then the optimal development scheme was determined.The established model and developed software could simulate CO2 displacementprocess in Yushulin oilfield particularly and was suitable for designing the development scheme of Yushulin oilfield, which has important guiding significance for other same type oilfields to improve oil recovery by CO2 flooding.【关键词】低渗透 CO2驱非达西渗流启动压力梯度数值模拟【英文关键词】low-permeability CO2 flooding non-Darcy flow actuating pressure gradient numerical simulation【目录】榆树林油田CO_2驱非达西渗流数值模拟研究摘要4-5ABSTRACT5-6创新点摘要6-10前言10-16第一章低渗透油藏C0_2驱油机理研究16-21 1.1 C0_2 驱油机理16-18 1.1.1 降低原油粘度16 1.1.2 改善原油和水的流度比16 1.1.3 原油体积膨胀16-17 1.1.4 萃取和汽化原油中的轻烃17 1.1.5 降低界面张力17 1.1.6 溶解气驱17 1.1.7 混相效应17-18 1.1.8 提高渗透率和酸化解堵作用18 1.2 注C0_2 提高采收率的方式18-21第二章 C0_2驱油室内实验与流体相态特征拟合21-29 2.1 C0_2 驱最小混相压力确定21-23 2.1.1 榆树林油田原油组成21 2.1.2 C0_2 驱最小混相压力预测21-22 2.1.3 C0_2 驱最小混相压力实验测定22-23 2.2 C0_2 驱启动压力梯度测定23-25 2.2.1 实验条件23-24 2.2.2 实验仪器与流程24 2.2.3 实验原理24 2.2.4 实验步骤24-25 2.2.5 实验结果25 2.3 油藏流体相态特征拟合25-29 2.3.1 油藏流体相态特征25-26 2.3.2 拟组分划分26 2.3.3 地层流体PVT 实验数据拟合26-27 2.3.4 地层流体拟组分临界特征参数27-29第三章低渗透油藏C0_2驱数学模型的建立及数值求解29-56 3.1 低渗透油藏C0_2 驱数学模型的建立29-33 3.1.1 假设条件29 3.1.2 连续性方程29-30 3.1.3 考虑启动压力梯度影响的运动方程30 3.1.4 数学模型30-31 3.1.5 辅助方程31-32 3.1.6 定解条件32-33 3.2 数值模型的建立及求解33-49 3.2.1 偏微分方程离散化33-38 3.2.2 数值模型求解38-40 3.2.3 牛顿迭代法求解压力差分方程组40-46 3.2.4 气液相平衡计算46-49 3.3 参数和边界条件处理49-56 3.3.1 参数处理49-51 3.3.2 边界条件处理51-56第四章低渗透油藏C0_2驱数值模拟软件开发56-69 4.1 软件开发56-59 4.1.1 软件流程56 4.1.2 模块设计及其功能56-59 4.2 软件操作界面59-69 4.2.1 数据录入界面60-66 4.2.2 模拟计算界面66-67 4.2.3 计算结果输出界面67-69第五章榆树林油田C0_2驱数值模拟研究69-86 5.1 试验区选择69 5.1.1 试验区选择原则69 5.1.2 试验区选择结果69 5.2 试验区概况69-71 5.2.1 地质概况69-70 5.2.2 开发简况70-71 5.3 油藏数值模型建立71-76 5.3.1 地质网格划分71-73 5.3.2 相控地质建模73-74 5.3.3 流体及岩石物性参数74-75 5.3.4 油藏生产动态数据75-76 5.4 油藏生产历史拟合76-79 5.4.1 确定模型参数的可调范围76-77 5.4.2 地质储量拟合77 5.4.3 生产历史拟合77-79 5.5 剩余油分布79-80 5.6 注气方案设计及动态预测80-83 5.6.1 方案设计80 5.6.2 注入参数优化80-83 5.6.3 方案优选83 5.7 经济评价83-86 5.7.1 经济评价指标84 5.7.2 方案经济评价84-86结论86-87参考文献87-92发表文章目录92-93致谢93-94详细摘要94-105【采买全文】1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供,无涉版权。