GPTSim油藏数值模拟软件简介

油藏数值模拟油藏数值模拟是随着电子计算机的出现和发展而成长的一门新学科，在国内外都取得了迅速的发展和广泛的应用。

1953年美国G..H.BUCE等人发表了《孔隙介质不稳定气体渗流的计算》后，为用数值方法计算油气藏渗流问题开辟了道路。

三十多年来，由于大型快速电子计算机的迅速发展，大大地促进了数值模拟方法的广泛应用。

20世纪60年代初期研究了多维多相的黑油模型；20世纪70年代初期研究了组分模型、混相模型和热力采油模型；20世纪70年代末期研究各种化学驱油模型。

目前，黑油、混相和热力采油模型已经投入工业性应用，并已经成为商业性软件，化学驱油模型也正日趋完善。

油藏数值模拟方法是迄今为止定量地描述在非均质地层中多相流体流动规律的惟一方法。

例如许多常规方法要假定油层为圆形的均匀介质，如油藏几何形状稍复杂一些，且为非均质介质，则求解非常困难，甚至无法求解。

而对油气藏数值模拟而言，计算形态复杂的非均质油藏和计算简单形态的均质油藏工作量几乎是一样的。

因此油藏数值模拟可解决其它方法不能解决的问题。

对于其它方法能解决的问题，用数值模拟方法可以更快、更省、更方便、更可靠地解决，并增加其它分析方法的可信度。

一个油气藏，在现实中只能开发一次。

但应用油藏数值模拟，可以很容易地重复计算不同开发方式的开发过程，因此人们可以从中选出最好的开发方法。

因此，对油藏工程师而言，数值模拟给动态分析提供了一种快速、精确的综合性方法；对管理者而言，数值模拟提供了不同开采计划的比较结果；对尚无经验的工程师而言，数值模拟则是有效的培训工具。

数值模拟研究的主要工作程序对一个油气藏进行综合的数模研究，往往需要花较大的精力和较长时间（有时会达一年甚至更长的时间），同时还对计算机硬件和技术人员有很高的要求，然而尽管在不同的项目中，面对的问题会千差万别，但大多数油藏数值模拟的基本研究过程是一样的。

为了使读者一开始就对数模研究工作有一个明确的整体概念，下面简要地介绍一下油藏数值模拟的主要工作程序。

常用石油地质及相关软件简介谈到油田上游软件不得不先说一下上游有名的两家外企哈里伯顿（Halliburton）和斯伦贝谢（Schlumberger），前者是从事油田钻井的外企，后者是从事测井的外企，哈里伯顿的非工程类主打产品是Landmark软件包，斯伦贝谢是Geoframe软件包与peotrel建模软件，两者在勘探研究领域的软件几乎是均分天下，包括从地震解释到反演、建模、油藏模拟等多种类型的模块。

以下我们按照类型简单介绍一下油田常用的石油地质软件，从类型上大体可以分为地震处理、地震解释、油藏描述、油藏模拟、地质绘图、油藏工程、工艺工程等几大类：1、地震处理包括ProMax、Focus、CGG、Omega、TomoxPro 井间地震处理软件、Univers VSP 垂直地震处理、GreenMountain绿山Mesa、Omni Workshop、Vista Window 2D/3D、GeoCT-I 二维野外小折射自动层析成像软件、克浪KeLang、TestifiLand for Windows、SPS_QC 地震辅助数据生成与质控系统。

常用的为前4种。

2、地震解释包括有LandMark R2003、Discovery、SMT、GeoFrame、Recon for Sun、Recon for linux、GeoProbe、EPOS、VoxelGeo、GeoSec 3D、StratiMagic、GeoDepth、Probe、Explorer、iMap、Reservoir Navigator、SeisEarth、SolidGeo、Vanguard、GeoModeling VisualVoxat、EarthWave、3d Move、2Dmove3DStress、EPS reservior、EPS Image、EPS frs、Fraca 裂缝油藏描述软件、TRIANGLE断层封闭性评价、并置分析、ToModel、Proni吸收滤波、OpendTect、双狐微机解释系统、Tesseral 2d全波场模型正演、GXII、Rokdoc、SeislogPlus、HRS（Hampson Russell ）Strara、ISIS、Jason克浪油气检测与反演软件KLInversion、metalink、SeisMod 粘弹性波波动方程正演模拟软件Landmark 5000。

一、什么是油藏数值模拟油藏研究的主要目的是预测油藏未来的动态特征，并找出提高最终采收率的方法和手段。

油藏数值模拟是油藏研究的重要方法之一，它是以数值模拟软件为主要研究工具。

油藏数值模拟软件都是基于描述油藏地质和流体特征的数学物理方程，即所谓的“数学模型”。

把复杂的数学模型处理成适合计算机用数值方法求解的软件就是数值模拟软件。

使用这些软件，利用地震、测井等地质数据建立数值化的地质模型，结合油田油水井的生产动态资料，求解基本流动方程，模拟地下油、气、水运动，研究解决油藏开发的实际问题，这样的工作就叫作油藏数值模拟。

二、软件发展简介八十年代引进的黑油模型软件，研究了大量的机理问题和实际应用。

一体化黑油模型数值模拟软件，实现了从地质建模到油藏模拟结果的三维显示的一体化过程，大大地提高了数值模拟研究工作的效率和模拟结果精度。

另外，陆续开发了自动历史拟合、基于数值模拟的试井分析、微机机群并行计算数值模拟等一系列适合油田实际需要的软件。

九十年代末，引进的并行软件。

它不仅具有以往数值模拟软件的一体化处理功能，其并行化的程序设计可进行几十万，甚至上百万节点的模拟，模拟的井数可多达数百口，大大提高了计算速度和实际油田的模拟规模。

另外，软件还具有水驱、聚驱、气驱及稠油热采等功能，可以描述断层、裂缝等复杂的地质条件，是当今世界最流行的数值模拟软件之一。

三、数值模拟所需要的数据在进行数值模拟之前，必须要对研究的地区有全面的认识，需要尽可能多的地质资料才能刻画出较真实的地质状况。

建立数值模拟模型时首先要在被研究的油藏上选取一块相对独立的区块（最好以断层或天然边界作为其边界），建立地质模型。

将地质模型分割成若干网格块，按软件要求给出有关数据。

（1）数据结构油藏流体（油、气、水）性质数据初始化数据油藏描述数据油藏数值模拟数据流裂缝和聚合物参数时变运行数据（2）初始化数据1）描述油藏和流体性质的数据，包括油层水、油及岩石压缩系数等平衡区数据。

h i n a中国C P I a n t设备E n g in e e r in g工程新一代油藏数值模拟软件研制成功【本刊讯】近日，从中国石油天然气 集团公司获悉，由中国石油自主研发的新一 代油藏数值模拟软件HiSimV3.0研制成功，打破了油藏数值模拟领域被国外技术软件 长期垄断的局面，填补了国内同类软件产品 空白，可替代国外同类产品。

通过理论技术攻关，项目组创新建立 了以“断层隔挡、多边界约束、随机干扰插 值”为代表的多条件约束地质建模技术，实 现对复杂沉积油藏储层特征的精细刻画和 储层属性的预测；创新建立非线性多模态渗 流数学理论模型，解决了我国高含水油藏大 孔道模拟、低渗透油藏动态裂缝模拟等变属 性油藏数值模拟难题；创新形成精细复合化 学驱油藏数值模拟理论模型，深入揭示了水驱开发后化学驱提高采收率的关键机理，有效解决水驱开发后化学 驱大幅度提高采收率的开发模拟问题；创新发展了以“一体化架构、高精度时空离散、多阶段预处理求解技术”等为代表的大规模精细 高效油藏数值模拟求解技术(HiSolver)，大幅提升复杂油气藏的模 拟规模和运算速度，单机模拟速度提高了5倍以上，模拟规模突破千万节点；集成多项创新成果，成功研制了集复杂地质建模、大规 模水驱模拟、精细化学驱模拟为一体的新一代油藏数值模拟软件系 统 HiSimV3.0。

验收委员会一致认为，该软件具备丰富完善的地质建模及油藏 数值模拟功能，具备高含水及低渗透油气藏多模态渗流、精细复合 化学驱等特色模拟功能；软件综合性能优异，具有运算速度快、模 拟规模大、稳定性强、符合率高等多项优势，总体达到国际先进水平。

截至目前，HiSimV3.0软件系统拥有国家发明专利1项，已在 国内三大石油公司16个油气田公司百余个区块，以及国外油田区块开发中应用，取得显著的经济社会效益。

（张扬）陕钢汉钢设备管理中心修旧利废见成效【本刊讯】今年以来，面对钢铁行业产 能转型、绿色发展的常态化运行状况，陕钢 汉钢设备管理中心将设备修旧利废作为追赶 超越的突破口，坚持“能修不换新，节约就 是创效，浪费观念要不得”的理念，在公司 内部积极开展修旧利废活动，颇见成效。

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。

新一代油藏数值模拟核心技术与软件平台公示信息一、项目名称：新一代油藏数值模拟核心技术与软件平台二、推荐单位：中国地质大学（北京）三、项目简介：油藏数值模拟是油气田科学开发的基础，是油田生产指标计算、剩余油分布预测、开发方案优选的必备技术，也是油气田开发方案设计和投资决策的重要依据。

长期以来，国外商业油藏数值模拟软件垄断中国市场。

为改变这一现状，打破国外垄断，2006年，在国家油气重大专项中设立了“新一代油藏数值模拟软件系统”课题，由中国地质大学（北京）牵头，联合中国石油大学（北京）、中国科学技术大学、北京大学、陕西延长油田五家单位攻关，主要解决新一代油藏数值模拟计算中的核心算法和软件平台开发问题，形成具有自主知识产权核心计算方法和软件。

经过近十年的研究，形成了如下创新成果：1）提出了新一代油藏数值模拟数学模型的统一建模方法，即质量守恒、动量守恒、能量守恒下的统一建模方式，建立了多维空间、多种相态、多组分、多种流动方式等为一体的渗流数学模型，实现了不同物理现象油藏的模拟计算，同时实现了同一油藏不同区域开发方式多变的区域分解整体计算。

2）创建了油藏数值模拟软件平台的新型模式，设计和开发了具有插拔模块的多组合开放的数值模拟软件框架和平台，实现了多功能、多时空下的模拟运算能力，解决了软件升级换代和油田开发方式转变等模拟计算的功能，从根本上改变了油藏数值模拟软件开发的思路。

3）针对中国油藏断层复杂、边界复杂、井型多变及增产措施多样化的情况，建立基于流线形态的变PEBI网格智能划分方法，开发了只按一键就能根据流线形态划分不同尺度PEBI 网格的智能划分模，提出了基于小波分析的多重网格方法和大型稀疏矩阵在GPU下的求解方法，提高了计算速度20%以上。

4）针对油藏数值模拟历史拟合速度慢、调整参数困难的问题，提出了油藏数值模拟快速智能历史拟合计算方法。

根据油藏生产数据分析和模拟计算，建立一个替代模型，得到了概率配点的智能历史拟合新算法，开发了相应的计算模块。