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具体就是关于陆相低渗透油藏和海相碳酸盐岩油藏，网格粗化、计算算法、拟合精度、水驱、三采、两相、三相等方面。
主要的研究机构、领军人物、具体研究或公关方向，使用软件的优缺点等等。
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。
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 油藏数值模拟发展历史油藏数值模拟从30年代开始，展开理论研究。
40年代主要以解析解为主，研究“液体驱替机理”、“理论物理学中的松弛方法”、“孔隙介质中均质液体流动”、“油层流动问题中拉普拉斯转换”等零维物质平衡法。
50年代期间开展数值模拟。
60年代致力于对气、水两相和三相黑油油藏问题的求解。
70年代发展了由模拟常规递减和保持压力以外的新方法。
到80年代，由于高速大容量电子计算机的问世，硬件系统突飞猛进发展，油藏模拟已发展为一门成熟的技术，油藏模拟进入商品阶段，用于衡量油田开发好坏、预测投资效应、提高采收率、对比开发方案，大到一个油公司，小到一个企业普遍使用。
在模型上，形成一系列可以处理各种各样复杂问题的模型，如常规油气田——黑油模型、天然裂缝模型，凝析气田——组分模型，稠油油藏——热采注蒸汽模型，还有各种三次采油用的化学驱模型、注C02模型等，在此阶段，突出的是注蒸汽和化学驱模型得到实际应用；组分模型得到广泛应用，并在方法上有重大改进。
模型朝着多功能，多用途，大型一体化方向发展。
数值模拟发展重要历史事件如下图所示：2 国内外数值模拟研究现状进入90年代以后，数值模拟技术有了较大发展。
由于计算机的计算速度突飞猛进地增长，使油藏数值模拟技术进行了一次根本性的改造。
主要表现在以下几个方面：2.1模型技术近年来,油藏模型得到不断发展和完善,提出了多孔介质中全隐式热采、多相流线、黑油与组分混合以及非达西渗流等模型，为稠油蒸汽驱精确模拟、同一油藏不同开采方式的模拟提供了技术支持,是对传统模型适应矿场应用方面的重大技术改进。
CMG－STARS热采、化学驱、冷采及其它先进开采方式数值模拟软件软件功能及国内外实例介绍加拿大计算机模拟软件集团（CMG）目录一、CMG总体介绍（以问答形式）3二、CMG－STARS软件功能介绍10（一）CMG－STARS化学驱模块数值模拟功能介绍101、聚合物驱功能及特点：102、凝胶功能及特点：12（二）CMG－STARS蒸汽辅助重力泄油模拟功能介绍13（三）CMG－STARS出砂冷采以及适度出砂模拟功能介绍15三、CMG－STARS软件国内外应用实例17（一）聚合物驱国内实例17（二）表面活性剂驱国内实例－华北油田淖50断块19（三）三元复合驱国外实例－北美海上油田20（四）凝胶调剖国内实例21（五）国外凝胶调剖实例1－奥地利leoben大学22（六）蒸汽辅助重力泄油（SAGD）实例－Conoco 22（7）稠油出砂冷采及适度出砂实例23（八）泡沫驱实例－挪威的SINTEF石油研究公司24（九）热水驱＋注N2泡沫采油实例25（十）微生物采油实例27（十一）电磁加热稠油开采实例：28一、CMG总体介绍1．C MG 公司简介CMG公司(加拿大计算机模拟软件集团)是1977年在加拿大阿尔伯达省卡尔加里市成立的数模研究机构。
依靠在数模软件研究开发及应用方面的丰富经验并经过二十多年的成功拓展，从最初由政府资助的研究机构发展成为成功的上市公司，是全世界发展最快的石油数模软件开发公司。
公司总部设在加拿大阿尔伯达省卡尔加里，在伦敦、休斯敦、卡拉卡斯和北京设有分公司或办事处。
2．国际资质认证机构认证情况在技术测试方面，CMG在以往的SPE数值比较测试中，差不多参与了所有的测试，而且得到了良好的评价。
CMG公司旗下聚积了许多在国际石油数模领域极具影响力的技术专家，在每年全球大型的技术交流会(包括：SPE、CIM等地)上发表了大量有影响性的文章，在油藏数值模拟科技研究上一直保持着领先地位，提供了许多技术服务给国际数模界。
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。
油藏数值模拟基本过程一、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. Peaceman的<油藏数值模似基础>以及K. Aziz和A. Settari的<油藏模似>等主要著作都是在这个阶段出版的，但仍受到计算机速度和内存的限制，使用的方法一般仅限于IMPES及半隐式等，只能解决中小型油藏的模拟应用问题；80年代则是油藏数值模似技术飞跃发展的年代，解决不同类型油藏的数模计算方法及软件相应问世，同时超级向量机的诞生，使计算机速度达到亿次，甚至几十亿次，内存高达10—20亿字节。
90年代特别是后期，油藏模似软件各模块功能也有了惊人的发展，主要体现为向一体化方面发展；即集地震、测井、油藏工程（数模）、工艺及地面集输、经济评价等为一体的大型软件方面发展。
目前油藏数值模似软件基本上形成了一套能处理各种类型油气藏和各种不同开采方式的软件系列。
?黑油模型已被广泛用于各种常规油气藏的模拟；?裂缝模型可用来解决除砂岩以外的灰岩、花岗岩、凝灰岩和变质岩的裂缝性油气藏开发问题；?组分模型用于凝析气藏、轻质油、挥发油藏的开发设计和混相驱的研究；?热采模型用于稠(重)油油藏蒸气吞吐、蒸汽驱和就地燃烧的设计；?化学驱模型用于在注入水中添加聚合物、表面活性剂、碱等各种化学剂进行三次采油提高采收率的计算和设计。
油藏数值模拟方法的新突破随着计算机运算速度的提高,向量算法的出现和应用是软件设计上一个划时代的发展。
预处理共轭梯度法更快速、有效地解各种更为复杂和困难的大型稀疏线性方程组。
2018年06月油藏数值模拟在海上稠油油藏开发中的应用李续儒（中国石油辽河油田公司，辽宁盘锦124010）摘要：数值模拟技术是油藏开发中的一种常规技术，但是其使用时需要针对不同的油藏特点，优选不同的软件，来达到更符合油藏实际情况的要求。
海上稠油与陆上稠油的热采数值模拟技术的差别在于，海上采用平台集中钻井，相比于同样埋深的陆上油藏，其井眼轨迹更长，井筒热损失更多，导致井底干度较低，甚至为零。
所以本次采用CMG 井筒热损失模型对不同井型、不同轨迹长度的热损失情况进行预测，取得了较好的效果。
关键词：海上；水淹规律；普通稠油；数值模拟；热损失1月东油田基本情况月东油田构造形态相对比较单一，油藏中深-1378m ，自上而下发育7套储层，其中NGII 油层组是主力开发层系，为中厚块状、中孔高渗、底水油藏，原油性质为普通稠油，需要采用蒸汽吞吐方式开发。
但是月东油田由于是海上油田，为节省投资，采用平台集中钻井，所以井口到目的层段多为大斜度段，井筒热损失大，井底干度需要采用数值模拟进行精确的计算，避免对油藏热采开发以及跟踪调整带来不良的影响。
2数值软件的选择本次研究选用CMG 数值模拟软件进行预测，CMG 软件中STARS 模块SAM 半解析模型综合运用了流体热力学、传热学及等多专业学科，考虑了蒸汽沿井筒流动的压力、温度、干度和热损与压降之间的相互作用，更符合油田开发实际状况。
3油藏模型的建立地质建模过程中采用petrel 地质建模软件，对研究区内定向井的井位坐标、补心海拔、地质分层数据、顶面构造数据、井斜数据及测井解释成果数据等进行加载和整合。
考虑影响油藏纵向夹层分布特征及油水关系，进行细化分层，保证水平井轨迹与油水关系与实际油藏相符。
以顶面构造数据为约束，采用克里金插值的方法，建立油藏的构造模型。
根据油藏内不同井点的测井解释的孔隙度和渗透率数据，采用随机建模方法，建立储层孔隙度和渗透率模型。
将精细三维地质模型粗化为数值模拟可用的数值模型。
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。
热采数值模拟研究1 热采及模拟器简介作为国内的稠油生产主要基地，辽河油田稠油开发热采方式主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油、火烧油层等。
但截止到目前为止，蒸汽吞吐仍然是稠油生产的主要方式，蒸汽驱处于即将工业化推广阶段，而蒸汽辅助重力泄油（SAGD）方式则处于刚刚起步的现场试验阶段，火烧油层则尚未有成功的先例。
本书中着重针对蒸汽吞吐、蒸汽驱及SAGD 的方式热采数值模拟情况进行介绍。
油藏数值模拟是应用计算机研究油、气藏中多相流体渗流规律的新型数值模拟计算方法。
目前，国际上专业石油软件公司或国内著名研究机构都研制发布了具有版权的模拟器。
黑油、组分、热采模型已经日渐成熟，对应多种类型油气藏、不同的开发方式都可以进行相应的模拟研究。
稠油热采主力数值模拟软件主要有加拿大CMG公司STARS软件，美国SSI 公司THERM软件，清华大学NUMSIP软件。
其中STARS软件是目前国际上最为优秀的热采数值模型软件之一，在世界各国得到普遍应用。
CMG数值模拟软件由CMG（Computer Modelling Group Ltd）公司研制发布。
该软件基于面向用户的可视化窗口系统，对模型建立、运行和结果分析统一整合，构建油藏数值模拟研究平台。
与其它软件相比，具有以下两大独特点：整合不同类型油藏，提供先进的窗口界面系统。
CMG软件主要分为以下六大部分，前处理Builder应用程序，后处理Results应用程序，IMEX模拟器，STARS模拟器，GEM模拟器，相态分析程序WinProp。
其中IMEX模拟器主要用于计算模拟注水开发油藏，STARS模拟器用于热采及化学采油油藏的数值模拟计算，GEM模拟器用于组分油气藏的模拟计算。
Builder、Results两大动态可视化系统为用户提供了强大的数据读取功能，使模拟计算的实际应用从大量的人工劳动中解放出来，极大的方便了用户。
CMG提供了先进的研究技术。
①可以完成复杂的工程分析：CMG软件可以对不同类型的油藏进行开发方式、井网井距、合理注入参数研究以及较为可信的开发指标预测，目前稠油油藏工程研究方法相对较少，而CMG软件的数值模拟方法为稠油油藏研究提供了的一种比较成熟可靠的方法。
②三维可视化显示：在模拟计算过程中，通过CMG软件的后处理程序，可以随时观察油藏注采情况及油藏内部动态变化，使油藏工程师掌握油藏开发的整个过程及地下情况。
③更好的有效开发油藏：通过数值模拟历史拟合计算，研究油藏剩余油动态变化、温度及压力变化，对已开发的和未开发的油气藏提高采收率提供有利依据，使勘探开发方面的投资得到充分的利用。
STARS是基于热平衡常数组合、化学反应和地质力学的油藏模拟软件，适用于采收环节的改进模型，包括注蒸汽、溶剂、空气和化学驱。
STARS是行业领先的模拟热采和其他先进工艺的油藏模拟软件。
它强大的反应动力学和地质力学使其成为最完整、最灵活的油藏模拟软件，在研究和实现复杂油气采收环节模拟中具有极大价值。
下面是STARS模拟的油藏工艺列表：热采•蒸气驱•蒸汽吞吐• SAGD -（蒸汽辅助重力驱油）• ES -SAGD -（溶剂增强-蒸汽辅助重力驱油）•热采VAPEX•热水驱、热溶剂驱•火烧油层（注空气）- HTO 和 LTO（高温和低温氧化）- THAI（Toe - to - Heel注空气）•温差注水化学驱•泡沫、乳液和泡沫油• ASP（碱的表面活性剂聚合物）驱•微生物驱，VAPEX地质力学•压实和下沉，岩石破碎•膨胀，变形天然裂缝和水压裂缝储层建模•双孔- 多重连续作用域- 纵向求精•双渗•结合美国Pinnacle技术公司的fracpropt裂缝设计软件•结合裂缝技术有限公司的wellwhiz井、完井和裂缝设计软件STARS的先进特性包括：用户定义的反应动力学STARS允许用户模拟反应动力学用于模拟涉及比例、温度和浓度的过程，譬如火烧油层或ASP驱。
相之间的物质传递一定程度上取决于流体的流动速度，可以用来模拟乳剂裂解和泡沫驱的形成。
STARS也可以模拟多个固体反应。
用户定义的组分公式用户定义组分能够以三种流体相（油、气、水）和以一种非流体相（固体、吸附液体、俘获液体）之中的一种或全部形式出现。
每个组分可以是一个纯的化合物、几个化合物的组合、或者一系列连续分布的化合物。
一个组分也可以是物质的特定形式，如油相中的小气泡、用于模型特殊过程。
弥散组份模型STARS中弥散组份／稳定弥散模型是指模拟一个组分悬浮于一个携带相之中。
这个模型用来模拟：•聚合物和凝胶•乳液和泡沫•悬浮颗粒•沥青沉淀、凝聚、沉降和堵塞井模型-源／汇、半分析和离散化模型完全的耦合井筒模型需要三个模型：A 标准的源／汇模型B 井内流体力学和热损失的半分析井眼模型C 单一或双重循环流动的水平井离散化井筒模型：- 长时间多次瞬变反应- 粘滞压力降- 多相流动- 传热热流动•多相注入-多流体注入•分支井网格功能选项•基本网格选项：笛卡尔坐标、角点赋值、径向坐标和无固定结构的坐标•笛卡尔坐标、角点坐标、径向坐标和混合坐标的局部网格加密（LGR）•９点法和５点法详尽的岩石流体交互作用定义STARS能够模拟标准的相对渗透率和毛细管压力函数，也可以确定一系列岩石-流体数据，用于在局部的组份组成、界面张力及毛细管数之间插值。
岩石力学模型•三维和二维岩石力学方程•标准的弹性／塑性处理•膨胀／再压实，压实／反弹地表下沉／抬升，弹性／塑性变形•变形，剪膨胀性•应变硬化，井筒加载／卸载•压实渗透率影响•双渗体系中的岩石力学2.数值模拟的基本过程数值模拟研究的基本过程（软件研制人员）：建立数学模型——即描述地下油、气、水及注入剂渗流规律的一组偏微分方程数值模拟模型——对偏微分方程离散化、线性化大型稀疏线性方程组解——直接解法和迭代法计算机模型——将数值模型编成适合计算机求解的程序模拟计算结果的可视化前后处理。
数值模拟研究的基本过程（应用人员）：建立三维地质模型（构造、储层及其物性参数）岩石、流体高压物性资料（相渗曲线、毛管压力曲线、PVT资料等）井的属性、射孔状况、生产极限条件等时间段的划分以及动态模型的建立作业运行、模拟计算结果分析研究。
图数值模拟研究流程图3.数值模拟技术的应用在当前的开发形势下，如何准确描述剩余油的地下分布情况，并采取相对应的积极有效的调整措施是改善油田整体开发效果急待解决的一个难题。
而数值模拟方法是对新区产能预测及老区调整方式优化的一个重要手段，在稠油开发经验欠完善的条件下，利用油藏数值模拟方法可对区块进行储量核实、开采方式优选、井网井距优选、注采参数优化、调整方式研究、开发动态跟踪、开发指标预测等，已经成为油藏工程研究核心技术之一，在新区块开发部署、老区块综合调整、开发方式转换研究、新方式新技术的应用发挥着重要作用。
2.1数模技术在剩余油分布研究中的应用不同于常规开采的稀油油藏，对于热采稠油油藏，由于开发过程中注入了蒸汽等热介质，因此在计算过程中更注重于油藏的能量交换问题，计算工作量由此而大幅度增加，迭代的收敛性明显降低。
在目前的技术条件下，对稠油区块整体模拟仍存在较大的难度，因此对于稠油油藏剩余油分布研究仍是基于物质守恒原理基础上的油藏工程计算方法。
为此针对不同类型的油藏，配合数值模拟油层动用状况选择合适的单井产量劈分方法则成为决定研究结果准确与否关键因素。
（1）层状油藏吞吐剩余油分布对于层状油藏，稳定的隔夹层对油井的生产动态影响较大，油藏层间流体的交换难度显著增大。
油井的吸入及产出流体均基本上来自射开层位的本身，并且油藏动用程度的主要影响因素是油层有效厚度和储层的有效渗透率。
无论是数值模拟的研究结果还是现场的吸汽及产液剖面的检测结果均表明了这一点。
图层状油藏吞吐剩余油分布模拟场图因此针对这类油藏，其单井产量劈分所采用的方法是基于射开井段地层系数Kh的方法，即：pniiiiipiNhkhkN⨯⨯⨯=∑=1)(（2）厚层块状油藏剩余油分布厚层块状油藏油井的生产动态特征则明显区别于层状油藏，油井进入高轮次吞吐阶段以后，直井蒸汽超覆的现象极其严重，现场观察井的井温监测资料看，其蒸汽超覆的高度最大可达到30m以上。
油井的动用井段不再局限于射开的层位，若仍然沿用层状油藏的产量劈分方法势必将造成较大误差。
图块状油藏现场井温监测结果为了寻求块状油藏剩余油分布研究的方法，通过数值模拟研究后发现，对于粘度较大的稠油油藏，在原始地层条件下原油基本不具备流动能力，只有在油藏被有效加热以后油层才能够得以有效动用。
块状油藏实际的油层动用厚度远远大于油井的射开井段。
依据数值模拟研究的结果，若将油层温度超过原油拐点温度作为判定其是否被动用的标准，则可计算出各单井的实际动用范围。
图块状油藏吞吐动用状况场图按照研究精度的要求，依据各地质小层所占据的油井加热体积的比例可对其产量进行合理劈分。
pniiipiNVVN⨯=∑=1由此可得出单井控制小层剩余地质储量为piiriNNN-=其中oiooiiBShdN/2ρϕ⨯⨯⨯⨯=利用上述方法对蒸汽吞吐开发方式下产量的劈分不仅考虑了油层温度升高对油井流入动态的影响，同时避免了因蒸汽超覆而带来的劈分误差。
因此是一种更适合于块状稠油油藏的剩余油研究方法。
（3）边底水油藏的水侵规律研究对于边底水油藏，水侵规律研究是剩余油分布研究的重要内容之一。
通过数值模拟研究发现，边水油藏和底水油藏的水侵方式有着其各自的特征。
图块状底水油藏及层状边水油藏的水侵特点模拟图对于块状底水油藏，由于油井投产后产生压降漏斗，油层与底水之间产生垂向压差，压差随着离开井筒距离的增加而减小，导致水油界面的高度沿着侧向降低，呈现水锥的形状。
其水锥的底面半径小，仅与油井的加热半径相当，锥体倾角比较陡。
对于层状边水油藏，油藏层间动用程度的差异导致边水沿着某一单层或某几个单层逐步向油藏的主体部位侵入。
油井所处沉积相带、油藏层间非均质性及地层单层的亏空程度是造成边水侵入两大主要因素。
2.2数模技术在开发设计及调整中的应用作为油藏工程设计的重要辅助手段之一，目前数值模拟技术在稠油老区综合调整、普通稠油水驱、蒸汽驱、非混相驱、蒸汽辅助重力泄油、特殊油藏的开发方案设计等稠油开发领域均得到了较广泛的应用。
针对各种不同的热采开发方式，模拟研究的侧重点有所不同，针对蒸汽吞吐的方式，影响开发效果的关键因素为周期注汽强度、注汽速度及注汽井底干度，对于蒸汽驱及SAGD的方式，转驱时机、注汽速度、注汽干度、采注比等操作参数是决定汽腔能否形成及整体开发效果的关键因素。
（1）蒸汽驱开发方案的设计与跟踪调整齐40块是国内开展的首例中深层蒸汽驱试验重点工程，数值模拟技术在试验跟踪分析、发现和分析实施中存在的问题、及时提出调整措施和建议、确保试验获得预期效果等方面发挥了重要的作用。
