并行计算在油藏数值模拟中的应用

大规模整体油田的精细油藏数值模拟需要并行处理。该文将多层二维二相油藏压力计算,转化为以油层为并行计算粒度,用网格节点排序方法和预处理算法等缩短计算时间,达到对一类黑油模型油藏模拟问题高效的并行求解。实验结果表明,模拟速度有较大提高,并取得较高加速比。     

多层拟三维油藏数值模拟研究

多层二维二相数学模型无法解决层间窜流问题,改进后的多层拟三维数学模型考虑了纵向流动因素,在整体保留多层二维二相模型算法优势的前提下,把连通层层惮的流动量作为假想的源汇项加到二维二相方程中,在二维模型上近似实现碡信模型的功能,使层间连通的多层油藏模拟计算结果更接近于实际油藏,多层拟三维油藏模拟软件管理一台,实现了油藏数模拟输入,输出和主模型的一体化管理,比三维三相黑油模型的运算速度快,扩大了模型算法的适应范围,提高了模拟精度,对胜利油区大芦湖油田沙三段中亚段进行的油藏数值模拟表明,其整体运行效率比黑油模型提高32．4％,     

共享环境下黑油模型的并行化

并行油藏数值模拟技术是应建立大型油田开发方案及提高采收率的要求而产生,是随计算机硬件系统的发展而发展的技术.目前我国东部油区各主力油田相继进入油田开发高含水的后期,井越来越密,为了确定剩余油的分布,油藏模拟网格也必须加密.这样,问题的规模就变得越来越大.如何在保证精度的前提下,高效地进行大型油藏模拟成为当前迫切需要解决的问题.随着计算机硬件的发展和成熟,大幅度地提高单CPU速度已变得越来越困难,巨型计算机的发展主流方向已经转向研制并行计算机系统.而利用新的并行计算机,开发并行油藏数模软件势在必行.在国内各油田得到广泛应用的IBO全隐式三维三相黑油模型软件的基础上,在有6个CPU的Power Chalenge上对该串行软件实现了全面的并行化,利用若干实际油藏算例对其进行了测试.本文给出了在共享内存并行机上进行油藏模拟软件并行化的思路及方法,及对并行软件的测试结果.按本文方法研制的并行黑油模型软件SPIBO,计算规模可达47万网格,运行速度可提高4倍,为油藏工程师进行大规模精细数值模拟工作提供了有效的工具.     

多层拟三维模型层间处理算法研究

多层二维二相数学模型的基本假设为，油藏中流体的流动以平面为主，纵向上的流动因影响小而被忽略，因此无法解决层间窜流问题。三维模型考虑的流体是主体的。多层拟三维考虑了纵向上的流动，在整体保留多层二维模型算法优势的前提下，在多层二维二相数学模型基础上，把连通层间的流动量（即节点的垂向流入量、流出量）作为假象的源汇项加到二维二相方程中。在二维模型基础上，实现三维模型问题的近似考虑。给出了多层拟三纺的改进数学模型，对层间连通性的改进算法进行了数学推导,使层间连通的多层油藏模拟计算结果更接近于实际油藏。研制的多层拟三维数值模拟软件比三维三相黑油模型的运算速度快，扩大了算法的适应范围，提高了模拟精度，达到了实用化程度。并通过了概念模型的测试，在模拟精度、算法功能等方面与Geoquest公司ECLIPSE数值模拟软件的黑油模型进行了对比，计算结果基本一致。对山东省胜利油区的大芦湖油田沙三中区块进行了油藏数值模拟，整体运行效率比黑油模型提高32．4％。     

VIP并行油藏数值模拟软件在油田开发中的应用

并行油藏数值模拟是近年发展起来的新技术,既能处理大规模油藏数值模拟和超大规模油藏数值模拟,同时又能加快小规模油藏数值模拟的运算速度,使模拟更大、更快、更准确,缩短研究周期。1999年引进的兰德马克公司VIP5．0版并行模拟软件,包括8个CPU的黑油组分（包括裂缝）软件包及其配套软件,可运行百万级节点的大型黑油组分模型。应用新疆某油田复杂断块油气藏、海外某油田碳酸盐岩凝析油气藏、新疆某油田石碳系弱挥发性油藏对并行油藏数值模拟软件的解法稳定性、并行效率等进行了全面的测试。测试结果表明该软件解法稳定、加速效率均在75％以上。在新疆油田分公司承接的海外某油田碳酸盐岩凝析油气田调整方案和新疆油田分公司近期重点调整区块某油田西山窑组油藏加密调整方案中的应用,使模型的规模和运算速度与以往相比均有较大幅度的提高,为开发调整方案的及时制定提供了便利,赢得了时间。用VIP软件预测的推荐方案指标,在第一年实施中符合率较高。     

在分布存储并行机上小黑油模拟器的并行试验

油藏数值模拟并行计算技术虽然正处在研究发展的初期,但它是一门有前途的新技术。在引进的9个处理器的分布存储并行计算机上,用自己编写的小黑油模型完成了并行试验。对于大中型油藏模拟问题,并行计算效率达到90%以上,9个处理器的加速比达到8以上,计算速度达到VAX8550的4倍(或VAX780的24倍)以上。分布存储并行机能够适应油藏模拟问题的需要,进一步开发会有相当的潜力。     

改进的多层二维二相模型

介绍一种改进的多层二维二相模型（油水系统）。该模型与常规的多层二维二相模型相比，具有计算精度高、适用范围广和使用方便等特点，与黑油模型相比，可节省大量计算机时间和内存。所提供的测试数据充分显示出该模型的优点。     

百万节点油藏数值模拟技术应用

立足于现代数值模拟技术的前沿领域 ,开展了适合百万节点模型的油藏数值模拟技术研究。运用国际上最新推出的并行计算机和并行模拟软件 ,探索出做百万节点模拟的 4项实用技术 ,即数值模型的自动化建模技术、精细建模与模拟计算中时间步精确控制技术、模拟参数场的交互更新技术以及工艺措施拟合的数字化技术 ,并据此技术实现了大庆油田实际油藏区块 12 4× 10 4 个节点的数值模拟 ,给出了层状砂岩油藏高含水阶段薄油层中的剩余油分布及调整挖潜的开发指标预测结果。通过百万节点油藏数值模拟技术的研究和应用 ,实现了对薄、差油层剩余油的精确描述 ,为大庆油田的调整挖潜提供了更多有价值的数值依据 ,总体上将油藏数值模拟技术提高到了一个新的水平。     

在分布存储并行机上小黑油模拟器的并行试验

油藏数值模拟并行计算技术虽然正处在研究发展的初期，但它是一门有前途的新技术。在引进的9个处理器的分布存储并行计算上，用自己编写的小黑油模型完成了并行试验。对于大中型油藏模拟问题，并行计算效率达到90％以上，9个处理器的加速比达到8以上，计算速度达到VAX8550的4倍（或VAX780的24倍）以上。分布存储并行机能够适应油藏模拟问题的需要，进一步开发会有相当的潜力。     

二维叠前深度偏移的并行算法

鉴于ＰＶＭ软件是一中几乎能够在所有流行的计算机体系结构上运行的并行环境，本文提出了单程序多数据流（ＳＰＭＤ）方式的二维叠前深度偏称的并行算法，即走时表计算采用炮点循环并行试井成像过程采用炮工行算法。采用ＰＶＭ并行环境提供的消息传递方式进行程间通讯，在ＳＧＩＰｏｗｅｒＣｈａｌｌｅｎｅ和ＩＢＭＳ寅途中 并行机上实现了其二维叠前深度偏移的并行算法，测试结果表明：本文的二维叠前深度移并行化算法效率是比较高     

油水两相低速非达西渗流数值模拟

低渗透油藏存在低速非达西渗流现象，使其开发动态不同于常规油田。建立了油水两相低速非达西渗流数学模型，采用数值模拟方法研究这类油田低速非达西渗流规律。用非达西渗流和达西渗流数学模型同时模拟某低渗透油田九点法注水开发井组生产动态，非达西渗流模型模拟结果与该油田实际生产动态相吻合，而达西渗流模型模拟结果相差很大。分析模拟结果，认为：较高视启动压力梯度将降低水驱采收率，降低该压力梯度有利于改善其注水开发效果；通过压裂等措施改善油井附近地层渗透性，降低表皮系数，能减轻或消除非达西渗流的不利影响，提高油井产能，抑制含水上升速度；低渗透油田油井见水快，不完全是地层微裂缝的作用，可能是非达西渗流现象所致，在制定开发方案时应全面考虑。图５参３（陈志宏摘）     

两种低温甲醇洗工艺对比

介绍并比较了林德和鲁奇两公司的低温甲醇洗工艺技术方案,通过两方案的消耗对比及工艺特点分析,总结出两种工艺的基本特点及适用的工艺条件。     

气液两相流与油水两相流流型现状研究

开发石油的过程中,油井采出物一般不仅仅是原油,而是原油及其伴生天然气。本文总结了多相混输过程中的气液和油水两相流的流型现状。     

利用双参数预测储层的孔隙率

本文介绍了双参数预测储层孔除率的新方法,旨在同时利用纵、横波速度或时差和密度观参数来预测储层的孔隙率。据D。Eberhart－Phillips的岩石物理实验测定结果[3]和JLK地区6口测井资料的计算结果表明:利用纵、横波速度联合求取的孔隙率的平均相对误差为7.86％利用时差和密度联合求取的孔隙率的平均相对误差为13.0％。另外,该方法在获得预测孔隙率值的同时,还可得到较可靠的泥质含量值,这对于揭示储层的非均质性具有十分重要的意义。     

全局搜索两点法射线追踪的方法

在假设地层界面是三次函数的基础上，根据两点射线追踪推导出二阶非线性方程组，将全局搜索策略和快速收敛的拟牛顿法结合起来，利用全局搜索策略首先得到近似的线性极小化，然后用DFP方法实现拟牛顿法，实现了非线性方程组的稳定求解，获得了复杂界面情况下的射线路径和合成地震记录。     

双螺杆泵的热网络分析

为防止螺杆转子啮合热态间隙不等于设计间隙,有必要对螺杆泵系统进行温度场和热分析研究,而准确地给出热边界条件是开展这一工作的基础。鉴于此,以同步式双螺杆泵为研究对象,用热网络法建立了该部件的热平衡方程组及热阻、功率损失、对流换热系数计算模型,计算了该部件在原油润滑条件下的边界温度,综合考虑了各工况参数对泵温升的影响。     

TMS388测试系统故障二例

TMS388测试系统是SN388仪器单元的主要检测设备,本文对TMS388测试系统在使用过程中出现的两例故障进行了分析,并提出了实际有效的解决方法。     

两相流砂泵的设计

根据固液两相流体在泵内运动速度场和压力场的畸变规律，采用按试验泵级的最佳工况参数确定的无因次系数，进行了两相流砂泵的设计。在假定固体颗粒在断面上的平均速度相同以及固、液两相的进出口液流角均等于叶片进出口安放角的条件下，计算了叶轮进出口直径和宽度，给出了叶片进出口安放角的选取范围。四川石油管理局南充机械厂根据以上方法设计的150NSP型砂泵，经现场试验，各项性能指标均达到了设计要求，使用效果较好。