多层二维二相油藏数值模拟并行技术

对胜利油区广泛采用的多层二维二相油藏模拟模型开展了并行化研究,提出并采用按层粗度并行及区域分解并行两种方法实现软件的并行化。模型及实例计算表明,并行化的多层二维二相模型具有较高的并行效率。为解决存储及通讯问题,采用了压缩存储及压缩通讯技术,有效地提高了软件的并行效率。对通讯量,层数,大规模模型应用等因素的分析和大规模油藏模拟的并行化提供了有力的工具;为精细油藏模拟技术的有效推广提供了技术保障。     

基于形函数插值的流线追踪方法

油藏数值模拟中,压力和饱和度分布与流线有着密切的关系,流线在注水量劈分、注水效率计算方面具有重要的价值,目前计算流线主要通过流线数值模拟方法或采用欧拉法通过压力分布直接计算质点流速追踪流线。常规油藏数值模拟方法可以直接获取不同时刻压力场分布,但由于实际地质建模使用的网格步长太大,直接计算流线会产生极大误差。在采用油藏数值模拟方法获取油藏压力场分布的基础上,利用形函数插值理论对压力场进行插值加密,然后采用流线追踪算法计算油水井间流线的分布,达到常规油藏数值模拟技术也能计算流线的目的。建立的基于形函数插值的流线追踪算法简单易行,可以作为油藏数值模拟的一个后处理程序,相比流线模拟技术,该方法无需考虑模拟精度的问题,却能实现流线计算的目的,对实际油藏动态分析和油藏数值模拟历史拟合有重要的指导意义。     

边水驱油藏行列井网水线推进速度计算

利用物质平衡原理和一维二相不稳定水驱油理论,建立了边水驱油藏行列井网的井排见水时间预测模型,导出了水线推进公式。以排2 沙湾组油藏为实例进行了计算,并将计算结果与数值模拟结果对比,表明该方法计算过程简单,可靠性较高。同时给出了该方法的适用条件。     

油藏数值模拟有限元并行化求解策略

油藏数值模拟采用有限单元法能有效地提高计算精度,但有限单元法在油藏数值模拟时计算量大、计算耗时较长。采用并行化求解的算法能进一步提高计算效率。本文通过构建理想化油藏有限元数值模型,设计了一种适用于油藏数值模拟的有限元并行化求解策略,并通过实例进行检验,证明该策略具备良好的并行效率,有效提高了油藏数值模拟的计算速度。     

油藏模拟的最新进展

美国石油工程师学会于1983年11月15日到18日在旧金山举行第七届油藏模拟专题讨论会。油藏数值模拟是电子计算机问世以后从五十年代末期开始引入油田开发领域的。它以常规方法所不可比拟的强大效能开辟了油藏工程的一个新时代。廿年来,随着电子计算机以及计算方法的迅速发展,油藏数值模拟的应用规模和技术日新月异。SPE 于1976年举行了第一届油藏模拟专题讨论会,总结和交流当时达到的成就。以后每隔一年或二年举行一次。SPE 代表     

濮城油田低渗油藏高含水后期剩余油分布研究

针对濮城油田东区沙二上亚段4-7砂组低渗油藏在高含水开发后期存在的诸多问题,提出利用油藏数值模拟技术,模拟地下油藏在注水开发过程中的油水运动情况,分析剩余油的分布规律,指导部署油藏开发方案,从而提高油藏的注水开发采收率,为如何高效开发该类型油藏探索出一套行之有效的油藏数值模拟方法。     

确定平均油水相对渗透率曲线的方法

油水相对渗透率曲线是油藏工程计算和油藏模拟研究必不可少的资料。为此，本研究油水相对渗透率曲线的标准化方法，使用拉格朗日插值法求解，并提出确定平均油水相对渗透率曲线的方法，为油藏工程计算及油藏模拟研究提供具有代表性的油水相对渗透率曲线。     

遗传算法在油藏数值模拟中的应用

油藏数值模拟中的模型识别问题 ,可以转化为函数的最优化问题。鉴于遗传算法的特点 ,将之引入到油藏多相流体渗流的数值解法中 ,用以解决油藏数学模型的识别问题。在建立油藏数值模拟中模型识别问题的最优化模型后 ,采取将最优化模型中的目标函数嵌入到遗传算法适应度函数中的方法 ,实现遗传算法与油藏数值模拟的耦合。基于优化模型和遗传算法的运算过程 ,编写计算程序 ,实现油藏渗流数学模型的自动识别。最后通过对一单井开采过程的数值模拟 ,验证了遗传算法在油藏数值模拟中应用的可行性与有效性。     

用边界元方法分析任意形状油藏压力动态

以任意形状二维均质油藏的定解问题为基本的数学模型，推导了实空间和拉氏空间中的边界元数值计算方法。以矩形封闭油藏和圆形定压油藏为计算实例，将边界元数值计算结果与解析解结果进行了对比，验证了其精度，并在此基础上计算了含两口井的任意形状二维均质油藏的压力动态特征。     

基于黑油模型的时移地震正演模拟

时移地震的正演模拟是时移地震油藏监测可行性研究的主要手段，它将油藏数值模拟通过岩石物理参数属性转换和地震正演模拟联系起来，具有重要的理论意义和实用价值。时移地震正演模拟的整个过程为建立油藏初始模型、油藏数值模拟（建立油藏时间模型）、岩石物理计算（流体置换方程）、地震正演模拟，最后通过理论模型试算验证了方法的正确性和有效性。     

大型稠油油藏整体数值模拟方法

文章介绍了NUMSIP模型软件的分块计算和区域分解并行计算功能,提供了一套大型整装油藏整体注蒸汽热采数值模拟的方法,包括整理数据、建立模型、拟合代表块确定基础参数、分块计算和整体并行计算等过程。并用该方法研究欢喜岭油田齐40块莲Ⅱ油藏剩余油分布。研究表明,利用NUMSIP模拟软件进行大型整装油藏整体注蒸汽热采模拟的方法已基本成熟,利用该方法可以通过拟合整个油藏的动态历史来获得当前剩余油分布,并且可信度高、费用相对较低,为剩余油的研究开辟了新的途径,对指导生产具有实际意义。     

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。     

长庆油田油藏动态模拟模型资源管控系统设计与实现

随着勘探开发的不断深入,精细油藏描述过程中产生了大量的历史油藏模拟模型,因缺乏模型资源处理与管控技术,导致无法应用其进行油藏动态模拟计算,为此开展了油藏模型资源管控系统研究。针对长庆油田工作人员在油藏动态模拟计算过程中模型资源的采集、管控、标准化处理、可视化输出与动态计算等方面需求,利用B/S与C/S相结合的系统架构模式,开发了用于油藏动态模拟计算的资源管控系统,有效提升了油藏动态模拟过程数据的采集与应用效率,提高了模型资源再利用率;对油藏模型资源管控系统建设思路、开发工具、架构设计、实现方法以及应用功能等方面进行了探讨与总结,开发了中文版界面的应用系统,为油田的精细描述成果再应用与智能化建设提供了有效的技术支撑。     

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。     

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。     

密井网区储集层沉积微相模拟方法探讨

油田开发后期储集层沉积微相描述重点在于搞清井间的砂体连通情况、隔夹层分布及延伸关系。以长垣油田B区为研究对象,该区属于大型河流—三角洲沉积体系,储集层类型极其复杂。虽然经过多年的地质认识,但对于井间的砂体连通状况还不清楚,利用确定性建模、基于目标的随机模拟算法、基于象元的序贯指示模拟算法、多点地质统计学模拟方法进行储集层模拟,并对模拟结果对比分析得出确定性建模与序贯指示模拟结合,既体现合理的地质认识,又能反应储集层非均质性和各向异性,具有良好的推广应用前景。     

浅层气藏压裂裂缝参数优化计算模型研究

针对川西苏码头构造浅层气藏压后形成的裂缝可能为水平缝,而目前的水平缝压裂裂缝参数优化计算模型都为油藏模型, 不能用于对气藏模型的计算, 为此, 对水平缝压裂气井裂缝参数优化计算模型进行了探索性研究。结合油藏工程理论和数值模拟技术, 考虑气体在裂缝中为非达西渗流和裂缝导流能力随时间的变化等因素对压后产量的影响, 采用二维柱坐标, 建立了压裂气井气藏 －水平裂缝系统的气体渗流数字模型, 采用有限差分法对模型进行差分离散, 利用 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ 编程语言进行了编程求解。以累积产量为目标, 对气藏压裂裂缝参数进行了优化计算, 并对水平缝与垂直缝进行了增产效果对比分析, 计算结果表明, 应用研制的软件可以分析影响水平裂缝气井产量的裂缝参数, 计算压后增产效果, 取得成果对于优化川西浅层气藏压裂设计方案和提高浅层气藏高效开采具有指导作用。     

热采数值模拟中的区域分解算法

区域分解算法在油藏数值模拟中的应用已得到了国内外学者的共识，然而，该方法在热采数值模型中的有少。根据热采模型的多相、多组分的特点，构造了适合全隐式计算方法的区域分解算法，并给出详细的实现步骤和区域收敛的判断条件。实例计算对比表明：区域分解算法适用于热采步骤，带有区域分解算法的热采模型与常规热采模型析计算结果吻合很好，计算结果是可信的；使用区域分解算法可进一步提高热采模型的计算速度，节省计算时间。     

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.     

穿透非均质储层的复杂轨迹井产量计算新方法

解析法和半解析法计算水平井产量的公式一般要求油藏储层均质,且井轨迹平行于油藏边界,难以准确地计算复杂轨迹井的产量。根据井轨迹和储层渗透率把油藏划分为若干区域,不同区域渗透率取值不同,且井轨迹可不平行边界。通过引入点源函数法,基于定压油藏边界建立了非均质性储层复杂轨迹井的产量分段积分相似解,利用Ouyang模型计算了井筒内流动的沿程压力损失。该方法避免了数值模拟中数值弥散的发生,只需输入较少的参数就可以对复杂轨迹井进行快速产能评价。实例计算结果表明：①复杂轨迹井井筒内的流量从指端到跟端逐渐增大;②由于储层的非均质性,各段流量分布并不均匀,渗透率高的部位流量也高;③井筒压降从指端到跟端同样逐渐增大,由于流量分布不均匀,因此不同轨迹段在井筒内压降也不相等。该方法计算结果与Eclipse数模方法一致,表明该方法是可行的。应用该方法计算的油井产量与油田现场生产对比,预测油井产量相对误差小于5%,能满足现场油藏工程研究的需要。