实用油藏数值模拟方法[共310页].doc

目录序言 8第1章 油藏管理介绍 91.1油藏数值模拟的一致性 111.2数值模拟研究的管理 131.3本书概况 15练习 16第一部分 油藏工程基础知识 17第2章 油藏分析基础 172.1容积 182.2物质平衡 192.3递减曲线分析 22练习 24第3章 多相流动概念 263.1基本概念 263.2毛管压力 293.3流度 313.4分流量 33第4章 流动方程的推导 374.1质量守恒 374.2三相流的流动方程 394.3流动方程的向量记法 43练习 44第5章 流体驱替 445.1 Buckley-Leverett理论 445.2 Welge方法 485.3 混相驱替 50练习 52第6章 前缘稳定性 536.1 不考虑重力时的前缘推进 536.2 考虑重力时的前缘推进 566.3 线性稳定性分析法 57练习 60第7章 井网水驱 607.1 采收率 607.2 井网和距离 637.3 井网采收率 65练习 67第8章 地下资源的采收率 688.1 生产阶段 688.2 强化采油 728.3 非常规矿物燃料 74练习 76第9章 经济和环境 779.1 SPE/WPC储量 779.2 基本经济概念 799.3 投资决策分析 829.4 环境影响 83练习 86第二部分 油藏模拟 87第10章 模拟过程概述 8710.1 油藏基础分析 8710.2 先决条件 8710.3 计算机模拟 8810.4 油藏模拟研究的要素 90练习 91第11章 概念油藏规模 9211.1 储层取样和规模 9311.2 综合规模－流动单元 9511.3 地质统计实例研究 98练习 102第12章 油藏构造 10212.1 千兆规模 10212.2 兆规模 10712.3 利用地震数据进行油藏描述 110练习 114第13章 流体性质 11513.1 流体类型 11513.2 流体模拟 11913.3 流体取样 123练习 124第14章 岩石—流体的相互作用 12514.1 孔隙度、渗透率、饱和度和达西定律 12614.2 相对渗透率和毛管压力 12914.3 粘滞指进 134练习 135第15章 油藏模拟基础 13615.1守恒定律 13615.2流动方程 13715.3井和设备的模拟 14015.4模型的求解过程 14115.5模拟器的选择 146练习 148第16章 模拟油藏结构 14916.1绘图 14916.2准备网格 15116.3模型类型 15816.4基础容积模拟 159练习 160第17章 典型研究的数据准备 16017.1数据准备 16117.2压力校正 16217.3模拟器选择和Ockham学说 165练习 167第18章 历史拟合 16818.1直观历史拟合方法 16918.2主要历史拟合参数 17118.3历史拟合的评价 17318.4拟合判断 17418.5历史拟合的局限性 175练习 176第 19 章 预测 17719.1 预测能力 17719.2 预测过程 17819.3 敏感性分析 17919.4 经济分析 18019.5 模拟预测的有效性 181练习 183第三部分 实例研究 183第20章 研究对象和数据收集 18320.1 研究对象 18320.2 油藏构造 18420.5 流体性质 189第21章 模型初始化 19321.1 容积法 19321.2 物质平衡 19421.3 相对渗透率 19721.4 流体界面 20021.5 网格块的划分 200第22章 历史拟合与预测 20222.1 单井模型的建立 20322.2 三维油藏模型的历史拟合 20722.3 预测 208第四部分 WINB4D用户手册 210第23章 WINB4D介绍 21023.1 程序配置 21223.2 输入数据文件——WTEMP.DAT 21323.3 数据输入要求 21423.4 输入数据集例子 215第24章 初始化数据 22024.1 网格几何尺寸 22024.2 地震速度参数 22624.3 孔隙度，渗透率，传导能力分布 23024.4 岩石和PVT分区 23724.5 相对渗透率和毛细管压力表 23924.6 流体PVT数据表 24024.7 压力、饱和度初始化 24524.8 运行控制参数 24724.9 求解方法要求 24824.10 解析水体模型 249第25章 动态数据 25325.1 时间步和输出控制 25325.2 井的资料 255第26章 程序输出评价 26126.1初始化数据 26126.2动态数据 262第5部分 技术补遗 265第27章 模拟器组成 26527.1 方程 26527.2 坐标系系统 26727.3 岩石物理模型 26827.4 物质平衡 271第28章 岩石流体模型 27228.1 三相相对渗透率 27228.2 传导系数 27328.3 术语及其说明 27428.4 外推饱和度曲线 27928.5 气体PVT关系选项 280第29章 初始化 28329.1 压力初始化 28329.2 重力分异饱和度初始化 28429.3 水域模型 286第30章 井模型 29030.1 产量约束条件 29030.2 显示压力约束条件 29330.3 GOR/WOR约束条件 29530.4 采液量约束条件 29530.5 注入量约束条件 296第31章 井的生产指数(PID) 29731.1 生产指数 29731.2 垂直井 29831.3 水平井 299第32章 IMPES方法 30132.1 流动方程和势 30132.2毛管压力概念 30232.3 压力方程 304序言 实用油藏数值模拟方法是针对广泛使用的数值模拟技术而编制的一本工具书。

该书既不是关于数值模拟技术的数学论述，也不是一本实例记载纲要以上提到的两方面内容在其它资料中可以查到然而，这本书是介绍给初学油藏数值模拟者的向导，包括一个完整功能的油藏模拟器给读者使用第一部分介绍了油藏数值模拟的概念和术语这部分内容涉及到过去20年我们认为对油藏模拟器开发和使用者最有用的问题我提供了在油、气及凝析气油藏模型研究中的好的心得实践和参与是学习一门课程最好的方法第一部分中的练习提供了让你应用这些方法的机会，这些方法在每一章节中都有讨论结合这部分论述，第二章介绍了一个详细的实例来说明这些方法的应用这时，你已经完成了一个实例研究，下面你将会参与到每个模型研究的技术阶段第三部分和第四部分是用户手册和技术补遗，相应地，三维三相技术黑油模拟器BOAST4D可以同时实践BOAST4D模拟器是BOAST II的升级版本，其中考虑了流线BOAST II是1980年为美国能源部而设计的主流黑油模拟器作为BOAST II的作者，我对其进行了改近，加入了一些特色，修正成为BOAST4D例如，你现在可以使用BOAST4D模拟水平井，并可进行地球物理的相关计算，这是一项新兴的技术，即4D地震流体流动监测。

这样，就在软件里添加了有关地球物理计算的“4D”程序另外，BOAST4D模拟器改近了代码以提高运算质量，软件允许出现物质平衡方面的问题，并减少了因物质平衡而出现的错误BOAST4D模拟器可以运行于基于DOS系统的486以上的个人电脑或更好的多处理器系统结合这本书，通过理解油藏管理的概念和解决不同类型的油藏工程问题，该模拟器很适合用于学习如何使用一个油藏模拟器不需要使用完全功能的商业模拟器就可以演示复杂而不是简单解析解的研究问题，可见，它是一个很有价值的工具在光盘上有不同的实例数据，可以帮助你在更广泛的实际问题领域中使用该模拟器这本书和软件可以用于不同的学习者，例如，可以作为石油工程专业的大学生的课程，地质科学家、地球物理科学家以及水文学家也可以使用该书既可以作为大学的课程也可以作为进修教育的课程出版者可以提供教师指导我将书中的大部分内容作为我在休斯顿任教的进修课程里的讲义这里，我衷心感谢BobHubbell和休斯顿大学主办这项课程，感谢Gulf出版社的Tim Calk组织出版这本书对我工业界和学术界过去和现在的领导表示感谢，感谢他们提供了解决各种各样问题的机会我还要答谢BOAST早期版本的设计者：Ken Harpole、Stan Bujnowski、Jane Kennedy、Dwight Dauben和Herb Carroll。

我特别感谢我的妻子Kathy Fanchi，谢谢她夜以继日地在电脑旁边制图和校正草稿，谢谢她的精神鼓励敬请读者提出批评和修改意见! John R.Fanchi,Ph.D. 休斯顿，得克萨斯 1997年8月(注：原文序言中介绍书中第三部分和第四部分分别为用户手册和技术补遗，按书的内容应该分别是第四部分和第五部分，为尊重原著，译文没作修改)第1章 油藏管理介绍 油藏数值模拟是油藏管理环节中必不可少的部分油藏管理常定义为以最小的投资成本、最少的运行费用及最优的开采方式从油藏中获得油气的资源配置配置(Wiggins和Starzman，1990；Satter和Thakur，1994；Al-Hussainy和Humphreys，1996；Thakur，1996)这两个结果－最优化的开采方式和最低的成本常常是互相矛盾的如果忽略成本问题，油气开采最优化是可以实现的，然而如果油田经营者对有限资源的慎重管理不感兴趣或没有责任心，他们就会要求成本最低。

油藏管理的根本是在一个良好开发的油田中决定采用什么样的油气开采方式来获得最大的经济效益要想达到油藏管理的基本目标，油藏数值模拟作是最精密复杂的可行方法开展数值模拟研究有许多原因从商业的角度考虑，可能是最重要的一点是，油藏模拟可以进行大概的现金流动预测数值模拟从产量的方面预测经济效益将产量和价格结合起来就可以估计将来的现金流动开展数值模拟研究的其它原因见表1-1在后面的章节中将会对其中的一些条目进行讨论表1-1数值模拟的原因共同的影响u 现金流动预测需要对油气价格进行经济预测油藏管理u 油藏管理的并列行为u 油田生产运行情况的评价理解油藏动态u 模型对已评价数据的敏感性 决定是否增加额外的数据u 油田生产期的评价u 采收率和时间的关系预测u 对比不同的开采方式u 计划开发中或运行中的变化u 选择和最优化油田工程设计 最大经济回收率1.1油藏数值模拟的一致性油藏数值模拟是应用计算机模拟系统描述油藏中流体流动的(Peaceman，1997；Aziz和Settari，1979；Mattax和Dalton，1990)计算机模型系统通常是一个或多个计算机程序为避免混淆，计算机模拟系统在文中称为油藏模拟器，。