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数值模拟技术照亮黑暗油藏dd-【新闻】

发布时间:2021-04-11 17:17:57 阅读: 来源:密封材料厂家

数值模拟技术“照亮”黑暗油藏

中国页岩气网讯:现实中,油藏的开发过程只有一次。

有没有办法让油藏可以进行无数次开发试验,而从中选择一种最科学、风险最低的开发方案?

这不是天方夜谭,而是数值模拟技术的神奇之处。

油藏数值模拟,就是采用数值方法求解描述油藏内流体流动问题,并利用计算机研究油藏开发及动态规律的一门技术。它之所以能让开发方案编制得更科学,是因为它能够使油藏地质模型更符合地下实际情况。

如同作战前要依靠沙盘推演战局,沙盘的精度决定了作战方案的可靠性一样,对开发方案编制而言,油藏地质模型的意义就相当于沙盘。

建立地质模型,要综合地震、测井、录井、试油试采等资料,其间“地质家的经验认识”不可或缺。因而,模型中不可避免地存在某些主观认识,难以完全符合客观实际。数值模拟则把生产动态数据作为重要参数,输入计算机进行模拟,再将计算结果与油藏实际开发动态对比,通过优化储层渗透率、孔隙度、流体性质、相对渗透率等几十个参数,不断调整完善地质模型。模拟开发动态与实际开发动态愈是趋于一致,就表明地质模型愈符合地下实际情况,据此编制的开发方案,就愈加科学。

这一不断调整优化的过程,专业上称之为“历史拟合”。通过它,科研人员不但可以“校准”地质模型,还能够提高油藏未来开发动态的预测精度。这是数值模拟让开发方案更科学的重要体现。

“以水驱开发为例,在某地区部署一口注水井,它所产生的实际压力、驱油效率等重要参数不经实际开发难以准确获知,而应用数值模拟,则能够通过计算机快速模拟计算出上述参数。”科研人员介绍,“根据这些数据,就可以部署不同的井网形式,然后在电脑上演示不同方案的预测开发效果。”

让剩余油“无所遁形”

经过50多年的开发,胜利油田老区步入特高含水期,但采出程度却只有23.7%,仍有大量剩余油有待开采。

如何寻找剩余油?数值模拟技术为破解这一世界级难题提供了重要支撑。其中的关键,在于地质科研人员巧妙地将地质问题转化为数学问题,即根据油藏开发动静态数据,按质量守恒和动量守恒原理,在某个地区或某个油藏建立相应的渗流模型,从而判断在现有开发条件下剩余油的分布情况。

对此,科研人员比喻:“就像收看天气预报,全国地图相当于实际油藏的地质模型,屏幕上卫星云图的实时变化相当于该油藏的渗流模型。根据云图变化我们可以预知未来气候走势,同样道理,根据渗流模型也可以计算出剩余油分布。”

油藏的渗流模型包含该油藏流体质量守恒方程、运动方程、状态方程等方程组,这些方程组能够描述油藏流体流速、压力梯度、剩余油饱和度参数等特征,每一个特征,都是方程组中的变量。科研人员通过优化数学算法求解这些变量,就相当于彻底掌握了地下剩余油的“一举一动”。依靠数值模拟的“火眼金睛”,地质科研人员真正让地下剩余油“无所遁形”。

近日,埕岛油田主体馆上段油藏整体模拟模型投用。该模型以1808万网格节点,覆盖含油面积67平方千米地质储量1.9亿吨,成为当前国内最大规模的油藏数值模拟模型。“十二五”期间,胜利海上预计动用石油地质储量3486万吨,成为我国东部石油战略的重要支撑。

将“精细开发”推向极致

提高采收率,是油藏开发者的梦想。

而数值模拟技术,就是实现这一梦想的“指南针”——它能够让不同类型的提高采收率方法找到优化方向。

胜利油田水驱开发油藏的储量和产量分别占82%和79%。长期以来,油田提高此类油藏采收率的对策一直是“精细开发”,而数值模拟可以将这种“精细”发挥到极致。

“精”,体现在精准刻画区域地质概况上。

科研人员能够依靠模型构建技术和拟合技术识别油藏孔隙体积、连通性、油气水渗流规律,从而通过优化部署注水井、加密细化井网、改变井网流线方向等措施,改善水驱驱替效率。

“细”,体现在对油藏微观特性的描述上。

科研人员通过研究不同油藏原油黏度、储层物性等特性,从不同油藏类型、开发方式、开发阶段细化模型构建等层面,开展深度挖潜。

得益于数值模拟技术,胜利油区主力油田注水开发技术覆盖地质储量7.51亿吨,预计可提高采收率4.3%,增加可采储量3230万吨。

数值模拟技术可快速、简便地描述注入剂与原油间的作用机理,以及由此产生的油藏物理化学性质的变化。据此,科研人员能够直观地发现不同注入剂对油藏开发动态的影响,从中选择最为合理的注入方式。

聚驱后油藏提高采收率技术的突破就是例证。

长期以来,制约聚驱后油藏提高采收率的关键,在于找到一种既能调剖堵水又能驱替洗油的体系配方。在数值模拟技术的辅助下,科研人员历经反复试验,一种新型的颗粒状驱油剂“PPG”浮出水面。在此基础上,科研人员继续利用计算机模拟添加不同的驱油体系,最终,“PPG+表面活性剂+聚合物”的非均相复合驱油体系终获突破。

应用这一填补国内外研究空白的全新技术,2012年孤岛油田中一区馆3单元不到3年提高采收率3.64%,预计最终采收率可达63.6%,实现了三次采油的新突破。

“精细刻画历史,准确预测未来”,这是对数值模拟技术的形象描述。截至目前,胜利油田已建立近200个油藏数值模拟模型库,累计覆盖石油地质储量8.2亿吨,为东部老区采收率每年提高0.3%、连续17年稳产2700万吨提供了支撑。

责编:王亭亭

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