成果详情
非常规油气藏模拟器(UNCONG)的开发和应用

成果详情

在石油开发中,油藏数值模拟器处于数据分析的核心地位。油藏模拟器的作用是模拟油藏开发的动态过程,它以地质建模得到的地下压力和饱和度分布等作为初始条件、以井的控制和水体作为边界条件、以实验测量和测井等方法获得的物性数据作为参数,在地质建模得到的网格上进行离散,求解物质平衡和化学平衡方程,得到动态变化的井产量和地下流态。将模拟结果与生产数据进行历史拟合,可以反推地下的不确定性参数;在对油藏有了准确的认识后,就可以用模拟器预测产量,用以指导生产决策,配合优化方法,还可以制定经济最优的开采方式。现在,易于开采的石油资源越来越少,新油藏的开发难度不断加大,精确描述油藏的动态行为对生产起到越来越重要的作用,而计算机科学的发展也使油藏模拟所能达到的规模日益增加,油藏模拟已经成为石油开发中必不可少的环节。目前,商业模拟器可以很好地模拟传统的黑油油藏、凝析油藏和稠油油藏,以及相应的强化开采方式,如循环注水、注气驱、化学驱、蒸汽驱等,也能勉强模拟新型油藏,如煤层气、页岩气、页岩油。但新型油藏的研究也发展得十分迅速,新的机理和开采方式被不断提出,这对油藏模拟器提出了更高的要求。通常商业模拟器价格昂贵,对新油藏和新开发技术的响应缓慢,比如Schlumberger Eclipse和CMG对实验室的TOUGH2、斯坦福大学的AD-GPRS则实现了更多机理模型,但它们的效率、易用性和稳定性不及前二者;国内的商业模拟器有MONIX、Cloud等,但只能模拟常规油气藏。
        模拟页岩气需要合适的裂缝模型、气体扩散模型、流固耦合模型等要素。自主开发油藏模拟器, 可以针对特定油藏发展对应的机理模型,更加快速地响应生产需求,完整的代码所有权也使模拟器可以自由扩展,但在已有三十年以上积累的商业模拟器面前,开发出一款创新性强和可靠性高的新油藏模拟器并不容易。当前我国正大规模进入非常规油气领域,对页岩气有了近十年的尝试,取得的成效忧喜参半,对非常规油气藏的渗流机理缺乏准确的认识是造成这种现状的原因之一。油藏模拟器可以用于研究开采机理,通过对比生产数据,可以验证假设机理的正确性,这就要求新型油藏模拟器具有高度的可扩展性和一定的开放性。本项目以此为目标,以当前非常规油气模拟的需求为契机,将在北京大学工学院张东晓教授团队现有科研成果的基础上,开 发 先 进 非 常 规 油 气 模 拟 器 U N C O N G(Unconventional Oil and Gas Simulator),并实现产业化。