油藏数值模拟基础

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1、油藏数值模拟基础刘月田主编石油大学(北京)石油天然气工程学院目录第一章绪论……………………………………………………………1§1.1油藏数值模拟的概念和作用…………………1§1.2油藏数值模拟研究的主要内容…………………2§1.3课程的特点、目的和要求…………………2第二章油藏渗流的基本数学模型……………………………………3§2.1数学模型的分类…………………3§2.2建立数学模型的步骤…………………3§2.3单相流的数学模型…………………4§2.4两相流的数学模型…………………6§2.5渗流数学方程的通式…………………8§2

2、.6多组分模型…………………9§2.7黑油模型…………………11§2.8定解条件…………………13第三章有限差分与差分方程…………………………………15§3.1离散化概念…………………15§3.2有限差分方法…………………15§3.3差分方程的建立…………………17§3.4差分格式的稳定性分析…………………21§3.5边界条件的处理方法…………………22§3.6差分方程组的线性化…………………23第四章线性代数方程组的数值解法…………………………………25§4.1三对角方程组的直接解法——追赶法…………………25§4.2GA

3、USS消元法和直接分解法…………………26§4.3交替方向隐式方法(ADIP)…………………32§4.4简单迭代法和Seidel迭代法…………………33§4.5松驰迭代法(SuccessiveOverRelaxation)…………………34§4.6交替方向隐式迭代方法(ADIIP)…………………36§4.7*强隐式方法…………………38§4.8迭代法和直接法的总结比较…………………44第五章单相渗流数值模拟方法………………………………………45§5.1径向渗流问题的数值模拟方法…………………45§5.2平面渗流问题的数值模拟

4、方法…………………51第六章两相渗流数值模拟方法………………………………………56§6.1两相流完整的数学模型…………………56§6.2二维两相渗流差分方程的建立…………………56§6.3两相渗流差分方程的IMPES分离解法…………………58§6.4半隐式(联立)解法…………………61§6.5IMPIMS(分离)解法…………………63§6.6边界条件的统一化处理…………………64§6.7两相渗流数模程序编制…………………65第七章现代油藏数值模拟技术及发展趋势…………………………68§7.1油藏数值模拟技术发展简介……………

5、……68§7.2现代油藏数模技术与大型数值模拟软件…………………68§7.3油藏数值模拟技术发展趋势…………………68第八章油藏数值模拟应用……………………………………………69§8.1问题分析及模型与软件的选择…………………69§8.2油藏几何参数处理与网格系统的建立…………………69§8.3地质参数的处理…………………69§8.4流体资料的处理…………………71§8.5油藏初始资料的处理…………………72§8.6生产动态资料…………………72§8.7数值模拟输出数据…………………73§8.8历史拟合与动态预测………………

6、…73第九章实用模拟软件及油藏模拟实例………………………………74第一章绪论§1.1油藏数值模拟的概念和作用一、油藏数值模拟在油气田开发中的作用油气藏存在和运动形式及其开发过程都十分复杂，包括油藏构造、岩石物性、孔隙结构、非渗透夹层等静态地层描述的复杂性，包括流体形态、性质及其与岩石的相互作用，还包括油田生产过程中油气产量、压力、温度和饱和度变化的复杂性，尤其是热力驱油、化学驱油等“三次采油”过程的复杂性。油气田开发的目的，就是排除各种复杂因素影响，克服各种困难，将地下岩石中的油气流体开采到地面，并不断降低成本，提高最终采收

7、率。经历过自喷、机械采油、注水开发、化学及热力采油等阶段，油气田采收率不断提高。油气田开发进程离不开科学技术。利用现代科技手段不断深入研究油气田、认识油气田，是提高油气田开发效益的必经之路，研究油气田开发的方法有以下几类：1．直接法如钻井、取芯、试采、试井、井组开发试验、先导开发区试验、工业化开发区试验等。其优点是：①直接、直观——看得见，摸得着；②准确——本身即客观存在，不存在人为误差。其缺点是：①成本高，周期长；②对油藏变化的不可逆性；③只能在井点或油藏局部进行。⎧物理2．模拟法⎪解析方法⎨⎧⎪数学⎨⎩⎩数值模拟（1）物

8、理模拟。如渗透率测试、相渗测试、毛管力测试、流体性质试验以及三采驱油机理试验等。其作用是：①发现微观运动规律，②验证理论和数值研究结果；其缺点是：①很难进行复杂或整体油藏研究，②成本较高，周期较长。（2）解析方法。通过数学方程组的解析解来研究其所描述的物理过程变化规律的方法。优点是：①简便