1、油藏（油藏（Petroleum Reservoir）的基本概念）的基本概念油藏：在單一圈閉中，油藏：在單一圈閉中，具有同一壓力系統的油具有同一壓力系統的油氣聚集。氣聚集。油藏是地下儲油的地質油藏是地下儲油的地質單元，上下一般具有良單元，上下一般具有良好的隔層。好的隔層。氣油水原始條件：平衡狀態原始條件：平衡狀態開發以后：動態變化開發以后：動態變化油藏數值模擬的基本概念油藏數值模擬的基本概念模擬：描述或實現油藏開發的動態變化過程（仿真）。模擬：描述或實現油藏開發的動態變化過程（仿真）。物理模擬：采油物理實體的辦法物理模擬：采油物理實體的辦法巖心試驗、單管模型、平板模型試驗等數學模擬：采用數學描述

2、的方法數學模擬：采用數學描述的方法數學模型、模型求解數值模擬（數值模擬（Numerical Simulation ）油藏數值模擬（油藏數值模擬（ Reservoir Numerical Simulation ）油藏數值模擬的基本概念油藏數值模擬的基本概念油藏數值模擬（油藏數值模擬（ Reservoir Numerical Simulation ）定義：用定義：用數值的方法數值的方法來求解來求解描述油藏中流體滲流描述油藏中流體滲流特特征的征的數學模型數學模型。涉及學科涉及學科計算機計算機應用數學應用數學油藏工程油藏工程所謂數值方法是一種近似的解法，所謂數值方法是一種近似的解法，即用離散化的方法把

3、連續函數轉變即用離散化的方法把連續函數轉變成離散函數，用計算機來求解。通成離散函數，用計算機來求解。通常用的方法有有限差分法，也可用常用的方法有有限差分法，也可用有限元法和譜分析方法，但大多使有限元法和譜分析方法，但大多使用有限差分法。而材料力學用有限用有限差分法。而材料力學用有限元法，天氣預報用譜分析方法。元法，天氣預報用譜分析方法。第一部分第一部分油藏數值模擬簡介油藏數值模擬簡介Introduction of reservoir Numerical Simulation第一節第一節油藏數值模擬在油藏數值模擬在油田開發中的作用油田開發中的作用油田開發的任務油田開發的任務油藏客觀實際的復雜性油

4、藏客觀實際的復雜性油藏描述的研究方法油藏描述的研究方法數值模擬在油田開發各階段中的作用數值模擬在油田開發各階段中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用二、油田客觀實際的復雜性二、油田客觀實際的復雜性各油田的地質條件不同各油田的地質條件不同油藏在整個開發過程中是動態變化的油藏在整個開發過程中是動態變化的油藏巖石和孔隙結構不同油藏巖石和孔隙結構不同油藏流體性質及其物性變化的復雜油藏流體性質及其物性變化的復雜油藏數值模擬在油田開發中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用三、油藏描述的研究方法三、油藏描述的研究方法直接觀察法（直接觀察法（Observation）模擬法（模擬法

5、（Simulation）油藏數值模擬在油田開發中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用直接觀察法直接觀察法鉆觀察井鉆觀察井直接測試直接測試（測井、井間地震、試井、（測井、井間地震、試井、 示蹤劑測試）示蹤劑測試）開辟生產試驗區開辟生產試驗區優點：直觀，準確優點：直觀，準確缺點：缺點：1. 有一定的局限性有一定的局限性 2. 成本高、周期長成本高、周期長 3. 不能重復進行不能重復進行油藏數值模擬在油田開發中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用模擬法模擬法物理模擬（物模）物理模擬（物模） 定性物理模擬（觀察現象，研究機理） 定量物理模擬數學模擬（數模）數學模擬（數模） 電解和電網模型 解析模型 數

6、值模型（數值模擬、油藏數值模擬）油藏數值模擬在油田開發中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用雙模的關系雙模的關系物理模擬物理模擬能保持原型的物理本質，多用于機理研究，對應滲流機理不清楚的問題十分重要。物理模擬為數學模擬提供必要的參數，并提出新的數學模型，因此物理模擬是數學模擬的基礎。數學模擬數學模擬可考慮各種復雜因素的實際問題。雙模雙模是相輔相成的，在油田開發設計和動態分析中是必不可少的工作。油藏數值模擬在油田開發中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用模擬法的優缺點模擬法的優缺點優點優點 能重復進行，即“ 多次開發” 時間短，成本低 可以模擬各種非均質情況 缺點缺點 模型有一定的假設條件，與真

7、實情況有差別 模擬需要依賴于油藏的靜、動態參數 受計算機計算能力的限制油藏數值模擬在油田開發中的作用油藏數值模擬在油田開發中的作用四、油藏數模在油田開發各階段中的作用四、油藏數模在油田開發各階段中的作用 油田開發前期油田開發前期 作規劃方案作規劃方案 油田開發初期油田開發初期 作初步方案作初步方案 油田開發中期油田開發中期 作調整方案作調整方案 油田開發后期油田開發后期 作作IOR、EOR方案方案第二節第二節油藏數值模擬的油藏數值模擬的主要內容和步驟主要內容和步驟 油藏數值模擬的主要內容油藏數值模擬的主要內容油藏數值模擬的步驟油藏數值模擬的步驟 數學模型（數學模型（Mathematical M

8、odel） 數值模型（數值模型（Numerical Model） 計算機模型（計算機模型（Computer Model）一、主要內容一、主要內容油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟 通過離散化，將連續的偏微分方程組轉換成離散的有限差分方程組，再用多種方法將非線性系數線性化，成為線性代數方程組，然后求解線性代數方程組 即建立一套描述油藏中流體滲流的偏微分方程組，包括初、邊值問題。偏微分方程組偏微分方程組線性代數方程組線性代數方程組得到壓力、飽和度等得到壓力、飽和度等有限差分方程組有限差分方程組離散化線性化解方程組1. 建立數學模型2. 建立數值模型油藏數值模擬的主要內容和步驟

9、油藏數值模擬的主要內容和步驟3. 建立計算機模型 將資料（靜、動態）的輸入，系數矩陣和常數項的形成，多種解法和結果的輸出等，編制成計算機程序。 數值模擬的關鍵是計算的精度和速度。由于計算的精度取決于離散的程度，但離散的程度又決定了計算的速度。這是一對矛盾，要根據解決問題的需要而選擇離散化程度和計算速度。油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬油藏數值模擬操作操作示意圖示意圖輸入資料模擬器計算結果實測資料歷史擬合動態預測結束相符相符修正參數不符油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟模擬工作流程模擬工作流程網格模型建立Flogrid相 態 PVTi相滲

10、和毛管壓力SCAL井史生產數據Schedule井 筒 水 動 力 VFPi試 井 分 析 Weltest地質模型建立GEOFRAME CPS3 F3D LPM P3D PETREL井史生產數據FINDER OFM 數據分析工具數據分析工具ECLIPSEFrontsimOfficeFloviz數值模擬分析歷史擬合（Simopt）項目管理數據編輯生成報告2D/3D顯示ECLIPSE Office 模型選擇（模型選擇（Select Model） 資料輸入（資料輸入（Input Data） 靈敏度試驗（靈敏度試驗（Sensitive Test） 歷史擬合（歷史擬合（History Match）動態預測

11、（動態預測（Performance Prediction）二、主要步驟二、主要步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟1. 模型選擇（模型選擇（Select Model） 根據油藏的實際情況根據油藏的實際情況 根據所要解決的問題的要求根據所要解決的問題的要求油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟2. 資料輸入（資料輸入（Input Data） 靜態資料靜態資料（地質靜態、流體高壓物性、特殊巖心分析、地質儲量地質靜態、流體高壓物性、特殊巖心分析、地質儲量） 動態資料動態資料（各生產階段的生產數據各生產階段的生產數據）3. 靈敏度試驗（靈敏度試驗（Sensit

12、ive Test） 目的目的 方法方法油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟4. 歷史擬合（歷史擬合（History Match） 歷史擬合的概念歷史擬合的概念 反問題的多解性反問題的多解性5. 動態預測（動態預測（Performance Prediction） 已知日產液，預測壓力、飽和度已知日產液，預測壓力、飽和度 已知井底流壓，預測產量、壓力、飽和度已知井底流壓，預測產量、壓力、飽和度模型與實際油藏的聯系模型與實際油藏的聯系 o 模型與實際油藏不完全一樣模型與實際油藏不完全一樣o 進行近似處理進行近似處理o 驗證數據的有效性驗證數據的有效性o 數據的調整和修改必須是合理

13、、可行的數據的調整和修改必須是合理、可行的油藏數值模擬的主要內容和步驟油藏數值模擬的主要內容和步驟第三節第三節油藏數值模擬的油藏數值模擬的發展概況和發展方向發展概況和發展方向 油藏數值模擬的發展概況油藏數值模擬的發展概況 目前幾個通用的數值模擬軟件簡介目前幾個通用的數值模擬軟件簡介 數值模擬的發展方向數值模擬的發展方向一、發展概況簡介一、發展概況簡介油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向1.1.國外發展概況國外發展概況1) 1) 發展歷史發展歷史5050年代年代 數值模擬起步數值模擬起步 19531953年美國年美國G.H.BruceG.H.Bruce等人發表了等人發

14、表了“孔隙介質中不穩定氣體滲孔隙介質中不穩定氣體滲流的計算流的計算”。6060年代年代 黑油模型黑油模型 油、氣、水三相和三組分，質量守恒。油、氣、水三相和三組分，質量守恒。7070年代初年代初 熱采模型熱采模型 蒸汽驅和火燒油層，質量守恒能量守恒。蒸汽驅和火燒油層，質量守恒能量守恒。7070年代末年代末 油、氣、水三相和多組分，質量守恒相態軟件油、氣、水三相和多組分，質量守恒相態軟件 油、氣、水三相和各種化學物質組分，質量守恒化學反應油、氣、水三相和各種化學物質組分，質量守恒化學反應80年代年代 工業性應用，向綜合性多功能模型發展工業性應用，向綜合性多功能模型發展90年代年代 工作站數值模擬

15、工作站數值模擬90年代末至今年代末至今 微機數值模擬微機數值模擬 2) SPE 七次考核文章七次考核文章1. A.S.Odeh,et 1. A.S.Odeh,et “ Comparison of Solution to a 3-D Black Oil Comparison of Solution to a 3-D Black Oil Reservoir Simulation Problem Reservoir Simulation Problem ”JPT 1981, Jan.JPT 1981, Jan.2. H.G.Weinstein J.E. Chappelear et 2. H.G.We

16、instein J.E. Chappelear et “ Second Comparative Second Comparative Solution Project: A 3-P Coning Study Solution Project: A 3-P Coning Study ”JPT 1986 ,Mar.JPT 1986 ,Mar.3. D.E.Kenyon,et.3. D.E.Kenyon,et.“ Third Comparative Solution Project: Gas Third Comparative Solution Project: Gas Cycling of Ret

17、rograde Condensate Reservoirs Cycling of Retrograde Condensate Reservoirs ” JPT 1987,Aug. JPT 1987,Aug.4. K.Aziz,et4. K.Aziz,et“ Fouth SPE Comparative Solution Project: A Comparison Fouth SPE Comparative Solution Project: A Comparison of Steam Injection Simulatorsof Steam Injection Simulators” JPT 1

18、987 Dec. JPT 1987 Dec.5. J.E. Killlough et 5. J.E. Killlough et “ Fifth Comparative Solution Project Fifth Comparative Solution Project :Evalution of Missible Flood Simulators :Evalution of Missible Flood Simulators ” SPE 16000,1987. SPE 16000,1987.6. A6. AFiroozabadi ,et Firoozabadi ,et “ Sixth SPE

19、 Comparative Solution Project : Sixth SPE Comparative Solution Project :Dual-Porosity Simulators Dual-Porosity Simulators ”JPT 1990 June.JPT 1990 June.7. L7. LNghiem ,et Nghiem ,et “ Seventh SPE Comparative Solution Project: Seventh SPE Comparative Solution Project: Modeling Horizontal Wells Reservo

20、ir SimulationModeling Horizontal Wells Reservoir Simulation” SPE 21221 ,1991. SPE 21221 ,1991.2、國內發展概況、國內發展概況1) 發展歷史 60 70年代 處于停頓狀態。 81 85年 起步階段，引進國外軟件。 86 90年 將油藏數值模擬軟件研制列為國家“ 七五”攻關項目。 91 95年 推廣使用，并繼續引進國外先進軟件。 96 至今 成立軟件中心，發展我國自己的軟件。油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向2) 取得的主要成果取得的主要成果具備一批國內、外先進軟件具備一批國

21、內、外先進軟件 黑油模型黑油模型 VIP （Western Atlas); WorkBench (SSI) 熱采模型熱采模型 STARTS (CMG) 化學驅化學驅 UTCHEM (UT）具備了研制數模軟件的各種新方法具備了研制數模軟件的各種新方法 全隱式全隱式 自適應隱式自適應隱式 隱式井底壓力隱式井底壓力 預處理共軛梯度法預處理共軛梯度法 前后處理前后處理 動態存儲分配動態存儲分配 多模型一體化多模型一體化油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向 二二. .八十年代油藏數值模擬進展八十年代油藏數值模擬進展 八十年代，油藏數值模擬已經進入工業化應用階段，隨著工業化進程

22、，八十年代，油藏數值模擬已經進入工業化應用階段，隨著工業化進程，即應用的拓寬和計算機的發展，則必然在模型、解法及前后處理等方面有較即應用的拓寬和計算機的發展，則必然在模型、解法及前后處理等方面有較大的發展。歸納起來有十個方面進展。大的發展。歸納起來有十個方面進展。模型方面模型方面 狀態方程的組分模型狀態方程的組分模型 該模型涉及到：該模型涉及到： 組分模型：組分的質量守恒方程。組分模型：組分的質量守恒方程。 狀態方程：不同壓力、溫度下的相態狀態方程：不同壓力、溫度下的相態. . 數值模擬將烴類組分的相態與地下的滲流力學問題有機地結合起來。數值模擬將烴類組分的相態與地下的滲流力學問題有機地結合起

23、來。 該模型可用于模擬：該模型可用于模擬： 凝析氣田開發；凝析氣田開發； 凝析氣田的循環注氣；凝析氣田的循環注氣； 回收氣藏中的自凝析油；回收氣藏中的自凝析油； 高收縮揮發性原油的開采；高收縮揮發性原油的開采； 注注coco2 2 或者或者N N2 2的非混相驅或近混相驅的非混相驅或近混相驅雙重介質模型雙重介質模型 該模型涉及到：該模型涉及到： 雙孔單滲模型雙孔單滲模型 雙孔雙滲模型雙孔雙滲模型 該模型可用于模擬：該模型可用于模擬： 裂縫性的碳酸鹽巖油藏裂縫性的碳酸鹽巖油藏油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向 熱采模型熱采模型 該模型涉及到：該模型涉及到： 質量守恒

24、方程質量守恒方程 能量守恒方程能量守恒方程 頂底層的熱損失頂底層的熱損失 水蒸汽性質水蒸汽性質 燃燒動力學燃燒動力學 該模型可用于模擬：該模型可用于模擬： 注蒸汽熱力采油注蒸汽熱力采油 火燒油層火燒油層油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向 聚合物驅模型聚合物驅模型 該模型涉及到：該模型涉及到： 聚合物溶液的粘度聚合物溶液的粘度 聚合物溶液被巖石的吸附聚合物溶液被巖石的吸附 聚合物溶液的降解聚合物溶液的降解 聚合物溶液引起的滲透率降低聚合物溶液引起的滲透率降低 該模型可用于模擬：該模型可用于模擬： 聚合物驅聚合物驅油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況

25、和發展方向模型解法模型解法 全隱式全隱式 70年代，采用年代，采用 IMPES 方法；方法； 半隱式半隱式 方法；方法； 80年代，推出了全隱式方法。年代，推出了全隱式方法。 IMPES方法節省時間和內存，但穩定性差；全隱式方法節省時間和內存，但穩定性差；全隱式方法穩定性最好，但增加了計算工作量；半隱式方法居中。方法穩定性最好，但增加了計算工作量；半隱式方法居中。 自適應隱式方法自適應隱式方法 該方法吸取了全隱式和該方法吸取了全隱式和IMPESIMPES方法各自的優點。既要計方法各自的優點。既要計 算穩定，又要節省計算工作量，產生了自適應隱式方法，算穩定，又要節省計算工作量，產生了自適應隱式方

26、法，即可以根據每個節點和每個時間步的具體需要來選擇其即可以根據每個節點和每個時間步的具體需要來選擇其合適的隱式程度。合適的隱式程度。 穩定性主要是由滲流方程中的非線性系數項引起的，并穩定性主要是由滲流方程中的非線性系數項引起的，并主要由飽和度引起，因此可根據一個時間步內的飽和度主要由飽和度引起，因此可根據一個時間步內的飽和度變化來確定每一個節點的隱式程度變化來確定每一個節點的隱式程度. 局部網格的加密技術局部網格的加密技術 該方法包括：該方法包括： 網格加密區域網格加密區域 網格排序網格排序 系數矩陣結構系數矩陣結構 數據管理數據管理 該方法可用于：該方法可用于： 微構造微構造 井附近井附近

27、活性劑段塞活性劑段塞油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向 線性代數方程組的解法線性代數方程組的解法預處理共軛梯度法預處理共軛梯度法 70年代年代 ，采用，采用 直接解法直接解法, 迭代解法迭代解法 80年代，采用預處理共軛梯度法年代，采用預處理共軛梯度法 直接解法占用內存多，但計算速度快；迭代解法占直接解法占用內存多，但計算速度快；迭代解法占用內存少，但由于迭代次數多，而降低計算速度。用內存少，但由于迭代次數多，而降低計算速度。 預處理共軛梯度法適用于解大型稀疏矩陣。預處理預處理共軛梯度法適用于解大型稀疏矩陣。預處理是將稀疏矩陣不完全是將稀疏矩陣不完全LU分解成近似

28、陣，然后用正交極小分解成近似陣，然后用正交極小化使迭代過程沿著最快的方向收斂。化使迭代過程沿著最快的方向收斂。油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向向量化 70年代年代 標量計算，又稱串行運算，即一個時刻內只進行一對數據標量計算，又稱串行運算，即一個時刻內只進行一對數據計算。計算。 80年代年代 可以用向量計算機進行向量計算，即一個時刻內可使兩個可以用向量計算機進行向量計算，即一個時刻內可使兩個數組內各因素同時進行計算，也可以是一個數和一個數組內的各因素同數組內各因素同時進行計算，也可以是一個數和一個數組內的各因素同時計算。時計算。 工作站前后處理 前處理：井點靜態參

29、數輸入；前處理：井點靜態參數輸入； 網格自動剖分、增減；網格自動剖分、增減； 網格數據自動形成；網格數據自動形成； 等值圖件繪制。等值圖件繪制。 后處理：后處理： 三維參數場的繪制；三維參數場的繪制； 儲量豐度圖形化；儲量豐度圖形化； 生產數據曲線和表格化。生產數據曲線和表格化。油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向三三. .九十年代油藏數值模擬進展九十年代油藏數值模擬進展 九十年代，油藏數值模擬技術的發展經歷了一次技術革命，即由傳統計算機轉變到工作站上來。工作站的發展不僅促進了數值模擬的發展，而且也促進了石油工業其它使用計算機學科（地震、測井、油藏描述）的進步。石油

30、領域不同學科對工作站的應用反過來促進了跨學科對工作站應用的聯合。 歸納起來有十個方面的進展工作站軟件一體化 80年代，工作站前后處理程序是以單獨程序出現的。它們與主模型之間的聯系僅以文件的形式出現。 90年代推出一體化軟件，使前后處理程序與主模型組合在一個軟件中，使用公共內部數據庫，數據調用方便。 如Western Atlas有六個前后處理支持模塊： Prcore 初始化預處理模塊 Prexec 主模型預處理模塊 Gridgenr 網格節點生成模塊 Plotviev 圖形處理器模塊 X/Motif 曲線、圖形模塊 3Dview 三維圖形處理器模塊油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發

31、展概況和發展方向 石油大學自行研制的油藏數值仿真系統是將油藏靜、動態參數處理、油藏井筒一體化數值模擬軟件、油藏靜動態圖象分析、油藏開發經濟評價有機組合起來能方便迅速地處理生成油藏模擬要求的各種數據，進行油氣田開發動態過程的模擬，并對各種參數場進行實時動態圖像分析的綜合系統。油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向模塊化和集成化80年代軟件大多是以單個軟件形式出現90年代多種軟件統一在一個系統中，如Western Atlas的DESKTOPVIP系統，包括： VIPEncore 黑油模型 VIPComp 組分模型 VIPTherm 熱采模型 VIPDual 裂縫模型 VI

32、PPolymer 聚合物模型油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向又如 CMG軟件，包括：IMEX 黑油模型STARTS 熱采模型GEM 組分模型WINPROP 相態模型BUILDER 前后處理油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向橫向整合 將地震解釋、測井分析、油藏工程、油將地震解釋、測井分析、油藏工程、油藏模擬等組合在一起，形成統一系統。藏模擬等組合在一起，形成統一系統。 如如Western Atlas Western Atlas 的的Wings(Wings(云氏云氏) )系統，系統，包括：包括：OASIIS OASIIS 地震解釋地震解

33、釋QUIKWELL QUIKWELL 測井分析測井分析SIGMAVIEW SIGMAVIEW 油藏描述油藏描述DESKTOPDESKTOPVIP VIP 油藏數值模擬油藏數值模擬3DKI 3DKI 三維可視化三維可視化油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向如如Work BenchWork Bench系統，系統，包括：包括：Reservoir Description Reservoir Description 油藏描述油藏描述 Well Test Analysis Well Test Analysis 試井分析試井分析Production Data Analysis P

34、roduction Data Analysis 生產數據分析生產數據分析Reservoir Simulation Reservoir Simulation 油藏模擬油藏模擬油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向 我國自行研制的石油滾動勘探開發一體化系統 PREDIS，包括：數據管理地震處理地震解釋測井分析儲層評價繪圖系統油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向網格多樣精確化網格多樣精確化 8080年代年代 矩形網格；矩形網格； 9090年代年代 多樣精確化網格。多樣精確化網格。 動態局部網格加密動態局部網格加密 雜交網格雜交網格 非正常連接非正

35、常連接 變通網格技術變通網格技術 角點網格角點網格 中垂線網格中垂線網格油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向數值解法標準化數值解法標準化 8080年代年代 預處理共軛梯度法用于五點預處理共軛梯度法用于五點 差分格式和矩陣網格的標準排列差分格式和矩陣網格的標準排列 9090年代年代 預處理共軛梯度法用于九點預處理共軛梯度法用于九點 差分格式和復雜網格系統差分格式和復雜網格系統油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向并行計算技術并行計算技術1. 并行算法并行算法區域分解法區域分解法負載平衡解法負載平衡解法2. 三個級別實現三個級別實現處理器級：提

36、高處理器（處理器級：提高處理器（CPUCPU）的計算速度的計算速度。多處理器計算機系統：若干個處理器與一個多處理器計算機系統：若干個處理器與一個 公用的共享內存子系統相連。公用的共享內存子系統相連。多計算機系統：由若干個計算機結點和一個多計算機系統：由若干個計算機結點和一個 專用的結點間進行通訊聯系。專用的結點間進行通訊聯系。油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏數值模擬的發展概況和發展方向油藏可視化系統油藏可視化系統 放大放大 旋轉旋轉 切割切割 多維顯示多維顯示水平井模擬技術水平井模擬技術井筒模型井筒模型油藏模型油藏模型井筒周圍井筒周圍 柱坐標柱坐標油藏油藏 直角坐標直角坐標水平井端部水平井

37、端部 球形坐標球形坐標把井筒水力學與油藏滲流結合起來把井筒水力學與油藏滲流結合起來三元復合驅模擬技術三元復合驅模擬技術聚合物粘度聚合物粘度多相的相對滲透率和毛管壓力多相的相對滲透率和毛管壓力界面張力界面張力殘余油飽和度殘余油飽和度水相滲透率水相滲透率下下降系數降系數表面活性劑的吸附表面活性劑的吸附聚合物的吸附聚合物的吸附各組分的擴散系數各組分的擴散系數堿耗堿耗隱式求壓力隱式求壓力顯式求組分總濃度，相濃度顯式求組分總濃度，相濃度顯式求飽和度顯式求飽和度對流、擴散引起的組分質量守恒方程對流、擴散引起的組分質量守恒方程物化參數確定物化參數確定解法解法微機化的數值模擬技術 隨著計算機技術的發展，在九十

38、年代后期，計算機的內存、CPU、硬盤和相應的操作系統均可與工作站相比。因此大部分軟件和中等規模（10萬節點）的油藏均可在微機上實現，因此數模又逐漸向微機方向發展。四四. .目前比較通用的數模軟件簡介目前比較通用的數模軟件簡介 a a、用戶界面好、用戶界面好 b b、計算穩定性強、計算穩定性強 c c、可以處理逆斷層、可以處理逆斷層 d d、模擬誤差及敏感性分析、模擬誤差及敏感性分析 e e、并行算法、并行算法 a、一體化技術 b、網格系統（可沿斷層、邊界分布網格） c、斜井和水平井處理 d、任意切剖技術 e、并行算法 3、WorkBench: USA Simbest a、計算穩定 b、圖形編輯

39、功能強 4、CMG: Canada a、熱采、水平井模擬技術五、技術水平五、技術水平1.1.系統功能強系統功能強 目前的數值模擬系統不僅能模擬常規黑油油藏，還可目前的數值模擬系統不僅能模擬常規黑油油藏，還可對干氣藏、水平井、裂縫、聚合物、示蹤劑、表面活性劑對干氣藏、水平井、裂縫、聚合物、示蹤劑、表面活性劑、熱采等進行有效地模擬。同時網格系統、局部網格加密、熱采等進行有效地模擬。同時網格系統、局部網格加密、斷層處理技術十分先進。這對于油藏類型多、構造復雜、斷層處理技術十分先進。這對于油藏類型多、構造復雜等特點十分有用。等特點十分有用。 2.2.一體化技術一體化技術 近幾年數值模擬的發展不斷與其它學科相銜