一种油藏黑油模型数值模拟系统

摘要

本发明涉及一种油藏黑油模型数值模拟系统，属于石油开采技术领域，其结构包括前处理子系统、串并行模拟器和后处理子系统，首先是根据油藏的地质数据、生产动态数据、流体性质数据、岩石渗流特性数据，利用系统的前处理子系统，建立地质模型、动态模型、流体模型和岩石渗流模型，进而形成数值模拟模型，然后利用系统的高效并行模拟器，进行模拟运算，再现油田的开发过程，得到不同时间的油藏模型，再利用系统的后处理模块，以可视化的形式，分析模拟运算的结果及剩余油分布，优化设计油藏进一步开发的调整方案，最后提交当前条件下的最佳方案进行现场实施。

主权项

一种油藏黑油模型数值模拟系统，包括前处理子系统、串并行模拟器和后处理子系统，其特征在于：根据前期油藏描述的成果，由前处理子系统建立油藏黑油模型数值模拟模型，然后利用串并行模拟器，进行模拟运算，再利用后处理子系统分析模拟的结果，设计优化油藏开发调整方案，最后形成文字报告和汇报多媒体，提交最佳设计方案；所述前处理子系统用于建立数值模拟模型，包括项目管理、方案管理、数据管理、模型定义、网格建立、饱和度函数、流体性质、分区设定、水体描述、动态模型建立、作业控制和输出控制12个模块，项目管理实现项目相关信息的统一组织与管理，具体包括项目建立、项目打开、保存、另存、项目删除、退出6项功能；方案管理实现项目不同研究方案的管理，具体包括新建方案、输入方案描述信息，拷贝方案、保存方案、删除方案5项功能；数据管理实现项目涉及数据的统一管理，具体包括数据输入、数据检查、数据编辑、数据显示、数据分析、数据保存、数据输出多项功能；模型定义，定义所建模型的基本信息，网格建立用于生成表征油藏地质信息的网格模型，具体包括数据加载、编辑、场图插值、网格设计、网格编辑、网格优化、网格赋值、三维图形显示多项功能；饱和度函数主要是建立岩石流体的饱和度函数及毛管压力函数；具体包括相对渗透率曲线和毛管压力曲线导入、曲线显示、曲线编辑以及曲线处理和数据输出；流体性质主要是处理分析油气水的实验分析数据，建立描述流体性质的流体模型；分区设定主要是设定不同饱和度函数、流体性质以及储量统计对应的分区；水体描述用于表征油藏的水体分布及大小；动态模型建立主要是通过油藏开发历史数据的分析与处理，建立反映油藏开发过程的动态模型；作业控制用于设置模型运算的迭代误差控制、时间步长控制；输出控制用于设置输出的内容和频率；其后处理子系统用于分析模拟结果，设计优化油藏开发方案，包括自定义参数场计算、平面视图绘制、曲线图绘制、三维立体视图绘制、油藏纵向切片图绘制、注采流线图绘制、四位一体的油藏多指标综合图绘制、油藏动静态参数定量动态描述8个模块，自定义参数场计算利用已有的常规动静态参数场进行组合计算，生成新的有地质意义的数据场，用户可自定义最多10个计算参数场；平面视图绘制具有两大特色；一是图件绘制齐全且有创新：不仅可以绘制彩色分布图、填充等值线图、等值线图、含水柱状图、累油水饼图，还可以绘制叠加等值线图；二是图件绘制参数多样：包括油藏静态数据、动态数据、原始数据及自定义场数据四类；曲线图绘制可以绘制区块及油水井的累积、瞬时曲线图，分析不同时期区块及油水井的生产状况，设置了灵活的绘图工具：一是绘图的小层、井号及参数可以任意选择；二是绘图参数的X、Y坐标可以任意选择，曲线的条数、绘图的时间段可以任意选择；三是曲线图中的字体大小、字型、曲线的线型、颜色等均可自行选择，方便了用户；三维立体视图绘制包括三维立体彩色分布图、三维立体等值线图两种图件的绘制；通过三维立体图的绘制，可以直观地反映油藏在平面和纵向上的变化特征；油藏纵向切片图绘制可以自动绘制静态数据、动态数据、原始数据及自定义场数据四类参数的油藏切片图；通过油藏切片图的绘制，可以直观地反映油藏在纵向上的变化特征，搞清每口油井钻遇的油层数、有效厚度、含油饱和度、剩余储量等基本数据，同时可以直观地描述剖面线上油藏的非均质变化特征；注采流线图绘制可以根据当前时间压力场绘制注采流线分布图，显示流体流动的方向，分析注采对应状况；根据注水流线的分布图，可以进行注采井网完善状况的判断与分析，确定哪些区域是优势流场，哪些区域是非优势流场，确定剩余油潜力范围和挖潜方向；四位一体的油藏多指标综合图绘制可以在同一微机屏幕上同时进行4种油藏地质图件的显示和对比分析，从而多角度、多方面的对油藏进行综合分析；油藏动静态参数定量动态描述把油藏储层参数和剩余油描述指标有机地结合起来，在微机上形成细化的网格数据体，全方位、多指标的对油藏动静态参数进行定量描述，并通过时间坐标的设置，实现油藏二维、三维图件的动态显示，通过不断补充数据实现对油藏的跟踪分析和数据化管理；所述串并行模拟器以数值模拟模型作为输入文件，进行模拟运算，串并行模拟器的实现包含了以下关键技术：可重叠的空间子区域划分方案、负载平衡优化设计、动态分配内存、网格重排方法、区域分解中分割数据的快速索引、加法Schwarz方法、并行解的邻域校正方法、曲面预估方法、线性方程组求解参数及方法优化、关键技术包括数据压缩通讯、压缩存储技术；这些关键技术的应用提高了模拟运算的速度，解决大规模精细数值模拟研究问题。