油藏數(shù)值模擬在油藏工程課程中的應(yīng)用

胡海霞

摘 ?要：《油藏工程》是石油工程專業(yè)本科生的專業(yè)核心課程，主要課題是科學(xué)合理地開發(fā)油田。油藏數(shù)值模擬是利用計算機建立三維地質(zhì)模型來模擬實際油田的開發(fā)和預(yù)測油藏動態(tài)的一門技術(shù)。該文通過對兩者描述，可以看出，理論上，油藏數(shù)值模擬與傳統(tǒng)油藏工程的計算方法基本一致，油藏數(shù)值模擬技術(shù)類似于實際油藏開發(fā)的仿真實驗。通過教學(xué)實例說明，結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)展開油藏工程的課程教學(xué)，會使教學(xué)過程會變得更加生動、直觀，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果更好。

關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬技術(shù) ?油藏工程

中圖分類號：TE353 ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（c）-0139-02

《油藏工程》是石油工程專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，屬于該專業(yè)的核心課程。它是認識油氣藏，并運用現(xiàn)代綜合性科學(xué)技術(shù)開發(fā)油氣藏的學(xué)科。研究的主要課題是科學(xué)合理地開發(fā)油田。首先需要認識油層及其中的流體特性，然后根據(jù)目前的技術(shù)水平制訂出適合該油田的開發(fā)方案，同時還要在開發(fā)過程中對油層的動態(tài)進行分析和預(yù)測，做好油田開發(fā)方案的調(diào)整。

油藏數(shù)值模擬是利用計算機建立三維地質(zhì)模型來模擬實際油田的開發(fā)和預(yù)測油藏動態(tài)的一門技術(shù)。它在油氣田開發(fā)領(lǐng)域的作用表現(xiàn)在兩個方面：一是作為開發(fā)方案優(yōu)化及產(chǎn)能預(yù)測的工具。作為開發(fā)方案優(yōu)化是把地質(zhì)模型輸入到數(shù)值模擬的軟件之后，在油田開發(fā)的指導(dǎo)下，對開發(fā)層系、開發(fā)方式、采油速度、射孔方案等一系列開發(fā)技術(shù)政策進行優(yōu)化，對儲量、滲透率等一系列不確定性較大的參數(shù)對開發(fā)方案的影響進行敏感性分析，產(chǎn)能預(yù)測也是以此為基礎(chǔ)開展的。二是作為動態(tài)跟蹤研究、尋找剩余油的一種技術(shù)手段。通過歷史擬合以及結(jié)合生產(chǎn)動態(tài)不斷地調(diào)整對地質(zhì)的認識，使地質(zhì)模型不斷地接近于油藏的實際情況，同時尋找剩余油分布，并以此設(shè)計調(diào)整挖潛措施，并對新的調(diào)整和挖潛措施進行預(yù)測。

根據(jù)上述內(nèi)容可知，理論上，油藏數(shù)值模擬與傳統(tǒng)油藏工程的計算方法基本一致。隨著計算機科技與數(shù)值模擬軟件的發(fā)展與進步，數(shù)值模擬的功能在不斷的精進，它與傳統(tǒng)的油藏工程逐步交叉與融合，成為最先進、最便捷的工具。

筆者認為如果結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)，油藏工程這門課程的教學(xué)會變得更加生動、直觀、有效。該校學(xué)生采用的是劉德華主編的《油藏工程基礎(chǔ)》這本教材。教材中有油田開發(fā)方式的確定，油藏注水開發(fā)理論基礎(chǔ)、油藏動態(tài)分析等這些重點章節(jié)。在教學(xué)的過程中，有的問題并不難，但是學(xué)生就是不明白，就是理解不透。這不是學(xué)生思維方式的問題，也不是學(xué)生基本功的問題，主要是由這門課程的特點決定的。油藏工程是一門工程性較強的專業(yè)課，有的問題必須結(jié)合工程實際問題才能講清楚，而數(shù)值模擬技術(shù)類似于實際油藏開發(fā)的仿真實驗。所以《油藏工程》與數(shù)值模擬技術(shù)的結(jié)合，可以很好地緩解學(xué)生理論結(jié)合實際的問題。該文以典型示例說明。

1 ?油藏非均質(zhì)性數(shù)模結(jié)合教學(xué)

油藏非均質(zhì)性的概念，文字上容易理解，但整體靠想象。特別是非均質(zhì)性對油藏開發(fā)所產(chǎn)生的影響。油藏非均質(zhì)包括微觀孔隙非均質(zhì)、層內(nèi)非均質(zhì)、平面非均質(zhì)、層間非均質(zhì)。以層內(nèi)非均質(zhì)為例。層內(nèi)非均質(zhì)中韻律性對開發(fā)效果產(chǎn)生的影響較大。常規(guī)授課過程中，會講解，反韻律油藏的開發(fā)效果會比正韻律油藏開發(fā)效果好，以文字的形式加以解釋和說明，反韻律油藏從上到下滲透率逐漸減小，正韻律油藏從上到下滲透率逐漸增加。注水開發(fā)過程中，水因為本身的重力會往下流動，但滲透率大的油層更吸水，所以反韻律油藏的注水波及效果會比較好，無論是油藏靠上或者是靠下的部位都會波及。正韻律油藏，因為水的重力以及油層底部的滲透率大，所以注入水都會沿著油層底部滲透，油層頂部會產(chǎn)生較多的剩余油，開發(fā)效果較差。很顯然，講解完成之后，理解多少靠學(xué)生想象。如果加入數(shù)值模擬過程。建立其他因素相同的條件下正韻律、反韻律機理模型，模擬實際注水波及過程，最后呈現(xiàn)剩余油分布圖。具體見圖1、圖2。

2 ?注水方式數(shù)模結(jié)合教學(xué)

面積注水是目前注水開發(fā)中最實用也最常見的一種注水方式。典型的井網(wǎng)有反四點、正四點、反五點、正五點、反七點、反九點等。井網(wǎng)類型多樣，不同的地質(zhì)條件，所適用的井網(wǎng)不同。按傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)完正規(guī)井網(wǎng)，基礎(chǔ)參數(shù)的計算之后，課程內(nèi)容就完結(jié)了。但具體油藏選擇什么樣的井網(wǎng)，以及如何布井，學(xué)生都是沒有概念的。只有拿實際地質(zhì)模型來示例，具體布井展示，才能讓同學(xué)們了解，其實我們所用的井網(wǎng)并沒有我們想象的那么規(guī)則。井網(wǎng)密度，布井方式都跟具體地質(zhì)條件相關(guān)的。另外，不同的布井方式，決定了油藏的開發(fā)方案，開發(fā)方案必然存在優(yōu)劣，如果同學(xué)們通過這部分知識的學(xué)習(xí)，能運用所學(xué)知識，判斷出教師給出的具體油藏方案的優(yōu)劣，并能說出自己判斷的原因，說出優(yōu)點、缺點分別是什么。那么這部分的知識才算真正理解了。這樣理論結(jié)合實際的教學(xué)，增加了學(xué)生知識的寬度和廣度，并能對實際油藏的布井有初步的接觸。對后續(xù)知識的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

數(shù)值模擬技術(shù)在油藏工程課程中的應(yīng)用不僅僅是上述給出的兩個方面。如果課時允許，針對開發(fā)層系、油藏動態(tài)、開發(fā)指標(biāo)等很多方面都可以模擬演示。特別是如果學(xué)生能自己動設(shè)計開發(fā)方案，將所學(xué)油藏工程知識進行運用，那么這樣的學(xué)習(xí)才能更加融會貫通，對以后的工作或者學(xué)習(xí)都有較大的益處。

參考文獻

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