【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)合油藏地質(zhì)學(xué)，油藏工程學(xué)重現(xiàn)油田開發(fā)的實際過程，來解決油田實際問題。優(yōu)點：廉價，簡便，適用面廣，形象。油藏數(shù)值模擬的過程。建立數(shù)學(xué)模型；以滲流力學(xué)為基礎(chǔ)建立數(shù)值模型，即通過一組方程組，在一定的假設(shè)條件下，考慮油藏構(gòu)造形態(tài)、斷層位置、砂體分布、儲層孔滲飽等參數(shù)的變化；流體高壓物性變化；不同巖石類型；不同滲流驅(qū)替特征曲線（相滲）；井筒垂直管流等描述油藏真實的物理過程。主要包括：運動方程、狀態(tài)方程和連續(xù)方程。建立數(shù)學(xué)模型來模擬油藏內(nèi)流體的滲流特性，常用到下面的物理原理。（1）質(zhì)量守恒原理：根據(jù)質(zhì)量守恒原理，在所研究的范圍內(nèi)，流入和流出的質(zhì)量流量這差必等于該項時間控制體內(nèi)質(zhì)量積累的總和；（2）能量守恒原理：研究非等溫流體時要用能量守恒原理，但通常模型一般考慮為等溫條件下的模型；（3）達(dá)西定律：達(dá)西定律是描述流體流帶與壓力梯度之間關(guān)系的基本規(guī)律；（4）狀態(tài)方程：研究可壓縮流體和巖石時要考慮狀態(tài)方程。數(shù)學(xué)模型離散化；用離散化方法將偏微分方程組轉(zhuǎn)化為有限差分方程組，將其非線性系數(shù)線性化，得到線性方程組，然后求解。數(shù)學(xué)模型離散化主要步驟：①將滲流區(qū)域剖分成單元，然后將單元按一定順序排列；②用網(wǎng)格結(jié)點的壓力（或飽和度）等代替壓力函數(shù)（或飽和度函數(shù)）；③從微分方程出發(fā)，建立起每個網(wǎng)格結(jié)點的壓力（或飽和度）與其周圍網(wǎng)格結(jié)點的壓力（或飽和度）之間的關(guān)系式，將其線性化得到線性關(guān)系式；④把每個網(wǎng)格結(jié)點上所建立的方程和在一起，再利用定解條件，使之成為存在唯一解的方程組。⑤解這個方程組，得到各網(wǎng)格結(jié)點的未知壓力和飽和度。建立線性方程組；數(shù)學(xué)模型建立后，線性方程組的求解是油藏數(shù)值模擬方法中最核心的步驟之一，而對模型進(jìn)行數(shù)值求解的第一步是偏微分方程離散化，使之產(chǎn)生線性的或非線性的代數(shù)方程組，方程組的線性或非線性是由問題本身的性質(zhì)以及有限差分近似的性質(zhì)（系數(shù)的顯式或隱式處理），以便進(jìn)行數(shù)值計算。其方法有：有限差分法和有限單元法。求解線性代數(shù)方程組所用的方法有直接法和迭代法兩大類，直接法常用的有高斯消元法、高斯約當(dāng)降階法、Crout 分解法、主元素法、D4 方法等；迭代法常用的有交替方向隱式方法、超松弛方法、強隱式方法等。線性方程組求解；線性的偏微分方程式或者方程組可以直接求解。但油藏模擬中的多相滲流方程組常常是非線性的，即使通過有限差分近似法得到的是個非線性方程組，也可以通過線性化方法來將其轉(zhuǎn)化為線性形式，或者還可以用某種迭代的方法進(jìn)行求解。在油藏數(shù)值模擬中，常用的線性化方法有顯式方法、半隱式方法、全隱式方法等。當(dāng)前最常用的兩種求解方法是IMPES方法和NewtonRaphson 方法。在NewtonRaphson 方法中，流動方程的有限差分形式中的各項展開成當(dāng)前迭代級的各項之和，再加上一項在迭代過程中與初始未知變量有關(guān)的各項的變化量。為了計算這些變化量，必須計算方程中各項的導(dǎo)數(shù)——數(shù)值解或解析解。這些導(dǎo)數(shù)存儲在加速矩陣或Jacobian 矩陣中。編寫計算機程序。將各種數(shù)學(xué)模型的計算方法編制成計算機程序，以便用計算機進(jìn)行計算得到需要的各種結(jié)果。詳細(xì)列舉一種地質(zhì)儲量的計算方法。提示：參見教材第六章，列舉一種自己熟悉的儲量計算方法，對其涉及到的各項參數(shù)分別進(jìn)行闡述。答：油、氣儲量是油、氣油氣勘探開發(fā)的成果的綜合反應(yīng)，是發(fā)展石油工業(yè)和國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)決策的基礎(chǔ)。油田地質(zhì)工作這能否準(zhǔn)確、及時的提供油、氣儲量數(shù)據(jù)，這關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)計劃安排、油田建設(shè)投資的重大問題。油、氣儲量計算的方法主要有容積法、類比法、概率法、物質(zhì)平衡法、壓降法、產(chǎn)量遞減曲線法、水驅(qū)特征曲線法、礦場不穩(wěn)定試井法等，這些方法應(yīng)用與不同的油、氣田勘探和開發(fā)階段以及吧同的地質(zhì)條件。儲量計算分為靜態(tài)法和動態(tài)法兩類。靜態(tài)法用氣藏靜態(tài)地質(zhì)參數(shù),按氣體所占孔隙空間容積算儲量的方法,簡稱容積法。動態(tài)法則是利用氣壓力、產(chǎn)量、累積產(chǎn)量等隨時間變化的生產(chǎn)動態(tài)料計算儲量的方法,如物質(zhì)平衡法(常稱壓降法)、彈性二相法(也常稱氣藏探邊測試法)、產(chǎn)量遞法、數(shù)學(xué)模型法等等。容積法：在評價勘探中應(yīng)用最多的容積法，適用于不同勘探開發(fā)階段、不同圈閉類型、儲集類型和驅(qū)動方式的油、氣藏。容積法計算儲量的實質(zhì)是確定油（氣）在儲層孔隙中所占的體積。按照容積的基本計算公式，一定含氣范圍內(nèi)的、地下溫壓條件下的氣體積可表達(dá)為含氣面積、有效厚度。有效孔隙度和含氣飽和度的乘積。對于天然氣藏儲量計算與油藏不同，天然氣體積嚴(yán)重地受壓力和溫度變化的影響，地下氣層溫度和眼里比地面高得多，因而，當(dāng)天然氣被采出至地面時，由于溫壓降低，天然氣體積大大的膨脹（一般為數(shù)百倍）。如果要將地下天然氣體積換算成地面標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下的體積，也必須考慮天然氣體積系數(shù)。容積法是計算油氣儲量的基本方法，但主要適用與孔隙性氣藏（及油藏氣頂）。對與裂縫型與裂縫溶洞型氣藏，難于應(yīng)用容積法計算儲量。純氣藏天然氣地質(zhì)儲量計算G = h φ(1Swi)/Bgi= h φ (1Swi)Tscpi/ (T PscZi)式中，G 氣藏的原始地質(zhì)儲量，108m3。 A 含氣面積, km2。 h 平均有效厚度, m。 φ 平均有效孔隙度,小數(shù)； Swi 平均原始含水飽和度,小數(shù)； Bgi 平均天然氣體積系數(shù) Tsc 地面標(biāo)準(zhǔn)溫度，K；（Tsc = 20186。C） Psc 地面標(biāo)準(zhǔn)壓力， MPa。 （Psc = MPa） T 氣層溫度，K； pi 氣藏的原始地層壓力, MPa。 Zi 原始?xì)怏w偏差系數(shù)，無因次量。凝析氣藏天然氣地質(zhì)儲量計算Gc= Gfgfg = ng/(ng+ no)= GOR / ( GOR + 24056γo/Mo)式中，Gc 天然氣的原始地質(zhì)儲量， 108m3。 G 凝析氣藏的總原始地質(zhì)儲量，108m3。 fg 天然氣的摩爾分?jǐn)?shù)；ng 天然氣的摩爾數(shù), kmol；no 凝析油的摩爾數(shù), kmpl；GOR 凝析氣井的生產(chǎn)氣油比，m3/ m3。 γo 凝析油的相對密度。 Mo 凝析油的相對分子質(zhì)量，可由經(jīng)驗關(guān)系式確定：儲量參數(shù)的確定容積法儲量計算公式中，含氣面積、有效厚度、有效孔隙度、含油飽和度原油密度、原油體積系數(shù)、天然氣體積系數(shù)為重要的油、氣藏地質(zhì)參數(shù)確定有效儲層的關(guān)鍵,是對有效儲層的下限標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究。下限標(biāo)準(zhǔn)分為巖性、物性、含油氣性和電性“四性”標(biāo)準(zhǔn)。其中,電性標(biāo)準(zhǔn)是劃分有效儲層厚度的操作標(biāo)準(zhǔn),即通過測井多參數(shù)判別法(如孔隙度、飽和度與泥質(zhì)含量的多參數(shù)費歇爾判別法)與試油資料相結(jié)合建立的氣、水、干層判別標(biāo)準(zhǔn)。物性標(biāo)準(zhǔn)主要包括孔隙度、滲透率和原始含水飽和度3個參數(shù)。而這些參數(shù)下限只有當(dāng)轉(zhuǎn)換成電性標(biāo)準(zhǔn)后,才有廣泛的應(yīng)用價值,因為從地層中取得信息最多、且具連續(xù)性,非測井資料莫屬。在確定有效儲層下限標(biāo)準(zhǔn)時,必須重視儲層巖性、物性和孔隙結(jié)構(gòu)及裂縫發(fā)育程度對產(chǎn)氣能力的影響。當(dāng)裂縫發(fā)育時,即便是儲層基質(zhì)孔隙很低,一旦被裂縫溝通,產(chǎn)能將大大提高。這時,要合理地確定基質(zhì)孔隙的有效下限,就必須對儲層的裂縫發(fā)育程度與分布規(guī)律進(jìn)行綜合研究與描述。當(dāng)有效儲層的下限確定之后,容積法計算儲量的關(guān)鍵,是對含氣面積、有效厚度、有效孔隙度、原始含氣飽和度、原始天然氣體積系數(shù)等參數(shù)的確定。其中,最重要的參數(shù)是含氣面積、有效厚度、有效孔隙度。1)對于孔隙型或裂縫~孔隙型層狀構(gòu)造圈閉氣藏,主要是通過圈定氣水界面的方法確定含氣面積2)對于地層（巖性）—符合圈閉氣藏，由于圈閉較前一種復(fù)雜,除需要氣水界面外,還要確定巖性及地層的變化與缺失,綜合圈定氣藏含氣面積3)巖性圈閉氣藏,主要是通過地震圈定巖性邊界、試井探邊測試法確定含氣面積2 有效厚度應(yīng)以氣水界面或氣層識別為基礎(chǔ),綜合測試成果,用測井“四性”關(guān)系劃分。通常采用在整個儲集巖剖面中截去不具備產(chǎn)氣能力的部分,即得有效厚度。主要有如下方法: 1) 巖性物性分析方法:ΦSwiK、ΦSwi氣藏高度組合法、J函數(shù)法、Kh法2 )測井統(tǒng)計圖版法統(tǒng)計圖版法、參數(shù)判別法3) 測井多參數(shù)判別法:孔隙度、飽和度與泥質(zhì)含量的多參數(shù)費歇爾判別法有效孔隙度儲量計算中所用的有效孔隙度是指有效厚度層段內(nèi)的地下有效孔隙度。有效孔隙度可直接用巖心分析資料,一般要作壓實校正。也可用測井解釋確定,關(guān)鍵是要用巖心孔隙度進(jìn)行標(biāo)定,并作相關(guān)分析。測井解釋孔隙度與巖心分析孔隙度的相對誤差不得超過177。8%。裂縫~孔隙型儲層,必要時應(yīng)分別確定基質(zhì)孔隙度和裂縫、溶洞孔隙度。3 原始含氣飽和度及其他參數(shù)根據(jù)新的儲量規(guī)范,①大型以上氣藏,用測井解釋資料確定含氣飽和度時,應(yīng)有油基泥漿取心或密閉取心分析驗證,絕對誤差177。5個百分點(特殊情況除外)。②中型以上氣藏應(yīng)有實測的巖電實驗數(shù)據(jù)及合理的地層水電阻率資料。③用毛管壓力資料時,應(yīng)取得有代表性的巖心分析資料進(jìn)行J函數(shù)等處理。④裂縫~孔隙型儲層可分別確定基質(zhì)含氣飽和度和裂縫、溶洞含氣飽和度。⑤低滲透儲層水基泥漿取心分析的含水飽和度,可作為計算含氣飽和度的依據(jù)。在天然氣儲量計算中,天然氣體積系數(shù)及其他相關(guān)參數(shù),由原始地層壓力、地層溫度、原始天然氣偏差系數(shù)、地面標(biāo)準(zhǔn)壓力和標(biāo)準(zhǔn)溫度及天然氣流體性質(zhì)參數(shù)等綜合確定的,因此要在完井及試油中取全取準(zhǔn)這些相關(guān)資料。在勘探評價時期，探井較少時，不足以對儲量參數(shù)的分布進(jìn)行平面成圖或三位建模，因而主要應(yīng)用參數(shù)平均值計算儲量。而在井資料較多，特別是開發(fā)井網(wǎng)完成后，有條件研究儲量參數(shù)的平面或三維分布，應(yīng)該建立相應(yīng)的油藏地質(zhì)模型，并給予模型計算儲量，這樣可大大提高計算精度。 所謂儲量參數(shù)平面模型，是指網(wǎng)格化的儲量參數(shù)平面分布圖，即按一定的間隔將研究區(qū)劃分成眾多的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格賦予一個儲量參數(shù)值，這樣，在儲量計算中，就不是應(yīng)用計算單元的平均值計算儲量，二是按網(wǎng)格計算儲量，計算精度可大為提高。在基于二維模型的儲量計算中，要求編繪有效厚度分布圖、有效孔隙度分布圖、含油飽和度分布圖等，一般還需要編制滲透率分布圖。= N＝AihiφiSoρ/BoiN﹣﹣ 原油地質(zhì)儲量，t Ai 含油網(wǎng)格大小，m2；hi 含油網(wǎng)格大小有效厚度，m。 Φi 含油網(wǎng)格大小有效孔隙度，小數(shù)。 n 含油網(wǎng)格數(shù)So﹣﹣﹣ 平均原始含油飽和度，小數(shù)。 ρ 平均地面脫氣原油密度，g/cm3。 Boi 平均地層原油體積系數(shù)，無量綱。基于三維儲量參數(shù)計算三位模型的儲量計算是要建立三維儲量參數(shù)分布圖模型。與基于平均值和二維模型的儲量計算方法不同的是，在基于三位模型的儲量計算方法中，沒有含有面積和有效厚度的概念，而代之以有效體積，即有效含油體積。有效體積則用有效網(wǎng)格來表達(dá)，即為對工業(yè)行油流有貢獻(xiàn)的網(wǎng)格，有效網(wǎng)格可通過有效厚度截止值進(jìn)行判別。對于三位模型中的任意網(wǎng)格，若網(wǎng)格參數(shù)值大于或等于截止值則為有效網(wǎng)格，取值為以，否則為無效網(wǎng)格，取值為0。論述油氣田的各類非均質(zhì)，并提出有針對性的解決方案。