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GPTSim油藏数值模拟软件简介

GPTSim油藏数值模拟软件简介

GPTSim功能简介
GPTSim是一款基于K-值组份思想、功能强大的数值模拟软件。可模拟多种油藏类型、多种开发方式、多种井型、多种水体类型,具备重启、网格加密、井筒PVT、多相流运算等常用功能。GPTSim主要包括前处理模块、运算与监测模块和后处理模块三大模块。其核心运算与监测模块根据油藏开采方式又分为冷采模块Exodus,热采模块Exotherm,聚合物驱模块Exopolymer。前处理模块包括数字化图、历史数据输入以及前处理器,帮助用户处理数据、构建地质和流体模型、输入历史数据和井事件,最终建立数值模型。在运算主模块中,模拟器采用全隐式算法,根据模型实时的组分数自动调整运算方法,运算速度快、结果可靠,提供运行状态监测功能,用户可以实时监测运行状态和运行结果。后处理模块为用户提供丰富便捷的成图、成表、二维三维显示功能。此外GPTSim软件还提供税前经济评价功能,协助用户进行经济评价及方案优选。

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GTPSim主要特点

前处理模块

■ 有效的解决数模软件选项多、需要窗口多的特点,将主要的窗口操作界面控制在2~3个界面,使得窗口更简洁,更容易操作。

■ 操作界面全部实现汉化,对其进行流程式的操作管理,用户可轻松上手,好学易用。

■ 表单式数据输入方式,可以直接与Excel进行交互,很方便的进行复制、粘贴、数据填充以及撤销操作。

■ 参数注释功能,可详细说明参数的名称、意义、单位以及相关的算法。

软件中所有表格的顶部都给出表格各项输入的说明,极大方便用户操作。同时对表格中的列提供单位转换功能,很方便的对数值进行转换。允许不同的单位制在表格中出现,如不同的列英制单位和国际制单位可以并存。

■ 详细的说明文档和完备的视频教程,任何操作界面下按F1键能迅速跳转到本版面的帮助文档,可以更好的帮助用户理解和使用软件。

■ 丰富灵活的数据接口

DIG数据体转化:GPTSim模拟软件可以导入Landmark、EarthVision、Geographix、Surfer等软件产生的数据,转换成GPTSim前处理可接受的dig数据体。

网格数据、属性数据体、断层、网格的特殊连接和完井数据:支持GPTModel、Petrel、RMS,等软件以Eclipse数据格式输出的数据体,可转化Eclipse100模拟器的大多数关键字。

生产数据体:支持PA、OFM数据体以及CSV格式的数据体,所有表格都可以跟Excel进行交互。

■ 相渗、高压物性输入与绘图

提供Honarpour相关系数方法计算油水相渗和气液相渗,确保油水相渗曲线的准确性与圆滑。由于油水相渗和气液相渗在端点值处存在一定的关联,放在一个版面上方便对比和修改;因实验数据点不全引起的空值,表格提供自动插值的功能,确保数据的完整性;自动完成相渗曲线、高压物性曲线的绘制。

■ 根据井点数据自动插值生成网格属性,更快完成网格数据处理。通常在井点数据较多的情况下进行网格插值计算,具有一定的准确性与方便性。

■ 模型的细分层与合并

对模型提供平面上和纵向上的网格增减、细分和合并功能。有多种细分方式,如按比例细分、等厚度细分,对角点网格也可进行操作。

在平面或剖面网格上用鼠标直接拾取井位,可进行新井定义,老井射孔层位修改,并自动生成射孔数据表,弥补手工的方法定义新井和修改射孔层位的缺点。

■ 局部网格加密技术,可直接用鼠标拾取需要加密的网格,并且自动完成对加密网格各种属性的赋值。

■ 网格属性修改

可以对指定网格区域进行算术运算、多种方法填充以及网格属性的拷贝、粘贴等功能,非常方便的进行网格属性的修改。还可跟Excel交互(Excel的网格矩阵数据体直接粘贴到选定的网格区域)。下图展示了局部网格的加密功能、网格数据体的拷贝(见下图红色表示的网格属性)。网格数据的修改还可以直接用常数赋值、在原有网格属性的基础上进行基本运算、直接导入dig数据进行插值、井点数据插值和从其它网格数据体运用进行计算,该功能大大方便了历史拟合过程中对网格属性的修改。

■ 井流数据的输入与显示

井流数据是在模拟运算过程中输入的单井约束和计算条件,表单式的输入方式可以与Excel交互;前处理中的历史数据输入模块提供的计算功能可直接输出成井流数据所需的格式,并自动加载。

数模处理井流数据传统的方法是按照时间来排序,便于数模软件的读入。GPTSim提供了按照井排序的方式,方便数模工程师对数据进行查错、修改以及方案预测数据的写入。该数据输入表根据需要可以进行列标签的显示与隐藏,可输入进行自动历史拟合的参照值,还可以进行边井角井产量的自动劈分。

■ 色标可以保存和调用,使用同一色标很方便对不同层位或不同时刻网格属性进行对比。

■ 强大的数据检测功能

用户输入数据后,自动检测数据的合理性,提醒用户及时修正,提高软件使用效率。除此之外,在GPTSim运算过程中,生成详细的Debug报告。

运算与监测

该部分为GPTSim的核心程序运算部分,包括 Exodus、Exotherm、Exopolymer三个模块分别处理不同方面的油藏模拟,对其功能进行如下介绍:

Exodus功能特征

n支持多种油藏类型和多种开发方式

Exodus用冷采方式进行油藏模拟。支持多种类型的油藏,如黑油、组分、煤层气、双孔双渗等;支持多种开发方式,如注水、注气、聚合物驱、ASP三元复合驱、凝析气藏循环注气等;支持多种井类型,如直井、斜井、水平井、丛式井、鱼骨井等。

n经典算法,运行稳定

Exodus软件采用经典稳定的全隐式算法和自适应隐式算法相结合的方法,在提高运算速度的同时保证了运行的稳定性。另外,软件具有自动侦测组份数量和动态调整运算方法的功能,提高了软件的运算效率。

n支持多种网格模型,如传统的块中心网格、径向网格和角点网格,并提供多种传导率计算方法,如五点法和九点法。可进行非常规网格的处理,如断层、非临近网格连接、储层的尖灭和局部网格加密等。

n可考虑多种因素对网格属性的影响,如时间、压力、应力等因素对孔隙度、渗透率、岩石的塑变性、断层的开合和支撑剂的承压能力等方面的影响。

n多分区模型的建立

主要有油水界面、压力系统、相渗类型、原油物性、水体、报告分区输出等方面可以建立多个分区,需要保证油藏的平衡。

n多种方法处理井底到井口的压降损失,如井筒PVT方法、垂直管流计算方法(VFP)、离散化井筒压力研究。

n二维和三维水力压裂模型,为措施效果分析提供有力的理论保证。

n流动边界处理及局部模型提取

    定义流动边界后,方便在全油藏模型上切取局部模型,充分考虑边界处流体流入与流出动态,使得局部模型的计算更合理和可靠。

n自动历史拟合,提高拟合效率

通过将整个油藏划分为几个区域,然后对每个区域采用非线性回归的方法进行自动历史拟合(非线性回归变量包括孔隙度、渗透率、传导率等),各区域拟合结束后,将其组合在一起进行模拟即可进行全油田的开发指标预测。这样可快速对油藏进行模拟,对于生产井数较多且井史复杂的油藏来说,该功能的优点尤为显著。


n并行运算

可以进行多cpu并行运算。Exodus沿着某个方向或者自动将全油藏分为几个块,保证非边界处的网格与另一区块没有流体交换,cpu各自分配一块进行模拟,大大节省运行时间。

n队列式的运算管理

可以同时提交多个文件进行排队运算。在运行完前一任务的基础上,自动转到下一任务进行运算,对任务提交进行队列式管理;运行中后处理模块能进行曲线跟踪绘制。

Exotherm功能特征

Exotherm是建立在全隐式k-值组分模型思想上,专门针对热采模型设计的数值模拟软件。

n支持稠油油藏的多种开发方式


能模拟SAGD、蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、注非凝析气和VAPEX等开采过程,特别是能模拟比较复杂的火烧油层引起的多组份物理化学反应。此外还可以对黑油系统、组分系统进行非常规模拟开采。

n使用双孔双渗模型可以描述裂缝性稠油油藏。

n支持丛式井、鱼骨井等多种非常规井型。

n支持一、二、三维径向和直角坐标系统;不相邻连接、断层、尖灭、局部网格加密等复杂模型。可选五点、九点传导率计算方式。

n能够模拟非牛顿流体与非达西渗流及各种流态的压力分布。

n可以模拟水平井水平段的压降和多油管柱的生产模拟。

n岩石的热学性质和力学性质研究

盖层、油层、下伏岩层的热传递计算。由于不同温度下岩石的弹塑性对岩石孔隙度、渗透率、传导率、裂缝的开合等方面的影响。


可选源汇和离散化的井筒模型,对离散化的井筒进行温度、压力的分析。如研究水平井水平段的跟端到趾端的温度、压力的变化。

n具有严格可靠的多相流计算方法,可以显示蒸汽干度随时间的变化。

n使用多相流压力损失关系可以对井筒实现瞬态离散化模拟。

n垂直井筒热损失计算。

n油水界面、压力系统、相渗类型、原油物性等多分区模型的建立。

n局部模型提取

在大模型的基础上为便于进行井组分析以及参数的优选,可以非常方便的截取局部模型来进行分析。局部模型开采用流动边界的处理办法来模拟边界处的流体流动,避免模型边界处的压力下降迅速,真实还原了小模型的流入流出动态。

n进行自动历史拟合和并行运算。

Exopolymer功能特征

Exopolymer是一个功能强大的聚合物调驱提高石油采收率数值模拟器,具有调剖、不同分子量聚合物分质注入和混合驱油模拟功能,以及不同分子量聚合物段塞和调剖段塞任意组合驱油模拟功能。

Exopolymer模拟器驱油机理和物化现象描述非常完善,能够模拟聚合物驱和调剖过程中油藏内发生的各种复杂物理化学现象,具体为:

n物质浓度差异引起的分子扩散作用;

n运动产生的弥散作用;

n运动产生的稀释作用;

n物质的吸附损耗;

n矿化度影响;

n相粘度依赖于组成;

n聚合物的流变特征;

n渗透率下降;

n不可及孔隙体积;

n重力作用;

n不同分子量聚合物溶液混合性质;

n调剖驱油体系对水相流度的影响。

调剖过程数值模拟

在油层存在高渗透条带的情况下,水驱时注入水会沿着高渗透条带向前突进,造成水驱波及效率低;聚合物具有调剖作用,能在一定程度上抑制注入液的突进,扩大波及体积;调剖驱油能够比聚合物驱更好地抑制注入液的突进,较大幅度扩大波及体积。

不同分子量聚合物平面分质分注数值模拟

聚合物分子量和油层渗透率具有相应的匹配关系,高渗透率油层能够进入高分子量聚合物,低渗透率油层只能进入低分子量聚合物。按照聚合物分子量与油藏渗透率匹分的原则,低渗透区域只能选择低分子量聚合物,高渗透区域选择高分子量聚合物。如果不实施分质注聚,只能依据低渗透区域的渗透率选择低分子量聚合物,会造成高渗透区域得不到很好的驱替效果,采收率还有进一步提高的潜力。如果低渗透区域注低分子量聚合物,高渗透区域注高分子量聚合物,会进一步采出高渗透区域的剩余油,采收率进一步提高。

后处理模块

GTPSim后处理模块分为曲线绘图、网格绘图、三维显示、报表输出和经济评价五个模块,除了提供常规的曲线绘图功能、二维及三维显示功能外,还具有如下特点:

曲线绘图特点

提供丰富的曲线颜色、线型、曲线标记以及中文图标、标题、坐标轴标注等常用功能外,还有如下使用的曲线绘制功能:

n模拟参数的动态追踪

传统的绘图工具只有在数模运行结束后进行图表绘制和输出,而GPTSim井曲线模块,可以动态追踪模拟器运行中输出的参数。当用户观察到历史拟合目标参数偏离太远,可以提前中止模拟器的运行,修改参数,重新运算。不必等到全部运算结束即可调整参数,有效提高历史拟合的效率。

网格显示工具特点


多窗口对剖面图、三维图、井曲线图和报表进行显示。各种图形可同时显示同一时刻的各种属性,轻松实现联动;还可对比不同时刻网格属性,并具备动画放映的功能。

n自定义数据体

根据已有的网格属性数据,显示运用公式计算的数据体,如运用空隙体积数据体和饱和度数据体计算流体体积。非常方便的保存和调用用户自定义的公式。

n网格值随时间变化曲线

用鼠标选中任意网格,能够绘制随时间变化的各种网格属性值。

n绘制运行时间步长与时间关系,方便进行模型的收敛性监测。

三维显示工具特点

n剖面、切片的显示

除了常规的放大、缩小、旋转等功能外,还可以进行多角度、全方位的三维动画显示和多种格式输出。可以显示任意剖面、截面上参数随时间的动态变化以及切面沿某个方向的动态变化。

n水驱气驱前缘跟踪

支持动态饱和度追踪,方便用户观察水驱、气驱前缘移动情况。弄清前缘饱和度的基础上,对要显示的属性的范围进行定义,进行随时间变化的动态显示或切片显示。

报告文件输出特点


  n可按照时间、井号和参数三种类别分类,同时提供多种报表输出排序格式,使得结果输出更加清晰,并可以将所选格式保存为模板,方便下次调用。

经济评价功能

n提供后处理税前经济评价功能,根据产油量、产气量、注水量、钻井成本、操作成本等数据进行税前经济评价,为方案优选提供依据。

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