基于三维流线模拟的井间示踪剂解释方法研究

论文摘要

认清油藏非均质性的分布状况对注水开发及三次采油的设计和实施意义重大,井间示踪剂技术能有效追踪地层流体流动,并能很好的反映油藏非均质性特征,因而日益受到重视。本文详细地回顾了井间示踪剂的各种解释方法,并分析了它们的优缺点。引入了基于三维流线模拟的井间示踪剂解释方法。其基本思想是根据压力场建立起速度场,再用Pollock法在速度场的基础上建立起流线场,将三维问题分解为一系列沿流线的一维问题,求解一维饱和度方程和浓度方程,减少了网格方位和数值弥散的影响,提高了模拟精度。推导了示踪剂的一维对流扩散方程和其流线格式的一维方程。在对流线模拟理论和方法进行全面分析和研究的基础上,建立考虑示踪剂对流、吸附、纵向弥散、重力与毛管力影响的示踪剂油水两相数学模型,并应用传播时间、动态流线网格方法和算子分离技术完成对数学方程的数值求解。在流线数值模拟器的基础上开发了基于三维流线模拟的井间示踪剂解释软件,结合示踪剂数据分别计算和讨论了在均质和非均质地层情况下的流线分布特征和示踪剂浓度采出曲线特征,将示踪剂流线模拟软件计算结果与Eclipse软件进行对比,检验示踪剂流线模拟软件的可靠性和准确性。并对影响示踪剂运移规律的因素进行了平面网格加密、纵向网格加密、纵向非均质性和平面非均质性的矿场规模的敏感性分析。最后将研究成果应用于油田实际矿场,取得了较好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 井间示踪剂技术研究现状
• 1.2.2 流线数值模拟方法的发展概况
• 1.3 研究思路
• 1.4 完成的主要工作
• 第二章 示踪剂流动理论
• 2.1 井间示踪剂流动类型
• 2.2 井间示踪剂流动特性
• 2.3 井间示踪剂的对流扩散方程
• 2.3.1 一维对流扩散方程
• 2.3.2 二维对流扩散方程
• 2.3.3 三维对流扩散方程
• 第三章 示踪剂流线模拟模型建立与方法研究
• 3.1 示踪剂三维流线数值模拟方法基本思路
• 3.2 油水两相数学模型
• 3.2.1 建立油水两相流线数学模型的基本假设
• 3.2.2 基本微分方程的建立
• 3.3 压力方程求解
• 3.4 速度场网格化与流线追踪
• 3.4.1 流线真实流动速度场的建立
• 3.4.2 应用Pollock方法追踪流线
• 3.5 饱和度场处理
• 3.5.1 传播时间τ的定义
• 3.5.2 分配流线体积流量
• 3.5.3 流线模型中饱和度方程的建立
• 3.5.4 流线模型饱和度方程数值求解
• 3.6 示踪剂浓度场处理
• 3.7 流线更新
• 3.8 网格性质参数确定
• 3.8.1 含流线网格性质参数确定
• 3.8.2 无流线网格性质参数确定
• 3.8.3 含源汇项网格性质参数确定
• 第四章 示踪剂流线模拟软件的研制
• 4.1 数模一体化系统简介
• 4.2 示踪剂流线模拟系统概念模型设计
• 4.3 示踪剂流线模型的设计与开发
• 4.3.1 示踪剂流线模拟参数采集模块设计
• 4.3.2 示踪剂流线模拟的计算机模型建立
• 4.4 示踪剂流线模拟器性能验证
• 4.4.1 二维均质四分之一五点井网
• 4.4.2 二维非均质五点井网
• 4.4.3 三维均质四分之一五点井网
• 4.4.4 示踪剂产出曲线的敏感性分析
• 第五章 示踪剂流线模拟软件矿场应用
• 5.1 监测井选择
• 5.2 监测井组基本概况
• 5.3 微量元素井间示踪技术
• 5.3.1 技术简介
• 5.3.2 技术特点
• 5.3.3 示踪剂筛选
• 5.3.4 示踪剂用量设计
• 5.4 油藏模型的建立
• 5.4.1 地质构造模型的建立
• 5.4.2 储层物性模型的建立
• 5.4.3 储层流体模型的建立
• 5.4.4 生产动态模型的建立
• 5.5 产出曲线拟合
• 5.6 地层参数分析
• 5.6.1 流场分布
• 5.6.2 水驱突进方向和速度
• 5.6.3 波及体积
• 5.6.4 井间示踪突破通道参数
• 结论
• 参考文献
• 致谢