斯伦贝谢PVTi参考手册工作流程

说明1、这段翻译文字是斯伦贝谢 PVTi 参考手册教程 -Tutorial一章中第五节-PVTi 工作流程（Workflow tutorial ） 。2、标记为红色字体的，是认为翻译欠妥的文字，请查看原文。本人水平有限，文中肯定有很多不不妥和错误之处，希望广大果友批评指正，跟帖讨论 Eclipse的学习心得及经验，大家共同进步。PVTi 工作流程（workflow tutorial）该教程将逐步介绍 PVTi 的功能。注意：该教程不准备讲解 PVT 分析，但是会关注并举例说明 PVTi 的典型工作流程。每个教程分为数量不等的若干部分，为避免重复，后面的教程会用到前面的教程，所以强烈推荐你按照顺序来阅读。包括以下教程：一、流体属性预测（FPE-fluid properties estimation）34 页二、创建流体系统 37 页三、模拟实验 43 页四、实验结果与状态方程的拟合 50 页五、输出 Eclipse Black Oil PVT Tables 54 页六、将黑油模型转化成组份模型 58 页七、工作流程教程 61 页八、多相闪蒸 69 页九、输出 Eclipse Thermal model 73 页十、资料（或数据）分析与质量控制 77 页十一、排除样品污染 84 页十二、调用旧工程用于当前工程 87 页一、流体属性预测（FPE-fluid properties estimation）该节教程阐明的是如何使用 PVTi 模块进行流体属性预测（FPE-fluid properties estimation） 。该教程中的数据可按照 PVTi 标准安装路径如下：$ECL/2007.1/pvti/tutorials在使用该节教程之前，你必须先将该文件拷贝到你自己的本地文件夹中。该教程分为以下几个部分：1. 介绍 34 页2. 基本信息-Fundamentals 34 页3. 闪蒸计算 36 页4. 结论 36 页1、介绍流体属性预测能够提供一种快速查看井场所提供的 PVT 属性表的功能。饱和压力（泡点或者露点压力）连同油藏组成已经足够输入并提供快速查看功能，给予一个初始的流体性质预测以方便实验室中的全流体分析。完成该节教程的学习之后，你应该能够使用 PVTi 这个数值模拟工具来进行流体属性预测。2、基础信息-Fundamentals1、启动 PVTi（如果你不知道如何启动，请查看 31 页“启动 PVTi”） 。2、输入 FPE.PVI 作为新工程的文件名。提示：当在 PVTi 中建立一个新的、空的工程时， Fundamentals 窗口会自动打开。如果想在其它任何时候打开 Fundamentals 窗口，可选择： Edit-Fundamental。Fundamental 窗口允许你输入最少的信息是至少能创建一个完整的状态方程模型。3、点击“Enter Weight Fractions”复选框。提示：你在实验室报告中看到的摩尔百分数来源于组份的质量百分数和摩尔质量。质量百分数是实际测量的到的，可以在 PVTi 的 Fundamental 窗口中选择摩尔百分数或质量百分数。4、在 Fundamental 空白表格中单击右键，选择 “Table Import-From File”。a、导入文件： Fundamentals.txtb、在“Text Import Wizard”中选择“Ignore Records”并且设置忽略数字设置为 2（因为我们想忽略表头） 。输入完成的 Fundamental 窗口应该类似于 Table5.1Table5.1 Fundamental 窗口提示：只有输入了组份的摩尔质量，它的属性才能被定义，其他组份来源于实验数据。当然，比重也是另外一个可被选做定义组份属性的参数，如果比重不确定，能够利用关系式来计算它。5、点击“Apply” ，PVTi 加载摩尔百分数和加组份的比重6、点击“Fluid Properties Estimation（FPE）复选框” 。a、在“Temperature”窗口中输入数字 220F（华氏摄氏度） ，该温度是饱和压力（泡点或露点）所对应的温度，也是后面压力衰竭实验使用的温度。b、在“Saturation Pressure”窗口中输入数字 2800psi。提示： PVTi 模块使用这个饱和压力匹配流体模型。虽然加组份的质量是变化和不确定的，但它的质量分数却是恒定， PVTi 中饱和压力模拟是直到由状态方程预测和计算得到的饱和压力值与输入的压力值匹配才行。c、在“Maximum Pressure”窗口中输入数值 5000psi。提示：这个最高压力值是为压力衰竭实验中设置的。7、设置该工程的单位（Project Units）为油田单位制（ Field）8、点击 OK这就是拟合状态方程、恒质膨胀实验、压力衰竭实验（多次脱气或定容衰竭实验）以及分离器优化实验所需要的全部基础信息。拟合状态方程和创建实验之后，来自压力衰竭实验的默认图会为匹配流体绘制出相图。FPE 的具体使用方法，在 384 页“Fluid Properties Estimation”节中有详细介绍。9、PVTi ：Run-Simulate执行该操作后，PVTi 模块会为之前所建立工程输出一个完整的报告，包括前面所有已创建实验的结果。提示：右键打开样品结构图中其中一个实验，在弹出的下拉列表框中，选择“Report”，你能够单独查看每个实验的输出报告（结果） 。3、闪蒸计算1、在工程结构查看列表中，右击“ZI”选择“Properties Estimation（PFE） ”a、输入温度 60F 20 度b、输入压力 15psi 1.01BARc、点击 OK2、右键点击新创建的闪蒸模拟实验（Flash1） ，然后选择“Report” ，查看油藏流体在标准状态下的闪蒸计算结果。当然，你可以尝试对油藏流体进行任何闪蒸计算。提示： “Properties Estimation（ PFE） ”窗口也能用于创建其它的诸如分离器、饱和压力或者压力衰竭实验，比如其它温度的情况。4、结论流体属性预测是一个很有用的工具，尤其是在实验室流体分析不能完全匹配工程中的状态方程时。流体属性预测的全部具体的操作步骤请查阅 384 页“Properties Estimation”在流体属性预测过程中，该工程创建的是一个完整的 PVTi 工程，这就意味着具有丰富经验的使用者有机会使用其中一系列功能。同时，经验少一点的使用者也能够使用 PVTi 进行流体属性预测而不需要深厚的状态方程方法和PVT 分析知识。二、创建流体系统该节教程描述的是如何在 PVTi 模块中定义流体属性。内容包含了 PVTi 的基本功能，后面的教程是假定你已经学习了该教程，所以建议你按顺序学习。按照标准安装，提供数据的路径如下：$ECL/2007.1/pvti/tutorials在你开始该节教程之前，应按照该路径复制此文件夹到你的本地磁盘中。该节教程分为一下几个本分：1、介绍 37 页2、定义流体 37 页3、选择状态方程 39 页4、程序选项 39 页5、查看流体属性 40 页6、保存当前模板用于将来使用 41 页7、讨论 42 页1、介绍流体的 PVT 分析报告中具体包含三个实验：一个 CCE（恒质膨胀）实验、一个 DL（多次脱气）实验和一个 Bubble Point（泡点压力）实验。后面的教程会描述实验结果是怎样用于拟合实验现象（行为）的状态方程以及状态方程又是怎样产生将用于油藏数值模拟的 PVT 表格的。该节教程阐明了如何在 PVTi 中建立基本的流体属性以及如何显示、定义流体的相包络线。2、定义一个流体PVT 分析包括实验数据拟合状态方程，以及后面将该状态方程产生的 PVT表格用于油藏数值模拟器中。第一个步骤就是启动 PVTi，然后输入组份和定义流体。Table5.2 展示的是用于该教程中的组份和定义的流体。Table5.2 组份和定义的流体1、启动 PVTi（如果你不清楚如何启动，请查阅 31 页“Starting PVTi” ）2、选择 PVTi：File-New3、在文件选择窗口中输入 BLACK.PVI 作为工程名称4、点击“Open ”，在 UNIX 系统平台中点击“OK”Fundamentals 窗口已经打开，因此可以输入工程的基本信息了。1、 在“Components”列中输入 CO2、N 2、C 1 及到 C6 等组份。2、点击“Apply”按钮。3、点击“Yes”按钮，PVTi 加载程序库中的组份名称。4、按照 Table5.2 显示的数据，将摩尔百分数以及 C7+组份的数据输入到Fundamentals 窗口中，然后点击“OK” 。提示：没有摩尔质量或比重的组份是通过 PVTi 组份属性库自动定义的（详细内容参考 102 页 “Component types”） 。提示：检查组份属性可以通过选择 PVTi： Edit-Fluid Model-Components 来完成。这个窗口还能用于增加额外的组份及替换定义方法和定义组份属性。提示：通过 Fundamentals 窗口只能定义 ZI 一个样品，创建其它的样品可以通过 PVTi： Edit-Samples-Names 来完成，输入摩尔百分数可以通过PVTi： Edit-Samples-Compositions 来完成。3、选择状态方程在这个教程中，三参数 SRK（The three-parameter Soave-Redlich-Kwong equation of state， “equation of state”317 页）方程是用于拟合 37 页所定义的流体，LBC （The Lohrenz-Bray-Clark correlations， “Lohrenz-Bray-Clark”330 页）关系式是用于粘度分析。1、 PVTi：Edit-Fluid Model- Equation of state这打开的是“Equation of state and Viscosity Correlation”窗口，即打开的是“状态方程和粘度关系” 窗口。2、选择“3-parameter Soave-Redlich-Kwong” （三参数 SRK）状态方程。3、点击“OK”4、点击“OK”改变 3 参数 SRK 方程参数预设值。4、程序选项1、PVTi: Utilities | Program | Options.打开 Program Options 窗口2、设置“ Separator GOR calculation” 为“ Liquid at Stock Tank Conditions”3、设置“Temperature-dependence for volume shifts ”由“Polynomial correlations”计算(详细信息请查看 “Shift parameters“ on page 321页.)“Program Options” 应该包含以下信息:Table5.3 程序选项表4、设置“Treatment of Volume Shifts”为“Independent” 然后点击“OK”5、查看流体属性现在已经定义了流体模型，那么有两个图可供检查我们输入的流体模型。一个是各组分摩尔百分数对摩尔质量的指进图，另一个是相图1、在工程结构图中右键点击“ZI” ，并在弹出的菜单选中“Fingerprint Plot”。Figure5.1 指进图2、PVTi: View | Samples | Phase Plot.3 、在“Request Sample ZI”中输入数字 5，即 5 条等液量线。4 、点击“ OK.”Figure 5.2 相图（Phase Plot）提示：在工程结构图上，选中并拖动 “ZI”至主图形显示区域，产生仅具有 1条等液量线的预置相图。6、保存当前模板用于将来使用定义的流体样品能以RUNSPEC和SYSTEM的PVI文件输出。（这句翻译欠妥！）1 、PVTi: File | Save (Concise).2 、将文件命名为 FLUID_DEF.PVI.提示：保存完整工程可以按照 PVTi: File | Save来完成，通过这种方式可以有效地保存工程中的操作历史。对初始流体的定义以及后面进行的劈分或组合操作都一起被保存下来。如果决定选择只保存当前对工程的操作 , 那么系统保存的是当前的状态 , 毕竟我们已经进行了劈分和组合等操作。为有利于工作进度，通常最好的做法是选择 “Save”，因为这样有利于恢复以前所有的操作 。为了保存最终的流体模型，选择 Save (Concise) 选项可以保存已经完整描述过的最终流体模型。查看该文件可以 PVTi: File | Import | SYSTEM 来完成。7、讨论在该教程中，通过数据和状态方程的选择定义了一个流体。该流体为后面的 PVT 分析建立了基础数据。另外该流体模型也能应用于后续数值模拟研究以及实验结果与油藏流体性质对比。请查看 43 页“Simulating experiments”，要了解是如何拟合实验结果，请查看 50 页“Fitting an equation of state to experimental results”。经拟合匹配状态方程的流体模型产生将用于 ECLIPSE 中的 PVT 属性表，详细请查看 54 页“Exporting ECLIPSE Black Oil PVT tables” 。三、模拟实验该节教程说明的是在 PVTi 中实验是如何模拟的。该教程也讲解了 PVTi 的基本功能。后面的教程是假定你已经学习了该教程，所以建议你按顺序学习。按照标准安装，提供数据的路径如下：$ECL/2007.1/pvti/tutorials在使用该教程之前，你必须先将该文件拷贝到你自己的本地文件夹中。教程分为以下几个部分：1、介绍 43 页2、为模拟定义实验 44 页3、模拟结果绘图 46 页4、定义其它实验 46 页5、拟合所有实验 48 页6、讨论 49 页1、介绍该节教程说明是实验观测值是如何输入 PVTi，以及在之前定义的流体基础上，实验是如何拟合的。1、启动 PVTi（如果你不知道如何启动，请查看 31 页“Starting PVTi” ）2、File-Open3、打开在上一个教程中创建的 FLUID_DEF.PVI（另外，也可以打开该节教程中提供的 FLUID_CORRECT.PVI） 。设置单位（UNITS）1、Utilities | Units.2 、设置单位制为“ Field”（油田单位）3、 设置温度单位为“Fahrenheit ”（华氏摄氏度）4 、设置“Mole Fraction or Percentage” 为“Percentage”（百分数）5、设置“Absolute or Gauge Pressure” 为“Gauge”（表压）6 、点击“ OK.”2、定义模拟实验在这部分教程中，PVT实验报告中记录的实验结果将被输入到 PVTi中进行拟合. CCE 实验中的这部分数据也将输入PVTi中. 如果你没有电子表格，那么就需要你在正确恰当的地方将数据手动输入PVTi中。Table 5.4 220o F CCE实验(* 表示泡点压力)1 、PVTi: Edit | Experiments.2 、Experiment Entry: Add | Pressure Depletion | Constant Composition Expansion.提示：在 PVT 报告中，恒质膨胀或 CCE 实验通常被称为 恒质膨胀研究 ；在PVT 实验报告中多次脱气或 DL 实验也被称作 多次闪蒸实验 ；在 PVT 实验报告中多级分离器或 SEPS 实验也被称作 分离器实验 。现在“Experiment Entry”窗口显示了三个选项卡: General、Observations和Components。这三个选项卡定义实验输入表。3、 选择“ Observations” 选项卡4 、点击表格左上角的小框, 并在下拉菜单中选择“Pressure”。5 、在第二个方框的下拉菜单中选择 “Relative Vol. ”。提示：为了得到像 Table 5.4表中的表头 , 虽然数据输入的任务是很简单的。但为了将实验得到的观测值快速地输入到表格中，可以选择从 text文件或粘贴板加载数据。6 、点击“ Next ”现在表格出现了两列，“Components”已经消失，因为已经没有组份需要选择了。现在“General ” 选项卡提示选择油田流体类型和实验温度。7、 在“General”选项卡中，输入Table 5.4 中的温度 220 F。8、 选择“Observations” 选项卡。现在“Observations”选项卡显示了一个具有两列的表格，表格类似于Table 5.4。文件CCE_TABLE.TXT提供了Table 5.4中的数据。9、在表格中单击右键选择“Table Import | From file.”10、选择 CCE_TABLE.TXT 然后点击“ Open ”11 、在“Text Import Wizard” 打开“Ignore Records” 并设置忽略数字为“1”( 因为我们想忽略表头)，你会发现表格不再包含第一行。12、 点击“OK.”提示：出现错误信息 “Cannot delete rows from this table” 这是因为我们导入的表格填充的长度少于程序预置的行数。所以我们可以放心的忽略弹出的信息。13、 点击“OK ”忽略 “Cannot delete rows from this table”这条信息。现在表格所包含的信息与Table 5.4相同了。当实验完善之后，就创建了一个实验。14、点击“Next ” 创建一个实验。提示 ：现在数据结构图上出现了创建的 CCE1，实验名称旁边的星号表示实验是动态的。 CCE1实验的观察节点就是相对体积的测量。15 、点击“Close” 关闭窗口。3、模拟结果绘图1、在数据结构图上点击相对体积观察值，将它拖动到主绘图窗口中，主绘图窗口应该像Figure 5.3.Figure 5.3 结果拟合图4、定义其它实验与观测值在这部分教程中，将会定义其它实验及观测值。然后将这些观测值拟合状态方程，经拟合的状态方程将为ECLIPSE的组份模拟器产生所需的流体属性表。多次脱气实验第一个增加的是一个多次脱气实验（Table 5.5）, 如44页的“Defining experiments for simulation“Table 5.5 多次脱气实验（220 o F） (* 代表泡点压力)1、 PVTi: Edit | Experiments.2 、在“Experiment Entry”窗口中，依次点击Add | Pressure depletion | Differential Liberation.3 、在“Observations ”选项卡中 , 设置如 Table 5.5的表头: Pressure（压力）、Oil Volume Factor. （原油体积系数） 、Gas-Oil ratio（汽油比）、Vapor Z-factor（偏差因子） 、Liquid Density（流体密度）、 Gas Gravity（天然气比重）、Gas FVF（天然气体积系数）4、点击“Next ”5、 在“General”选项卡中输入温度“220 F”。文件 DL_TABLE.TXT 提供的数据如Table 5.5所示6、将文件 DL_TABLE.TXT 加载至“Observations”选项卡, 记得忽略带有表头的首行。7、点击“Next ” 创建实验。现在“Experiment Entry”窗口显示已经定义了2个实验。 定义泡点压力实验最后，将要增加一个在220F 下的泡点压力实验1 、Experiment Entry: Add | Single Point | Bubble Point.2、在“Observations” 选项卡中设置首列方框为 “Sat. Pressure” 第二列设置为“Liquid Density”。3、点击“Next ”。4、在“General”选项卡中输入温度220 o F。5 、选择“Observations” 选项卡。 6 、输入饱和压力2516.7 psi、 液体密度45.11 lb/ft 3。7 、点击“Next ” 创建实验。8 、点击“Close”5、拟合所有实验现在已经输入了所有的实验，然后总结一下，工程应该包含以下几个部分：流体定义（组份属性以及通过组份摩尔百分数定义的样品）。一个包含相对体积的恒质膨胀实验。一个包含原油的相对体积、溶解汽油比、偏差系数Z、原油密度、天然气比重和地层天然气的体积系数等参数的多次脱气实验。一个在220 o F下、包含泡点压力和液体密度的泡点压力实验。提示：哪个实验已经被定义的信息以及实验中哪个观察值已经被输入，都包含在了数据结构图中 。1、PVTi: Run | Simulate产生了一个关于所有实验的拟合报告，全都显示在“Output Display”窗口中。2、Output Display: File | Close为一个实验所有观测值作图1、PVTi: View | Observations.2、选择“Differential Liberation (DL1) ” 实验。3、点击“OK.”多次脱气实验的图形上，每个观察值的以点显示，模拟的计算值以线显示。提示：在其中一个小图上双击左键，小图切换成大图。4、检查每个图形，检查模拟器拟合数据的好坏。提示：你可以在数轴图上点击右键，并在下拉菜单中选择 “Show Edit Box”。打开 “Axis Property Editing” 窗口， 在这个窗口中改变坐标轴的属性 ,例如改变图形的单位。在下一部分，将说明通过回归拟合计算值与观察值。6、保存当前工程用于将来使用定义的流体样品能够以RUNSPEC、SYSTEM 及SIMULATE这三种PVI文件保存。1、PVTi: File | Save (concise).2、文件命名为：SIMULATE_SECTION.PVI.7、讨论在该教程例举的工程包含以下实验：恒质膨胀实验、泡点压力实验和多次脱气实验来模拟所定义的流体。使用PVTi 中图形功能（即主图形窗口和其周围小窗口中的图形）检查计算值与实验观测值的匹配性。然后流体模型就拟合好了，因为它很好地拟合了（即图形上点与线的距离达到了最小）实验观察值。（详细请查看50页“Fitting an equation of state to experimental results“）。拟合后的流体最后为ECLIPSE产生PVT属性表（具体请查看54页“Exporting ECLIPSE Black Oil PVT tables“）四、使用状态方程拟合实验数据这段教程说明的是如何利用回归的方法拟合已经定义的流体和实验数据。该段教程包含了 PVTi 的基本功能和使用技巧。 后面的教程是假定你已经学习了前面的教程，所以建议你按顺序学习。按照标准安装，提供数据的路径如下：$ECL/2007.1/pvti/tutorials然后在你开始该教程之前，你应按照该路径复制此文件夹到你的本地磁盘中。该教程分为以下几个部分：1、介绍 50页2、利用回归拟合状态方程 50页3、讨论 53页1、介绍本段教程说明了所定义流体与实验数据的拟合过程。所定义流体和实验是通过已保存的PVI文件读入的， PVTi中的回归功能用于拟合定义流体和实验数据。通过回归拟合状态方程1、启动PVTi (如果你不确定如何操作，请查看31页的 “Starting PVTi“).2、File | Open.3、打开前段教程中创建的文件SIMULATE_SECTION.PVI(或者你也可以打开文件SIMULATE_CORRECT.PVI.)提示：数据结构图上显示了打开工程的目录。2、利用回归拟合状态方程在这部分教程中，利用状态方程拟合实验观察数据产生了良好的流体代表性。进行敏感性分析，决定通过最小的变化来改变哪种流体组份的属性。将最敏感的属性经过轻微地改变来回归流体的状态方程。任何回归的第一个步骤都是决定将使用哪一个参数。按照一定的步骤，工程师能提高回归的效果。第一步是尽量使所有的回归变量具有相似的大小（这样翻译欠妥，思考一下），这样做是防止流体中一些具有不同属性的一些少的组份不按照合理的物理方法而只按照数学方法去拟合。1、在37页“Component and fluid definitions“中检查流体组份数据。提示：寻找具有小摩尔分数的组份，可以将它们合并起来，视为一个独立的回归变量，尽量使方案接近真实的物理过程。提示：众所周知， C1和 C2 的属性相差不显著。合并组份 C3、 IC4、 NC4、 IC5、 NC5 和 C6 ，将它们视为一个单独的回归变量， 但注意保持这些组份的单调性， 除了创建一个占总组成 19.5%的变量。提示：加组份 (C7+)是一个包含了 C7和更高碳数烃类的混合组份，所以它的性质很难确定。这使得加组份是一个对实验数据拟合状态方程的理想的回归变量，C7+ 是第二个回归变量。敏感性分析敏感性分析用于建立流体性质影响的观测值与模拟计算值两者之间的差异。敏感计算是为了每个实验的临界温度和压力，为两个回归变量。最后，最敏感的属性参数会被选择用于回归提示：在任何回归中，拥有几个敏感参数总是比拥有成百个不敏感参数好。总是想寻找到能被摒弃的参数（这就是所谓的空调问题-一个很难解决的病态问题this is called conditioning the problem - an ill-conditioned problem is difficult to solve）。1、PVTi: Run | Regression. 打开“Regression ”窗口。2、在“Variables ”窗口中，选择“Type of regression variables（回归变量）”的类型为“ Normal” 。3、点击“Variables ”回归变量都为每个属性编号。分别在C 3、IC 4、NC 4、IC 5、NC 5 and C6行的临界压力（Pcrit）和临界温度（Tcrit ）栏中输入数字 “1”，将这些组份合并为第一个回归变量。4、在“Select EOS parameters for regression”窗口中输入下表数据：5、“Select EOS parameters for regression”窗口的第二部分为空白。6 、点击“OK”提示： “Select EOS parameters for regression”窗口的第二部分与二元作用系数有关。7、点击“Regression panel”窗口中“Report”部分的“Regression ”按钮。在“Regression Report”窗口（如下图），提供了几个可查看回归问题的选项，旨在尽可能地检查所建立的流体模型。关于“Regression Report”窗口的具体说明，请查看130页的“Regression Report“ 。A、选择“Sensitivities”选项卡通常来说，临界压力（Pcrit）的敏感性比其它回归参数的要低一些。B、选择 “Hessian” 选项卡在主对角线矩阵中的值占主导地位，但是除了第一行的值，因为这一行的值与第一个参数临界压力（Pcrit）有关。C、选择 “Covariance” 选项卡此表中的最大值是为了临