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CMG数模软件的应用 目录 CMG软件STARS模块简介 STARS模块主要关键字 概念模型的建立 界面及数据体 BUILDER模块地质建模实例 生产动态的处理及观察文件的生成 2 一 CMG软件简介 STARS BUILDER 3D 2D CMG可以进行常规黑油模拟 稠油热采模拟 组分模拟以及泡沫模拟 STARS模块是三维 四相 多组分 热采 蒸汽添加剂 化学驱模拟器 主画面 GEM IMEX 3 油藏模型数据体包含内容 STARS数据体 INPUT OUTPUTCONTROL 输入 输入控制 定义控制模拟器输入和输出行为的各个参数 例如 文件名 单位 out文件和SR2文件写入频率 重启文件的定义等 GRIDANDRESERVOIRDEFINITION 网格和油藏定义 这部分包括 模拟网格的定义 天然裂缝油藏选项 离散化井筒定义 基本油层岩石特性 区块选项 其他油藏特性描述 岩石压缩系数 岩石热物性参数 顶底盖层热损失系数 井筒热损失系数 水体 FLUIDANDCOMPONENTDEFINITIONS 流体和组分定义 定义组分名称 个数 相应的K值 各组分的基本参数 摩尔质量 密度 粘度 临界温度 临界压力 化学反应式等 一 CMG软件简介 4 油藏模型数据体包含内容 STARS数据体 ROCK FLUIDPROPERTIES 岩石 流体特性 定义相渗曲线 毛管压力 组分的吸附和扩散特性 泡沫的定义以及相渗插值的定义 INITIALCONDITIONS 初始条件 这部分包括 初始压力 或者参考压力及参考深度 初始温度 初始的饱和度场 或者油水界面及油气界面 WELLANDRECURRENTDATA 井定义和生产动态数据 定义井名 井位和完井层位 设置相对应的生产动态数据 NUMERICALMETHODSCONTROL 数值方法控制 这部分定义模拟器数值方法参数 时间步数 非线性迭代解法 误差控制 等温 非等温控制项 一 CMG软件简介 5 INPUT OUTPUTCONTROL 输入 输出文件名 可选 FILENAMES 建立重启文件用 错误检查的模式 可选 CHECKONLY项目的主要名称 可选 TITLE1 TITLE2 TITLE3 CASEID输入 输出单位控制 可选 INUNIT OUTUNIT质量守恒选项 可选 MASSBASIS错误信息的最大数量 可选 MAXERROR重启文件选项和最大计算步数 RESTART MAXSTEPS写入重启文件选项 可选 WRST REWINDOUT文件写入频率 可选 WPRN写入OUT文件中的信息选项 可选 OUTPRN PARTCLSIZESR2文件写入频率 可选 WSRF写入SR2文件中的信息选项 可选 OUTSRF SR2PREC SRFASCII XDR网格数组输出方向选项 可选 PRNTORIEN PRINT REF方程组求解信息输出选项 可选 OUTSOLVR模拟计算终止方式选项 可选 INTERRUPT 二 STARS模块主要关键字 6 INPUT OUTPUTCONTROL 二 STARS模块主要关键字 STARS DAT DataSet OUT Outputfile IRF IndexResultfile MRF MainResultfile Input Output Computing RRF RewindableResultFile Indicatestherewindable results file rrf towhichtherestartdataiswrittenwhenthe REWINDoptionisused 7 GRIDANDRESERVOIRDEFINITION 网格类型选项 GRID KDIRI方向网格步长 必需 DIJ方向网格步长 必需 DJK方向网格步长 必需 DK网格中心深度选项 条件 DEPTH网格顶部深度数据 条件 DTOP油层中部深度数据 条件 PAYDEPTH网格倾角数据 条件 DIP局部网格加密选项 条件 REFINE RANGE网格几何特征修正选项 可选 VAMOD VATYPE 修正部分网格的面积及体积 无效网格选项 可选 NULL离散井筒选项 条件 WELLBORE RELROUGH LAMINAR TRANSIENT CIRCWELL WELLINFO REGIME WELLWALL TUBINSUL ANNULUSWAL CASING FILM COND RANGE WBZ WBZADJ 二 STARS模块主要关键字 8 二 STARS模块主要关键字 GRIDANDRESERVOIRDEFINITION 孔隙度数据输入标志 必需 POR渗透率数据输入标志 必需 PERMI PERMJ PERMK孔隙体积修改因子 可选 VOLMOD有效厚度 可选 NETPAY净毛比 可选 NETGROSS传导率因子 可选 TRANSI TRANSJ TRANSK TRANSIJ TRANSIJ TRANSIK TRANSIK 尖灭网格输入 可选 PINCHOUT PINCHOUTARRAY断层选项 可选 FAULT FAULTARRAY门限孔隙体积 可选 PVCUTOFF 如果网格的孔隙体积小于此值 此网格将被设定为无效网格 油层分段选项 可选 SECTOR SECTORARRAY网格定义结束标志 必需 END GRID 9 二 STARS模块主要关键字 OTHERRESERVOIRDEFINITION 岩石类型 ROCKTYPE THTYPE岩石压缩系数 必需 PRPOR CPOR CTPOR CPORPD PORMAX岩石热物性参数 可选 ROCKCP THCONR THCONW THCONO THCONG THCONMIX盖底层热损失参数 可选 HLOSSPROP HLOSST HLOSSTDIFF井筒热损失参数 可选 RTI RTO RIN RCI RCO RH ETO ECI EIN EE XKE XKIN XKCM XAE DEPTH CDEPTH ANG AGD水体模型 AQUIFER AQGEOM AQH AQPERM AQCOMP AQPOR AQVISC AQRCND AQRCAP 10 FLUIDANDCOMPONENTDEFINITIONS 组分类型及名称 必需 MODEL COMPNAMEK值相关系数 KV1 KV2 KV3 KV4 KV5K值表 GASLIQKV LIQLIQKV KVTABLIM KVTABLE KVKEYCOMP摩尔质量 必需 CMM临界特性 必需 TCRIT PCRIT IDEALGAS参考条件 PRSR TEMR PSURF TSURF SURFLASH流体焓系数 CPL1 CPL2 CPL3 CPL4 CPG1 CPG2 CPG3 CPG4 HVR EV HVAPR固相特性 必需 SOLID DEN SOLID CP 二 STARS模块主要关键字 11 FLUIDANDCOMPONENTDEFINITIONS 液相标识 LIQPHASE WATPHASE OILPHASE 随后的特性参数赋值对象 液相密度 必需 MOLDEN MASSDEN MOLVOL CP CT1 CT2 GASSYLIQ液相密度非线性计算参数 DNMIXCOMP DNMIXENDP DNMIXFUNC气相粘度 AVG BVG GVISCOR液相粘度 必需 AVISC BVISC VISCTABLE XNACL液相粘度非线性计算参数 VSMIXCOMP VSMIXENDP VSMIXFUNC指定网格的粘度类型 可选 VISCTYPE VSTYPE关键化学反应方程式参数 STOREAC STOPROD FREQFAC非关键化学反应方程式参数 RENTH RPHASE RORDER EACT O2PP O2CONC RTEMLOWR RTEMUPR 二 STARS模块主要关键字 12 ROCK FLUIDPROPERTIES Rock Fluid数据起始标志 必需 ROCKFLUID岩石类型数据 RPT KRTYPE RTYPE插值参数 INTCOMP界面张力数据 INTLIN INTLOG IFTTABLE泡沫插值参数 FMSURF FMCAP FMOIL FMGCP FMOMF FMMOB EPSURF EPCAP EPOIL EPGCP EPOMF 二 STARS模块主要关键字 13 ROCK FLUIDPROPERTIES 插值序号及参数 KRINTERP DTRAPW DTRAPN WCRV OCRV GCRV SCRV水油相渗数据表 SWT气液相渗数据表 SLT相渗临界点 SWR SORW SGR SORG SWRG KRWRO KROCW KRGCW PCWEND PCGEND相渗临界点随时间的变化数据 KRTEMTAB组分弥散系数 DISPI WAT DISPJ WAT DISPK WAT DISPI OIL DISPJ OIL DISPK OIL DISPI GAS DISPJ GAS DISPK GAS吸附组分函数 ADSCOMP ADSLANG ADSTABLE依赖于岩石性质的吸附数据 ADSROCK ADMAXT ADRT PORFT RRFT ADSTYPE 二 STARS模块主要关键字 14 INITIALCONDITIONS 初始条件输入标识 必需 INITIAL垂向平衡输入标识 可选 VERTICAL REFPRES REFDEPTH REFBLOCK原始地层压力及温度 PRES TEMP原始饱和度 SW SO SG DWOC DGOC原始各相的摩尔分数 MFRAC WAT MFRAC OIL MFRAC GAS PBC原始固相浓度 CONC SLD 二 STARS模块主要关键字 15 NUMERICALMETHODSCONTROL 数值控制输入标志 可选 NUMERICAL最大时间步长 可选 DTMAX数值模型算法选项 可选 TFORM ISOTHERMAL每时步变量的正常变化量 可选 NORM松弛选项 可选 CONVERGE MATBALTOL最大牛顿迭代次数 可选 NEWTONCYC低松弛选项 可选 UNRELAX上游权计算选项 可选 UPSTREAM线性解法的收敛精度 可选 PRECC最大正交化次数 可选 NORTH网格块的求解排序 可选 SORDER最大迭代次数 可选 ITERMAX自适应隐式求解方法 可选 AIM回流关闭开关 可选 BAKFLOSW压力和温度的限制值 可选 MINPRES MAXPRES MINTEMP MAXTEMP每时步最大相转变次数 可选 PVTOSCMAX 二 STARS模块主要关键字 16 WELLANDRECURRENTDATA 井和动态数据输入标识 必需 RUN模拟参考时间 TIME DATE DTWELL井定义标识 必需 WELL井组定义 可选 GROUP GROUPWT井类型定义 必需 PRODUCER INJECTOR SHUTIN OPEN注入蒸汽特性参数 TINJW QUAL PINJW TINJOV HEATLOSS注入相的含量 INCOMP井控制选项 必需 OPERATE控制条件转换开关 可选 CONSTRNCHK井监测选项 可选 MONITOR井筒几何特征 条件 GEOMETRY井的完井层位 条件 PERF垂直井的完井层位 条件 PERFV加密网格完井层位 条件 PERFRG改变井动态数据选项 ALTER模拟终止标志 必需 STOP 二 STARS模块主要关键字 17 三 概念模型的建立 概念模型的基本参数 数值模拟网格系统为20 20 10 DI及DJ为10m DK为5m 18 三 概念模型的建立 界面建模流程1 Builder模块的启动 点击此处选择目标区域 19 三 概念模型的建立 界面建模流程1 Builder模块的启动 在目标文件夹下双击此处打开Builder模块 选定的目标文件夹 20 三 概念模型的建立 界面建模流程1 Builder模块的启动 选择模拟器为STARS 选择使用国际单位 模拟开始的时间 点击确定 21 三 概念模型的建立 界面建模流程1 Builder模块的启动 输入输出控制模块 油藏性质 流体及组分定义 岩石流体性质 初始化模块 数值控制 井模型 22 三 概念模型的建立 界面建模流程2 输入输出控制 输入 输出文件名 可选 FILENAMES错误检查的模式 可选 CHECKONLY项目的主要名称 可选 TITLE1 TITLE2 TITLE3 CASEID输入 输出单位控制 可选 INUNIT OUTUNIT质量守恒选项 可选 MASSBASIS错误信息的最大数量 可选 MAXERROR重启文件和最大计算步数 RESTART MAXSTEPS写入重启文件选项 可选 WRST REWINDOUT文件写入频率 可选 WPRNOUT文件信息选项 可选 OUTPRN PARTCLSIZESR2文件写入频率 可选 WSRFSR2文件信息 可选 OUTSRF SR2PREC SRFASCII网格数组输出方向 可选 PRNTORIEN PRINT REF方程组求解信息输出 可选 OUTSOLVR模拟计算终止方式 可选 INTERRUPT 23 三 概念模型的建立 界面建模流程2 输入输出控制 点击 TITLE1 TITLE2 TITLE3 CASEID 24 三 概念模型的建立 界面建模流程2 输入输出控制 点击 25 三 概念模型的建立 界面建模流程2 输入输出控制 26 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 网格类型选项 必需 GRID KDIRI方向网格维数 必需 DIJ方向网格维数 必需 DJK方向网格维数 必需 DK网格中心深度选项 条件 DEPTH网格顶部深度数据 条件 DTOP油层中部深度数据 条件 PAYDEPTH网格倾角数据 条件 DIP局部网格加密选项 条件 REFINE RANGE网格几何特征修正选项 可选 VAMOD VATYPE无效网格选项 可选 NULL 27 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 孔隙度数据 必需 POR渗透率数据 必需 PERMI PERMJ PERMK孔隙体积修改因子 可选 VOLMOD有效厚度 可选 NETPAY净毛比 可选 NETGROSS传导率因子 可选 TRANSI TRANSJ TRANSK尖灭网格输入 可选 PINCHOUT PINCHOUTARRAY断层选项 可选 FAULT FAULTARRAY门限孔隙体积 可选 PVCUTOFF油层分段选项 可选 SECTOR SECTORARRAY网格定义结束标志 必需 END GRID 28 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 岩石类型 必需 ROCKTYPE THTYPE岩石压缩系数 必需 PRPOR CPOR CTPOR CPORPD 岩石热物性参数 可选 ROCKCP THCONR THCONW THCONO THCONG 盖底层热损失参数 可选 HLOSSPROP HLOSST HLOSSTDIFF井筒热损失参数 可选 RTI RTO RIN RCI RCO RH 水体模型 可选 AQUIFER AQGEOM AQH AQPERM 岩石及流体的热物性参数热采模型的基本参数 29 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 本模型选用变深度 厚度网格 30 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 点击 31 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 32 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 33 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 如左图所示 输入顶深 仅第一层 网格厚度 孔隙度等参数 34 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 如左图所示 输入渗透率 I方向和J方向 在输入K方向的渗透率时 我们在网格处右击 如图所示 35 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 K方向的渗透率为I方向的0 1倍 36 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 如左图所示 输入净毛比 一般情况下 采用净毛比而不是油藏的有效厚度 37 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 点击此处进行计算 38 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 点击此处查看3D视图 39 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 点击此处查看各参数值 40 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 41 三 概念模型的建立 界面建模流程3 油藏定义 输入岩石的参考压力和压缩系数 42 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 组分类型及名称 必需 MODEL COMPNAMEK值相关系数 可选 KV1 KV2 KV3 KV4 KV5摩尔质量 必需 CMM临界特性 必需 TCRIT PCRIT IDEALGAS参考条件 可选 PRSR TEMR PSURF TSURF流体焓系数 可选 CPL1 CPL2 CPL3 CPL4 CPG1 固相特性 必需 SOLID DEN SOLID CP液相标识 可选 LIQPHASE WATPHASE OILPHASE液相密度 必需 MOLDEN MASSDEN MOLVOL CP CT1气相粘度 可选 AVG BVG GVISCOR液相粘度 必需 AVISC BVISC VISCTABLE XNACL指定网格的粘度类型 可选 VISCTYPE VSTYPE 43 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 44 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 45 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 添加水组分的相关定义 46 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 临界压力 临界温度 摩尔质量 给组分指定相 同样的方式添加油组分 47 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 组分密度和压缩系数 48 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 液相粘度 49 三 概念模型的建立 界面建模流程4 流体及组分定义 参考压力 温度及地面的压力和温度 50 三 概念模型的建立 界面建模流程5 岩石流体性质 Rock Fluid数据起始标志 必需 ROCKFLUID岩石类型数据 可选 RPT KRTYPE RTYPE插值参数 可选 INTCOMP界面张力数据 可选 INTLIN INTLOG IFTTABLE插值序号及参数 可选 KRINTERP DTRAPW DTRAPN水油相渗数据表 必需 SWT气液相渗数据表 可选 SLT相渗临界点 可选 SWR SORW SGR SORG SWRG KRWRO KROCW KRGCW PCWEND PCGEND相渗临界点随时间的变化 可选 KRTEMTAB组分弥散系数 可选 DISPI WAT DISPJ WAT DISPK WAT 吸附组分函数 可选 ADSCOMP ADSLANG ADSTABLE依赖于岩石性质的吸附数据 可选 ADSROCK ADMAXT ADRT PORFT RRFT ADSTYPE 51 三 概念模型的建立 界面建模流程5 岩石流体性质 52 三 概念模型的建立 界面建模流程5 岩石流体性质 RPT编号 53 三 概念模型的建立 界面建模流程5 岩石流体性质 相渗曲线 54 三 概念模型的建立 界面建模流程6 初始化 初始条件输入标识 必需 INITIAL垂向平衡输入标识 可选 VERTICAL REFPRES REFDEPTH 原始地层压力及温度 必需 PRES TEMP原始饱和度 必需 SW SO SG DWOC DGOC原始各相的摩尔分数 可选 MFRAC WAT MFRAC OIL MFRAC GAS原始固相浓度 可选 CONC SLD 55 三 概念模型的建立 界面建模流程6 初始化 56 三 概念模型的建立 界面建模流程6 初始化 温度和饱和度 枚举时 的初始化部位比较特殊 其初始化部位在油藏定义的部分 57 三 概念模型的建立 界面建模流程7 数值控制 数值控制输入标志 可选 NUMERICAL最大时间步长 可选 DTMAX数值模型算法选项 可选 TFORM ISOTHERMAL每时步变量的正常变化量 可选 NORM松弛选项 可选 CONVERGE MATBALTOL最大牛顿迭代次数 可选 NEWTONCYC低松弛选项 可选 UNRELAX线性解法的收敛精度 可选 PRECC最大正交化次数 可选 NORTH网格块的求解排序 可选 SORDER最大迭代次数 可选 ITERMAX自适应隐式求解方法 可选 AIM回流关闭开关 可选 BAKFLOSW压力和温度的限制值 可选 MINPRES MAXPRES MINTEMP MAXTEMP每时步最大相转变次数 可选 PVTOSCMAX 58 三 概念模型的建立 界面建模流程7 数值控制 数值控制 59 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 井和动态数据输入标识 必需 RUN模拟参考时间 必需 TIME DATE DTWELL井定义标识 必需 WELL井组定义 可选 GROUP GROUPWT井类型定义 必需 PRODUCER INJECTOR SHUTIN OPEN注入蒸汽特性参数 必需 TINJW QUAL井控制选项 必需 OPERATE控制条件转换开关 可选 CONSTRNCHK井监测选项 可选 MONITOR井筒几何特征 条件 GEOMETRY井的完井层位 条件 PERF垂直井的完井层位 条件 PERFV加密网格完井层位 条件 PERFRG改变井动态数据选项 条件 ALTER模拟终止标志 必需 STOP 60 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 计算的初始时间步是在井及动态定义部分 但是其定义的位置比较特殊 在数值控制部分 61 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 增加一口新井 62 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 更改井名 63 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 根据井的位置给定井的分流量 64 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 对于生产井 一般首先控制最大的产液量 然后控制最小的井底流压 65 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 定义注入井 给定分流量 66 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 对于注入井 一般首先控制最大的注入量 然后控制最大的注入压力 67 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 注入相为水相 注入相的组分劈分系数 注入温度和注入干度 68 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 对定义的井进行完井射孔等操作 69 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 70 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 通过点击的进行射孔操作 71 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 对生产井进行同样的操作 72 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 为定义的井添加生产动态 73 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 添加生产历史 74 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 设定模拟的终止时间 75 三 概念模型的建立 界面建模流程8 井及生产动态定义 保存文件 76 三 概念模型的建立 数据体文件1 输入输出控制 INUNIT缺省为SI 国际单位 OUTUNIT缺省与INUNIT一致 77 三 概念模型的建立 数据体文件1 输入输出控制 控制写入模拟结果文件 78 三 概念模型的建立 数据体文件2 油藏定义 渗透率 孔隙度 静毛比 油藏顶深 仅给出第1层 网格系统 网格步长 79 三 概念模型的建立 数据体文件2 油藏定义 参考压力及压缩系数 80 三 概念模型的建立 数据体文件3 流体组分定义 组分定义 81 三 概念模型的建立 数据体文件3 流体组分定义 82 三 概念模型的建立 数据体文件3 流体组分定义 液相粘度 参考压力及参考温度 地面压力及地面温度 83 三 概念模型的建立 数据体文件4 岩石流体性质 油水相渗曲线 气液相渗曲线 84 三 概念模型的建立 数据体文件4 岩石流体性质 85 三 概念模型的建立 数据体文件5 初始化定义 垂向平衡 86 三 概念模型的建立 数据体文件6 数值控制 87 三 概念模型的建立 数据体文件7 井和动态数据 88 三 概念模型的建立 数据体文件7 井和动态数据 89 三 概念模型的建立 数据体文件7 井和动态数据 修正第一控制条件 90 三 概念模型的建立 数据体文件7 井和动态数据 91 四 BUILDER模块地质建模实例 地质建模实例1 研究区域概况 古城油田泌浅10区块位于古城油田西北部 构造主要是受北部和西部两条正断层控制的鼻状构造 西部有一条逆断层将断块分割成东西两部分 东区地层趋于单斜形式 倾角11 16 西区为一特征明显与逆断层伴生的牵引构造 古城油田泌浅10区从1986年6月开始蒸汽吞吐试采 1989年投入大规模开发 至今已经历了20多年的开发历程 92 四 BUILDER模块地质建模实例 地质建模实例1 研究区域概况 目前存在的主要问题是 蒸汽吞吐进入中 高周期开采阶段 吞吐周期数高 吞吐效果变差 据统计 目前泌浅10区 3油组油井平均吞吐7个周期 6个周期以上井数32口 占总井数的46 其中10周期以上的井数占总井数的25 已进入蒸汽吞吐中高周期开采阶段 油汽比降低 目前周期产油66吨 周期单井日产油水平仅0 5吨 油汽比0 12 继续蒸汽吞吐开采 难以保持稠油的持续稳产 需进行开发方式转换 进一步提高稠油油藏采收率 目前 3油组油井低效井多 生产效果差 目前生产 3油组油井41口井 其中关井9口 占总井数的22 低效井29口 占总井数的71 目前开井的32口井 日产水平仅12 7吨 平均单井日产水平仅0 4吨 依靠蒸汽吞吐开采提高采收率难度很大 93 四 BUILDER模块地质建模实例 地质建模实例1 研究区域概况 H3VI31 94 四 BUI