組分模型數值模擬入門指南.doc

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2011-11-8 18:24 上傳

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我一直在考慮怎么樣寫組分模型數值模擬入門指南。組分模擬要涉及到狀態(tài)方程（EOS）,閃蒸計算，熱動力方程等理論方面的知識。在實際做組分模擬時，你并不需要完全掌握這些知識，但你至少應該有一定了解。我在后面會做一點簡單的介紹，但希望大家自己化些時間去學這部分知識。我寫的還是以應用為主（這部分內容可能是國內出版的數模書籍中最缺乏的），大家需要參考其他組分模擬理論方面的書籍。
做組分模擬前應該有很好的黑油模擬的基礎。你應該先把黑油模擬做好以后再開始做組分模擬。在我寫的過程中，我也假定你已經很好地掌握了黑油模型。涉及到黑油方面的內容時我不會做重復介紹。如果你有疑問，可以參照我以前寫的黑油模擬入門指南。
關于組分模擬，大家首先會有下面一些疑問。為什么要做組分模擬？在什么情況下需要做組分模擬？組分模擬與黑油模擬有什么區(qū)別？組分模擬結果是不是一定比黑油模擬好？組分模擬用多少組分比較好？我先試著回答一下這些基本問題，然后我再介紹具體如何做組分模擬。
我們都知道，地下的流體的組成實際上是非常復雜的，可能含有成百上千的組分。地下流體以油或氣相的形式存在。對于大多數油藏，我們基本上可以把地下流體分為兩個組分，及油組分和氣組分。油組分以油相的形式存在，氣組分以氣相的形式存在。兩個組分會發(fā)生物質交換，及氣組分會溶解到油相，油組分也會從氣相揮發(fā)（油和氣都不會溶解于水）。 這兩個組分之間的物質交換可以用溶解油氣比和（或）揮發(fā)氣油比來表示。溶解油氣比和揮發(fā)氣油比都只是壓力的函數。地下油氣相的密度可以通過地面油氣相的密度，溶解油氣比以及體積系數來計算。油氣相的體積系數也只是壓力的函數。同樣地下油氣相的粘度也是壓力的函數。這就是我們所熟悉的黑油模型。對于大多數油藏，采用這樣的處理方式計算結果是有保證的。但并不是所有油藏都可以這樣處理。比如凝析氣藏，氣藏溫度很靠近臨界溫度，在開發(fā)過程中有許多獨特的特性。在井底附近，壓力低于露點壓力，油相（重組分）析出而且飽和度大于臨界含油飽和度，這時會發(fā)生油氣兩相流動。在遠離井底附近，可能壓力也低于露點壓力，但含油飽和度低于臨界含油飽和度，這時只有氣相發(fā)生流動。在氣藏中沒有油相的析出，只是純氣相流動。所以在井底會有三個流動帶，每個流動帶的特性都不同。我們需要用到組分模型計算每個流動帶的組分變化，是哪些組分從氣相析出，析出的組分含量，這樣我們可以計算出各個組分在油相和氣相中的含量，從而得到油氣相的飽和度，密度，粘度等屬性。這樣你的油氣屬性不像黑油模型那樣只是壓力的函數，在組分模型中它們同時也是組分的函數.我在后面會專門用一個章節(jié)介紹如何模擬凝析氣藏，包括非達西流動，相滲曲線隨流速的變化，井底附近擬壓力處理等等。
另一種需要用到組分模型的情況是注氣驅。對于黑油模型，任何注入氣都沒有區(qū)別。但實際上，不同的注入氣，驅替效率不同。如果是混相驅，不同的注入氣最小混相壓力也不同。我們必須知道注入氣的組成，才能更好的模擬驅替過程。
其他一些需要用到組分模型的情形有揮發(fā)油藏的模擬，組分分布變化顯著的油氣藏模擬，地層溫度差別顯著的油氣藏以及機理性研究等。
全球估計至少百分比七十以上的數值模擬模型都是黑油模型，組分模型不多。一個制約組分模型應用的主要原因是計算時間。組分模型比黑油模型計算要慢很多。組分模型每一個時間步都要進行閃蒸計算，這部分計算可能占整個計算量的一半時間。組分越多，閃蒸計算所需要的時間越多。多一個組分，組分模型總計算時間可能會多出三倍。通常組分模型大都選用6到8個組分，不會更多。

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helloshigy

好復雜 不懂

薛巖

很好 建議收藏

chuyun205

暫時用不到

xiaoxuexue

聽著挺復雜的，不過我很干興趣