油藏數值模擬在油藏工程課程中的應用

胡海霞

摘 ?要：《油藏工程》是石油工程專業(yè)本科生的專業(yè)核心課程，主要課題是科學合理地開發(fā)油田。油藏數值模擬是利用計算機建立三維地質模型來模擬實際油田的開發(fā)和預測油藏動態(tài)的一門技術。該文通過對兩者描述，可以看出，理論上，油藏數值模擬與傳統(tǒng)油藏工程的計算方法基本一致，油藏數值模擬技術類似于實際油藏開發(fā)的仿真實驗。通過教學實例說明，結合數值模擬技術展開油藏工程的課程教學，會使教學過程會變得更加生動、直觀，使學生的學習效果更好。

關鍵詞：數值模擬技術 ?油藏工程

中圖分類號：TE353 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（c）-0139-02

《油藏工程》是石油工程專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，屬于該專業(yè)的核心課程。它是認識油氣藏，并運用現(xiàn)代綜合性科學技術開發(fā)油氣藏的學科。研究的主要課題是科學合理地開發(fā)油田。首先需要認識油層及其中的流體特性，然后根據目前的技術水平制訂出適合該油田的開發(fā)方案，同時還要在開發(fā)過程中對油層的動態(tài)進行分析和預測，做好油田開發(fā)方案的調整。

油藏數值模擬是利用計算機建立三維地質模型來模擬實際油田的開發(fā)和預測油藏動態(tài)的一門技術。它在油氣田開發(fā)領域的作用表現(xiàn)在兩個方面：一是作為開發(fā)方案優(yōu)化及產能預測的工具。作為開發(fā)方案優(yōu)化是把地質模型輸入到數值模擬的軟件之后，在油田開發(fā)的指導下，對開發(fā)層系、開發(fā)方式、采油速度、射孔方案等一系列開發(fā)技術政策進行優(yōu)化，對儲量、滲透率等一系列不確定性較大的參數對開發(fā)方案的影響進行敏感性分析，產能預測也是以此為基礎開展的。二是作為動態(tài)跟蹤研究、尋找剩余油的一種技術手段。通過歷史擬合以及結合生產動態(tài)不斷地調整對地質的認識，使地質模型不斷地接近于油藏的實際情況，同時尋找剩余油分布，并以此設計調整挖潛措施，并對新的調整和挖潛措施進行預測。

根據上述內容可知，理論上，油藏數值模擬與傳統(tǒng)油藏工程的計算方法基本一致。隨著計算機科技與數值模擬軟件的發(fā)展與進步，數值模擬的功能在不斷的精進，它與傳統(tǒng)的油藏工程逐步交叉與融合，成為最先進、最便捷的工具。

筆者認為如果結合數值模擬技術，油藏工程這門課程的教學會變得更加生動、直觀、有效。該校學生采用的是劉德華主編的《油藏工程基礎》這本教材。教材中有油田開發(fā)方式的確定，油藏注水開發(fā)理論基礎、油藏動態(tài)分析等這些重點章節(jié)。在教學的過程中，有的問題并不難，但是學生就是不明白，就是理解不透。這不是學生思維方式的問題，也不是學生基本功的問題，主要是由這門課程的特點決定的。油藏工程是一門工程性較強的專業(yè)課，有的問題必須結合工程實際問題才能講清楚，而數值模擬技術類似于實際油藏開發(fā)的仿真實驗。所以《油藏工程》與數值模擬技術的結合，可以很好地緩解學生理論結合實際的問題。該文以典型示例說明。

1 ?油藏非均質性數模結合教學

油藏非均質性的概念，文字上容易理解，但整體靠想象。特別是非均質性對油藏開發(fā)所產生的影響。油藏非均質包括微觀孔隙非均質、層內非均質、平面非均質、層間非均質。以層內非均質為例。層內非均質中韻律性對開發(fā)效果產生的影響較大。常規(guī)授課過程中，會講解，反韻律油藏的開發(fā)效果會比正韻律油藏開發(fā)效果好，以文字的形式加以解釋和說明，反韻律油藏從上到下滲透率逐漸減小，正韻律油藏從上到下滲透率逐漸增加。注水開發(fā)過程中，水因為本身的重力會往下流動，但滲透率大的油層更吸水，所以反韻律油藏的注水波及效果會比較好，無論是油藏靠上或者是靠下的部位都會波及。正韻律油藏，因為水的重力以及油層底部的滲透率大，所以注入水都會沿著油層底部滲透，油層頂部會產生較多的剩余油，開發(fā)效果較差。很顯然，講解完成之后，理解多少靠學生想象。如果加入數值模擬過程。建立其他因素相同的條件下正韻律、反韻律機理模型，模擬實際注水波及過程，最后呈現(xiàn)剩余油分布圖。具體見圖1、圖2。

2 ?注水方式數模結合教學

面積注水是目前注水開發(fā)中最實用也最常見的一種注水方式。典型的井網有反四點、正四點、反五點、正五點、反七點、反九點等。井網類型多樣，不同的地質條件，所適用的井網不同。按傳統(tǒng)教學，學生學習完正規(guī)井網，基礎參數的計算之后，課程內容就完結了。但具體油藏選擇什么樣的井網，以及如何布井，學生都是沒有概念的。只有拿實際地質模型來示例，具體布井展示，才能讓同學們了解，其實我們所用的井網并沒有我們想象的那么規(guī)則。井網密度，布井方式都跟具體地質條件相關的。另外，不同的布井方式，決定了油藏的開發(fā)方案，開發(fā)方案必然存在優(yōu)劣，如果同學們通過這部分知識的學習，能運用所學知識，判斷出教師給出的具體油藏方案的優(yōu)劣，并能說出自己判斷的原因，說出優(yōu)點、缺點分別是什么。那么這部分的知識才算真正理解了。這樣理論結合實際的教學，增加了學生知識的寬度和廣度，并能對實際油藏的布井有初步的接觸。對后續(xù)知識的學習奠定基礎。

數值模擬技術在油藏工程課程中的應用不僅僅是上述給出的兩個方面。如果課時允許，針對開發(fā)層系、油藏動態(tài)、開發(fā)指標等很多方面都可以模擬演示。特別是如果學生能自己動設計開發(fā)方案，將所學油藏工程知識進行運用，那么這樣的學習才能更加融會貫通，對以后的工作或者學習都有較大的益處。

參考文獻

[1] 田冷，顧岱鴻，宋廣宇，等.高等油藏工程教學方式創(chuàng)新與實踐[J].教育教學論壇，2015（21）：170-171.

[2] 田冷，張紅玲，程林松，等.高等油藏工程教學方法的創(chuàng)新與探索[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2015（3）：107-108.

[3] 劉麗，殷代印，王立軍，等.油藏工程課程研討式教學中的幾點思考[J].高教學刊，2016（4）：110-111.