组分模型数值模拟入门指南.doc

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2011-11-8 18:24 上传

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我一直在考虑怎么样写组分模型数值模拟入门指南。组分模拟要涉及到状态方程（EOS）,闪蒸计算，热动力方程等理论方面的知识。在实际做组分模拟时，你并不需要完全掌握这些知识，但你至少应该有一定了解。我在后面会做一点简单的介绍，但希望大家自己化些时间去学这部分知识。我写的还是以应用为主（这部分内容可能是国内出版的数模书籍中最缺乏的），大家需要参考其他组分模拟理论方面的书籍。
做组分模拟前应该有很好的黑油模拟的基础。你应该先把黑油模拟做好以后再开始做组分模拟。在我写的过程中，我也假定你已经很好地掌握了黑油模型。涉及到黑油方面的内容时我不会做重复介绍。如果你有疑问，可以参照我以前写的黑油模拟入门指南。
关于组分模拟，大家首先会有下面一些疑问。为什么要做组分模拟？在什么情况下需要做组分模拟？组分模拟与黑油模拟有什么区别？组分模拟结果是不是一定比黑油模拟好？组分模拟用多少组分比较好？我先试着回答一下这些基本问题，然后我再介绍具体如何做组分模拟。
我们都知道，地下的流体的组成实际上是非常复杂的，可能含有成百上千的组分。地下流体以油或气相的形式存在。对于大多数油藏，我们基本上可以把地下流体分为两个组分，及油组分和气组分。油组分以油相的形式存在，气组分以气相的形式存在。两个组分会发生物质交换，及气组分会溶解到油相，油组分也会从气相挥发（油和气都不会溶解于水）。 这两个组分之间的物质交换可以用溶解油气比和（或）挥发气油比来表示。溶解油气比和挥发气油比都只是压力的函数。地下油气相的密度可以通过地面油气相的密度，溶解油气比以及体积系数来计算。油气相的体积系数也只是压力的函数。同样地下油气相的粘度也是压力的函数。这就是我们所熟悉的黑油模型。对于大多数油藏，采用这样的处理方式计算结果是有保证的。但并不是所有油藏都可以这样处理。比如凝析气藏，气藏温度很靠近临界温度，在开发过程中有许多独特的特性。在井底附近，压力低于露点压力，油相（重组分）析出而且饱和度大于临界含油饱和度，这时会发生油气两相流动。在远离井底附近，可能压力也低于露点压力，但含油饱和度低于临界含油饱和度，这时只有气相发生流动。在气藏中没有油相的析出，只是纯气相流动。所以在井底会有三个流动带，每个流动带的特性都不同。我们需要用到组分模型计算每个流动带的组分变化，是哪些组分从气相析出，析出的组分含量，这样我们可以计算出各个组分在油相和气相中的含量，从而得到油气相的饱和度，密度，粘度等属性。这样你的油气属性不像黑油模型那样只是压力的函数，在组分模型中它们同时也是组分的函数.我在后面会专门用一个章节介绍如何模拟凝析气藏，包括非达西流动，相渗曲线随流速的变化，井底附近拟压力处理等等。
另一种需要用到组分模型的情况是注气驱。对于黑油模型，任何注入气都没有区别。但实际上，不同的注入气，驱替效率不同。如果是混相驱，不同的注入气最小混相压力也不同。我们必须知道注入气的组成，才能更好的模拟驱替过程。
其他一些需要用到组分模型的情形有挥发油藏的模拟，组分分布变化显著的油气藏模拟，地层温度差别显著的油气藏以及机理性研究等。
全球估计至少百分比七十以上的数值模拟模型都是黑油模型，组分模型不多。一个制约组分模型应用的主要原因是计算时间。组分模型比黑油模型计算要慢很多。组分模型每一个时间步都要进行闪蒸计算，这部分计算可能占整个计算量的一半时间。组分越多，闪蒸计算所需要的时间越多。多一个组分，组分模型总计算时间可能会多出三倍。通常组分模型大都选用6到8个组分，不会更多。

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helloshigy

好复杂 不懂

薛岩

很好 建议收藏

chuyun205

暂时用不到

xiaoxuexue

听着挺复杂的，不过我很干兴趣