包邮油气藏数值模拟基本原理

1 绪论1.1 简介1.2 油藏数值模拟的必要性1.3 传统模拟方法1.3.1 类比法1.3.2 实验法1.3.3 数学方法1.4 油藏模拟方法1.4.1 数值模型1.4.2 油藏模型的划分1.4.3 典型的油藏模拟研究步骤1.4.4 油气藏数值模拟的应用1.5 油气藏数值模拟发展概述1.5.1 油气藏数值模拟发展回顾1.5.2 油气藏数值模拟技术发展现状1.5.3 油气藏数值模拟应用发展现状2 基本流动方程的建立2.1 引言2.2 质量守恒定律2.3 达西定律2.4 不同流动几何空间的连续性方程2.5 义单相基本流动方程的推导2.5.1 直角坐标系中的流动方程2.5.2 柱坐标系中的流动方程2.5.3 单相基本流动方程的简化2.6 多相多组分流动方程的推导2.6.1 多相流系统一般流动方程2.6.2 基础流动系统的流动模型2.6.3 多组分渗流基本流动方程2.7 定解条件2.7.1 边界条件2.7.2 初始条件3 流动方程的有限差分近似方法3.1 引言3.2 有限差分方法3.2.1 有限差分算子3.2.2 导数和有限差分符号的关系3.3 有限差分网格的建立和网格性质3.3.1 块中心网格系统3.3.2 点中心网格系统3.3.3 平面网格的几何形态3.3.4 垂向网格体系3.3.5 非邻近网格连结3.4 空间导数的有限差分近似3.4.1 一维网格的近似3.4.2 多维情况下网格的近似3.5 时间导数的有限差分近似3.5.1 流动方程的向后差分近似法3.5.2 流动方程的向前差分近似法3.5.3 流动方程的中心差分近似法3.6 线性代数方程组的矩阵结构3.6.1 一维流动问题的差分方程3.6.2 二维流动问题的差分方程3.6.3 三维流动问题的有限差分方程3.7 网格块排序3.7.1 自然排序3.7.2 D4排序法3.7.3 双循环（红—黑）排序法3.7.4 D2排序法3.8 初始条件和边界条件的实现3.8.1 初始条件的实现3.8.2 边界条件的实现3.9 显式和隐式有限差分方法3.9.1 显式3.9.2 隐式3.10 有限差分法的截断误差、稳定性分析3.10.1 截断误差与截断误差分析3.10.2 稳定性与稳定性分析4 井处理4.1 引言4.2 井底流压与产量关系的回顾4.3 油藏模拟中的井模型4.3.1 井格块压力的解释4.3.2 井穿过单层的井模型4.3.3 井垂直穿过多个油层的井模型4.3.4 穿过多个油层的井的显式处理4.3.5 穿过多个油层的井的隐式处理4.3.6 水平井模型5 线性差分方程系统的解法5.1 简介5.2 矩阵形式的差分方程5.3 直接求解法5.3.1 高斯消元法5.3.2 高斯—约当（Gauss—Jordan）降阶法5.3.3 Crout分解法5.3.4 Thomas算法5.3.5 直接求解算法的改进5.4 迭代求解法5.4.1 简单迭代（Jacobi）法5.4.2 高斯—塞德尔（Gauss—Seidel）迭代法5.4.3 逐次超松弛（SOR）方法5.4.4 迭代的交替方向隐式法（ADIP）5.4.5 近似分解技术5.4.6 强隐式（SIP）5.4.7 预处理共轭梯度法5.5 线性代数方程组求解方法的对比 6 单相流方程的数值解法6.1 前言6.2 单相（微）可压缩流体流动问题6.2.1 单相流体流动方程6.2.2 （微）可压缩流体流动问题的有限差分近似6.2.3 （微）可压缩流动方程的矩阵表示方法6.2.4 用矩阵符号处理边界条件6.2.5 （微）可压缩流动问题的有限差分方程求解6.3 （微）可压缩流体流动问题的物质平衡检验6.4 油藏模拟中物质平衡计算的分析7 油藏的多相流模拟7.1 引言7.2 流动方程的有限差分近似7.2.1 多相流方程的离散化7.2.2 多相流动方程的线性化7.2.3 有限差分方程7.3 求解多相流差分方程的方法7.3.1 IMPES方法7.3.2 联立求解法（SS方法）7.3.3 IMPES和SS求解方法的比较与选择7.3.4 自适应隐式方法8 油藏模拟中的特殊问题8.1 定解条件的处理8.1.1 初始条件的处理8.1.2 边界条件的处理8.2 流体产量的处理8.2.1 射开单一网格块井的产量8.2.2 穿过多个网格块井的生产8.3 注入流体的处理8.3.1 在单个的网格块中井的注入8.3.2 井注人穿过多个网格块的情况8.4 气相非连续性的处理和变泡点方法8.4.1 变量替换法8.4.2 拟溶解GOR方法8.5 自动选取时间步长8.6 拟函数8.6.1 块间拟函数8.6.2 井拟函数8.7 相对渗透率斜率及相对渗透率和毛管压力滞后的处理8.7.1 相对渗透率斜率的处理8.7.2 相对渗透率和毛管压力滞后 9 油藏模拟的实际应用9.1 引言9.2 研究目标9.3 数据分析9.3.1 地球物理和地质数据9.3.2 工程数据9.3.3 数据相互矛盾的解决9.4 模型的建立9.4.1 模型的选择9.4.2 网格和时间步长的选择9.4.3 网格单元性质赋值9.5 历史拟合9.5.1 历史拟合目标9.5.2 历史拟合方法的选择9.5.3 选择要具体化和要进行拟合的生产数据9.5.4 选择要调整的油藏数据9.5.5 调节油藏数据来拟合生产历史9.5.6 历史拟合质量9.6 油藏动态预测9.6.1 预测方案的选择9.6.2 油藏模拟中的油藏管理9.6.3 验证和分析模拟预测结果9.7 *后的建议参考文献