非均質(zhì)算法在油藏數(shù)值模擬中的應(yīng)用與研究

馬媛

摘要：三維地質(zhì)模型網(wǎng)格數(shù)據(jù)量龐大，直接應(yīng)用于油藏模擬多有不便。為減輕CPU工作負(fù)荷，方便油藏數(shù)值模擬，需要對大數(shù)據(jù)量的數(shù)值模型進(jìn)行粗化處理，旨在減少三維網(wǎng)格體數(shù)據(jù)量的同時，盡量保持儲層原有的地質(zhì)信息。由此引發(fā)我們對精細(xì)油藏描述中非均質(zhì)算法的研究，這一研究對油藏數(shù)值模擬有著重要意義。

關(guān)鍵詞：非均質(zhì)算法；網(wǎng)格粗化；數(shù)值模擬

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）04-0220-02

Abstract： A large amount of grid data of 3D geological model， applied directly to the reservoir simulation has inconvenient. In order to reduce the CPU workload， convenient numerical reservoir simulation， the numerical model of the large amount of data needed for rough treatment， aimed at reducing the amount of data of 3D mesh body at the same time， try to keep the original geological information of the reservoir. Which causes us to fine reservoir description of heterogeneous algorithm research， this research has an important significance for reservoir numerical simulation.

Key words： heterogeneity algorithm； Grid coarsening； The numerical simulation

1 簡述

三維定量精細(xì)地質(zhì)模型一般包括數(shù)百萬到數(shù)千萬個三維網(wǎng)格體數(shù)據(jù)。這一組數(shù)據(jù)也會被用到油藏動態(tài)數(shù)值模擬研究中，作為油藏數(shù)值模擬系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。由于受到計算機(jī)性能影響，運行流體動態(tài)數(shù)值模擬這一過程異常復(fù)雜，且消耗大量CPU時間。因此不能直接把數(shù)據(jù)量過大的精細(xì)地質(zhì)模型直接輸入到數(shù)值模擬系統(tǒng)中。這就需要我們對精細(xì)地質(zhì)模型進(jìn)行粗化處理，盡量在減小數(shù)據(jù)量的同時保持原有地質(zhì)信息。這種要求意味著在多數(shù)情況下必須加大數(shù)值模擬系統(tǒng)中所使用網(wǎng)格塊的尺度，從而達(dá)到減少網(wǎng)格塊數(shù)目的目的，使一組相鄰的網(wǎng)格塊只有一個值。由此，便產(chǎn)生了對粗化技術(shù)以及非均質(zhì)算法的研究與應(yīng)用。

2 存在問題

人們不禁質(zhì)疑，既然要對采集到的數(shù)百萬甚至數(shù)千萬個網(wǎng)格體數(shù)據(jù)進(jìn)行粗化，為何一開始不把網(wǎng)格設(shè)置得粗一些。然而實際情況是，這樣采集的數(shù)據(jù)就會忽略某些特殊的地質(zhì)情況，對建模所得的三維地質(zhì)模型造成很大的畸變。這也是目前油藏描述技術(shù)越來越精細(xì)的一個主要原因。因此，在進(jìn)行油藏數(shù)值模擬的過程中，一定要把握三維數(shù)據(jù)體的網(wǎng)格尺寸。這需要根據(jù)實際地質(zhì)情況和所要解決的問題來決定，不能過大，也不能過小。

3 解決方案

目前，通過粗化技術(shù)減少三維網(wǎng)格體數(shù)據(jù)的方法多種多樣。無論哪一種方法，其首要目標(biāo)仍然是針對當(dāng)前地質(zhì)結(jié)構(gòu)提供一種等效數(shù)值，而這個等效數(shù)值則要求粗化后的網(wǎng)格體數(shù)據(jù)在進(jìn)行油藏描述的過程中盡可能保持原有精細(xì)尺寸下地質(zhì)模型的非均質(zhì)性。

3.1 均勻粗化

對均質(zhì)地層的粗化可以用圖1所示的方法，將一個2X2X2的體數(shù)據(jù)粗化成一個數(shù)據(jù)，即將8個相鄰的網(wǎng)格合并成一個網(wǎng)格，原始網(wǎng)格的8個數(shù)據(jù)值通過一定的方法計算后得到一個新的數(shù)值，并賦值給合并后的網(wǎng)格。就是說通過一定的計算，將一組按一定規(guī)則劃分的連續(xù)網(wǎng)格單元整合成一個獨立網(wǎng)格，由此我們得到一個新的數(shù)值，并用粗化處理后取得的數(shù)值取代原本三維網(wǎng)格體數(shù)據(jù)中的一組連續(xù)網(wǎng)格。所以，要想獲得一個較小數(shù)據(jù)量的三維網(wǎng)格體數(shù)據(jù)，首先要對已獲取的三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)體進(jìn)行分解，以便于按實際工作中的需求數(shù)量來劃分小網(wǎng)格體。

4 展望

本文研究了地層非均質(zhì)算法的基本原理，著重分析并解決保持儲層非均質(zhì)特征的細(xì)化方法。非均質(zhì)算法在三維地質(zhì)建模過程中有著重要意義，對精細(xì)油藏數(shù)值模擬工作也有著現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。但在建立油藏粗化模型的過程中可能還會出現(xiàn)賦值，以及數(shù)據(jù)調(diào)整方面的問題，仍需我們進(jìn)一步探索。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孔凡群，劉福平，張煜，等.滲流方程自適應(yīng)非均勻網(wǎng)格Dagan粗化算法[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報，2003.（20）3：15-20.

[2] 張學(xué)輝.三角網(wǎng)格細(xì)分技術(shù)在三維地質(zhì)模型中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2006，6（1）：84-85.

[3] 李少華，郭永康，李維鋒，等.3SN311儲層三維地質(zhì)建模[J].天然氣地球科學(xué)，2007，17（6）：811-814.

[4] 邵金輝，朱玉雙，周建堂，等.三維建模在精細(xì)油藏描述中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2008（23）：1-3.