cmg stars软件化学驱功能介绍.pdf
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1、.17.1开发商基本信息开发商基本信息 7.1.1 CMG 公司概况公司概况 CMG 公司(计算机模拟软件)是 1978 年在阿尔伯达省卡尔加里市成立的数模研究机构。依靠在数模软件研究开发及应用方面的丰富经验并经过二十多年成功拓展,CMG 从最初由资助的研究机构发展在 1997 年成功成为在多伦多股票市场的上市公司,是全世界大型的石油数模软件开发公司之一。公司总部设在阿尔伯达省卡尔加里,在伦敦、休斯敦、卡拉卡斯和北京设有分公司或办事处。CMG的 化 学 驱 模 块(STARS)开发始于 1980 年,化学驱模块的开发是基于公开的文件资料以及结合用户的特殊需求由 CMG 自己研发的专业模块。ST
2、ARS 已经在提高采收率,尤其是化学驱方面受到广大用户的认可和赞扬,例如壳牌、菲利 蒲斯、委内瑞拉石油公司、石油公司(Petronas)、石油公司(ONGC)、的Medco Indonesia、PT Caltex 等众多大型石油公司均利用 STARS软件进行了多个化学驱数值模拟项目研究。.27.1.2 国际(国内)资质认证机构认证情况国际(国内)资质认证机构认证情况 7.1.2.1 第国际(国内)资质认证机构认证情况 7.1.2.1 第国际(国内)资质认证机构认证情况 在技术测试方面,CMG 参加了以往的 SPE 所有的数值模拟比较测试,而且得到了良好的评价。CMG 公司旗下了许多在国际石油数
3、模领域极具影响力的技术专家,在每年全球大型的技术交流会(包括:SPE、CIM 等)上了大量有影响性的文章,他们中的许多人是 SPE 的高级作者,并担任很多 SPE 分组委员会的评委。7.1.2.2 第国际(国内)大型公司采购入围情况 7.1.2.2 第国际(国内)大型公司采购入围情况 2003 年 1 月,(Petro)与 CMG 签订数值模拟软件技术合作与使用的框架协议,指定“在通常情况下,勘探与生产分公司将保持与 CMG 公司技术合作伙伴关系,在协议有效期内,除个别生产或科研上特殊需求外,将不再考虑引进其它与未签订“协议”公司的同类。”2005 年 4 月,壳牌国际(Shell Inter
4、national)与 CMG 公司签订谅解备忘录,指定STARS 为其全球子公司的化学驱数值模拟软件。2005 年 5 月,中海油田服务公司(COSL)经过近两年的严格论证和测试,从众多数模软件中选定 STARS 作为其“化学驱数值模拟软件招标”项目中标软件。7.1.2.3 第国际(国内)大型科研机构相关技术测评和认证情况 7.1.2.3 第国际(国内)大型科研机构相关技术测评和认证情况 阿尔伯达省、SRC(Saskatchewan Research Council)、美国提高采收率研究组织(ARRA Energy)、澳大利亚新南威尔士大学、美国斯坦福大学、尤他大学、Bath Universi
5、ty 美国能源部等大型科研机构和大学对STARS化学驱数模拟软件进行了详细的评测和论证,认为 STARS 软件考虑化学驱物化特征全面,功能强大,操作方便。7.1.2.4 第国际(国内)用户应用情况 7.1.2.4 第国际(国内)用户应用情况 和美国在向申报储量资料时用CMG的计算结果作为储量申报数据。石油学会、美国 SPE 等组织对 CMG 的在、欧洲、南美及亚洲的用户进行了,结果发现广大用户对 CMG 有很高的评价。.37.1.3 销售情况销售情况 7.1.3.1 国际用户 7.1.3.1 国际用户 作为世界上最大的数模组织之一,CMG 的用户包括了分布在全球 41 个,超过 237 家大型
6、的石油公司、顾问公司、研究机构和大学。世界十大石油公司有九家在使用 CMG 软件。现在全球超过 2200 个 CMG 软件在使用中。CMG 软件帮助客户解决了很多的油藏开发问题,大大地提高了采收率和经济效益,得到了很多石油公司的赞赏。?在世界范围内本类软件的市场占有率;在世界范围内本类软件的市场占有率;STARS 在 世 界 范 围 内 本 类 软 件 的 市 场 占 有 率 大 约 在 70 左 右。NIOCNIOC.47.1.3.2 国内用户:7.1.3.2 国内用户:在中国,CMG 有着良好的技术地位,有 17 家油田、研究机构和大学在使用CMG 软件。现在正在应用的油田包括:大庆、胜利
7、、辽河、华北、吐哈、江苏、长庆、中原、中石油勘探开发、中国海洋油田服务公司、西南石油学院、的公司、成功大学等。STARS 化学驱数值模拟软件在国内同类软件的市场占有率为 60左右。.57.2相关软件信息相关软件信息 7.2.1 软件的组成软件的组成 STARS 作为世界上领先的提高采收率数值模拟软件,不断创新,化学驱功能包含了聚合物、凝胶以及三元复合驱等过程,同时基于 Windows 操作系统的前后处理模型功能强大、界面友好,为用户建立模型和分析结果提供了极大的方便。CMG 化学驱数值模拟软件包括:7.2.2 STARS 软件主要特点软件主要特点 STARS 是功能强大的提高采收率过程数值模拟
8、软件,它可用于三相、多组份流体的模拟。STARS 软件用于聚合物、三元复合驱及凝胶驱等过程,模拟有流体通过复杂地质情况的,包括断层、天然及人工裂缝等。它的特点包括灵活组分定义、用户定义化学反应动力学、毛管数插值计算、相渗曲线端点变化、可以模拟可逆及可逆吸附、组份相关的吸附、堵塞,相粘度变化、速度相关的化学反应动力学、非线性的粘度相关和密度相关计算等。STARS 软件可以模拟现场规模的化学驱过程,具有 5 点和 9 点离散方法,建立和计算直角坐标、角点(正交和非正交)网格研发的 AIMSOL算法器计算速度快收敛性好;基于 Windows 的前后处理模块为用户提供了操作简单,功能强大的建立模型和结
9、果分析工具;项目管理功能帮助用户方便地管理数据模型、计算结果、分析模板等文件;与绝大多数地质建模软件、动态管理软件、Eclipse 水驱软件以及经济评价软件有很好的接口,具有很好的集成性;STARS 软件的 Array Math 功能允许用户根据已有变量,通过逻辑和数学运算来定义一些未知变量,帮助用户实现开放性的管理。Results 3D 结果可视化及动画,曲线分析后处理模块结果可视化及动画,曲线分析后处理模块 Builder 3D 图形化建模前处理模块图形化建模前处理模块 STARS 化学驱油藏数值模拟模块(化学驱油藏数值模拟模块(聚合物驱、凝胶驱、三元复合驱聚合物驱、凝胶驱、三元复合驱).
10、67.2.3 STARS 软件功能软件功能 STARS 软件能够模拟聚合物驱、三元复合驱以及凝胶驱等过程,考虑了化学驱过程中的多种物化特征。7.2.3.1 三元复合驱模拟 7.2.3.1 三元复合驱模拟(1)三元复合驱模拟功能)三元复合驱模拟功能:(2)三元复合驱模拟考虑的物理化学特征:)三元复合驱模拟考虑的物理化学特征:A.除基本组分(常规黑油和常规组分模型包括的组分)外,考虑多种聚合物、表活剂、碱和盐等组份,组分数不受限制。B.模拟聚合物、表活剂、碱任意组合的一元/二元/三元复合驱油过程 C.界面张力下降 D.油水相对渗透率变化 E.降低残余油现象 F.化学剂导致的驱替相粘度变化 G.剪切
11、导致的驱替相粘度下降 H.化学剂吸附和滞留 I.乳化现象 J.酸组分及由此导致的酸碱化学反应生成表活剂的机理 K.表活剂对驱油过程的影响作用综合了注入的表活剂和化学反A.规模到现场规模的数值模拟研究 B.三元复合驱配方选择 C.三元复合驱开发方法优化设计 D.三元复合驱驱油机理研究 E.直接进行水驱模拟,利用重新启动功能进行三元复合驱模拟 F.结果可以输入 PEEP 等经济评价软件中进行经济评价 水平井水平井 ASP 复合驱含油饱和度分布图复合驱含油饱和度分布图 三元复合驱碱浓度分布图三元复合驱碱浓度分布图.7应生成的表活剂 2 个因素 L.盐、碱对驱替相粘度的协同影响效应 M.碱、表活剂和聚
12、合物的竞争吸附 N.不同盐离子组分的渗流过程 O.不同盐离子对驱替相粘度等效影响因子 P.岩石和溶液间盐离子的交换作用 7.2.3.2 凝胶驱模拟 7.2.3.2 凝胶驱模拟(1)凝胶调驱模拟功能)凝胶调驱模拟功能 A.渗透率垂向差异调剖研究 B.水驱油田大孔道调驱研究 C.凝胶化学药剂用量计算 D.及现场规模方案研究 E.不同段塞优化研究 F.注入浓度研究 G.地面以及成胶方式 H.历史拟合、动态 I.提出合理的解决方案(2)凝胶驱模拟考虑的物理化学特征)凝胶驱模拟考虑的物理化学特征 A.化学反应平衡方程和反应动力学来描述凝胶生成过程 B.地面成胶体系和成胶体系 C.CDG(胶态分散凝胶)体
13、系 D.复合离子调剖体系 E.铬/聚合物体系 F.铝/聚合物体系 G.弱凝胶体系 H.强凝胶体系 累 计 产 油 产 水 泡 状 图累 计 产 油 产 水 泡 状 图聚合物吸附浓度栅状图聚合物吸附浓度栅状图水 相 粘 度 平 面 分 布 图水 相 粘 度 平 面 分 布 图.8I.合理体现成胶过程,控制成胶时间和速度 J.非线性相关相粘度计算模型 K.渗透率下降系数 L.化学剂的降解 M.交联反应对水相粘度 N.交联反应物反应几率 O.不可及孔隙体积现象 P.驱替相粘度的变化 Q.温度相关粘度计算 R.非线性相关相密度计算模型 S.化学剂吸附滞留及脱附模拟过程 T.可逆及不可逆吸附,吸附优先级
14、 U.非线性相关相密度计算模型 V.阻力系数、残余阻力系数的影响 W.岩石和溶液间离子的交换作用 7.2.3.2 聚合物驱模拟 7.2.3.2 聚合物驱模拟(1)聚合物驱模拟功能:)聚合物驱模拟功能:(2)聚合物驱模拟考虑的物理化学特征)聚合物驱模拟考虑的物理化学特征 A.由于 CMGSTARS 具有灵活的组分定义功能,可以模拟的聚合物A.规模到现场规模的模研究 B.聚合物配方选择 C.聚合物驱开发方法优化设计 D.聚合物驱油机理研究 E.聚合物驱模拟跟踪 F.为地面设备选择提供依据 水 相 粘 度 及向 量 剖 面 图水 相 粘 度 及向 量 剖 面 图水相粘度及累计产量情况切面图水相粘度及
15、累计产量情况切面图.9体系的数目不受限制 B.聚合物吸附和脱附(可以完全脱附或部分脱附)聚合物吸附的优先级(多种聚合物存在时)C.模拟生物聚合物和非生物聚合物 D.粘度剪切降低模拟功能 E.阳离子交换反应 F.扩散和弥散 G.不可及孔隙体积 H.渗透率下降 I.兼容水驱模拟功能 J.注入段塞任意组合 K.粘度计算方法 L.聚合物溶液的流变特征 M.油、水、固相(吸附相)设计 N.粘度变化,线性及非线性粘度变化 O.模拟不同的水(地层水、注入水不同定义)P.模拟地层原油非均质性(如粘度分布的区域分布不同)7.2.4 数据管理数据管理 数据管理:项目管理(Project Management)功能
16、帮助用户方便地进行数值模拟模型数据文件、运行结果文件、结果模板文件等项目文件的管理。数据加载:STARS 软件采取最新的数据加载方式,迅速而准确。工区管理:具有井、井组、区块、平台、油田五级工区管理方式。7.2.5 数据接口及环境数据接口及环境 CMG 软件支持多种地质建模软件的输出格式,例如 Petrel、RMS、GeoGraphix、CPS-3、EARTH VISION、GOCAD、Kingdom Suite、IRAP、GMSS等,并能读入和输出通用的 RESCUE 格式,和 DSS 及 OFM 动态管理软件也含油饱和度为含油饱和度为0.5的等值面的等值面.10可以直接连接,CMG 运行的
17、结果可以直接输入到 PEEP 经济评价软中去。同时 Eclipse 黑油数值模拟模型可以转换 CMG 模型,用户可以在用 Eclipse 做过水驱历史拟合的基础上在转换到 CMG 模型中,从而可以进行化学驱等一些更先进开采方法的数值模拟研究。CMG 软件具有直角坐标、径向坐标、可变深度、可变厚度、角点(正交和非正交)以及局部网格加理功能。能够自动或手动进行纵向上网格粗化(合层),切割网格。STARS 能够模拟多个 PVT 区和多套相对渗透率区;模拟正断层和逆断层;通过天然裂缝油藏的流体,可以采用四种模型模拟:双孔、双渗、多重作用连续域、或垂向细分方法。Builder STARS Results
18、 PEEP 地面设施软件地面设施软件 文字报告文字报告讲稿讲稿 OFM DSS GOCAD(RC)2 GMSSRESCUECPS-3 Petrel RMS CGG 生产数据库生产数据库 Eclipse.117.2.6 STARS 主模型技术主模型技术 用户定义的组份公式用户定义的组份公式 弥散型组份的模拟弥散型组份的模拟 标准的井模型标准的井模型 弥散型组份的概念是指一相在另一相中处于稳定的弥散状态,在油藏模拟的规模下可处理为一个组份悬浮于一个携带相之中,这样对于模拟聚合物、凝胶、悬浮颗粒、乳状液就提出了一种独特的观点,与 STARS 灵活的组份性质选项结合在一起,弥散型组份的概念允许你对复杂
19、的现象灵活地设计适当的模拟模型。栅状、切面及剖面图栅状、切面及剖面图 用户定义的组份能够以三种流体相(油、气、水)和以一种非相(吸附、捕集)之中的一种或全部形式出现。每个组份可以是一种纯的化合物、几个化合物经过反应的组合、或是一系列连续分布的化合物,用于模拟特殊过程。油气水分布图油气水分布图 油水分布图油水分布图 对应于垂直井,斜井和某些水平井使用标准的源/汇模型,STARS 对井使用全隐式方式求解,此外 STARS 参考地面和井下的情况,提供了包括、产出/注入量、产出比例限制等广泛的井控制选项。这些选项可以带有优先级地组合在一起,定义典型的三维井位分布图典型的三维井位分布图.12用户定义的反
20、应动力学用户定义的反应动力学 强大的网格化功能强大的网格化功能 四种裂缝描述方法四种裂缝描述方法 用户可以定义组份之间依赖于速度的反应方程式,用于凝胶驱这样的过程。其他的功能像物质转移,有以依赖于流体速度的反应速度来描述的过程。油藏内聚合物吸附分布图油藏内聚合物吸附分布图 STARS 软件具有直角坐标网格、径向坐标网格、可变深度、可变厚度、角点(正交和非正交)网格以及局部网格加密计算功能。能够自动或手动进行纵向上网格粗化(合层),切割网格。非正交角点网格模型非正交角点网格模型 较其他数值模拟软件只有双孔和双渗两种描述裂缝方法不同的是,CMG 软件对于裂缝有双孔、双渗、子域和多重连续作用域等四种
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