Three Phase EOS Based General Purpose Reservoir Simulator--XSimprice

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北京英钠格玛石油科技有限公司

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产品 XSim--基于三相状态方程的通用油气藏数值模拟软件

所在地：云计算模式

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通用油气藏模拟器：XSim将黑油、组分和热采模型集成一体，常用性能媲美传统主流商业模拟器，涵盖现场95%的常用功能。

使用便捷，易于上手：内置模型文件转换器，兼容ECL、CMG的黑油、组分和热采模型文件；输出标准ECL格式结果文件，兼容主流前、后处理软件。

功能：

1）具有黑油模型：油藏，气藏一次采油，水驱，气驱；

2）具有组分模型：气驱， CO2驱，WAG和IWAG过程；

3）具有热采模型：轻重油蒸汽驱，蒸汽吞吐，SAGD等；

4）能处理多种网格系统：径向，正交，角点网格；

5）能处理多种井型：垂直井，水平井，大斜度井，混合井型；

6）支持多分区：支持多储层、岩石性质，PVT及平衡区域；

7）能解决现场复杂问题：多井，多井组，全油田、全生产周期模拟；

8）具有数值水体：解析或半解析数值水体；

9）具有双重介质模拟功能：天然或人工裂缝，双孔，双渗；

10）可处理断层和非邻接网格连接，井筒窜流；

11）支持分离器独立状态方程，更符合现场实际情况；

12）五点，九点差分格式，以适应不同模型的求解；

13）全隐耦合的两相，三相多级分离器；

14）两点，三点温度相关或无关的相渗端点标定。

特点：计算结果精确，性能稳定，通过了SPE标准考题与实际模型的严格对比认证；

为什么油气藏模拟器需要三相状态方程？
引言
提高采收率（EOR）技术在油气藏开发中至关重要，但也为现有的模拟器带来了巨大挑战。随着EOR技术的发展，传统的模拟器（ECLIPSE, CMG以及tNavigator等）在处理复杂的多相流体行为时显得力不从心。本文将简单总结EOR技术及其对传统模拟器的挑战，并介绍一种基于三相状态方程的，更准确地模拟多相流体行为和提升油藏开发效率的新型油气藏模拟器。
正文
一、背景和现状
在传统的油气藏开发中，常规油藏的提高采收率技术（如水驱、气体驱、化学驱和热力采油）已经被广泛应用。随着油藏开发的不断深入，复杂的非常规油藏（如页岩油/页岩气）和更加复杂的EOR技术（如CO2驱和蒸汽驱）向油藏数模技术提出了新的挑战。
传统的模拟器通常基于两相状态方程，无法准确描述气-液-液等多相系统的复杂行为。基于三相状态方程的模拟器能够弥补这一不足。它可以处理复杂多相系统，提供更高的数值稳定性和收敛性，减少对大量实验数据的依赖，并支持复杂的相变过程。
二、提高采收率(EOR)方法
1、常规油藏EOR技术
水驱：向油藏中注入水，以增加地下压力并推动原油向生产井流动。
气驱：注入气体（如CO2、氮气或天然气）来驱动原油，提高采收率。CO2驱方法特别常见，因为CO2能很好地与原油混合，降低原油黏度，让它更容易流动。
化学驱：使用化学剂（如聚合物、表面活性剂和碱），降低原油黏度和界面张力，从而提高采收率。
热采：通过注入蒸汽或燃烧部分油层来提高油藏温度，降低原油黏度，使其更容易流动。蒸汽驱和火烧油层是常见的方法。
2、非常规油藏提高采收率（EOR）技术
水力压裂：高压注入液体和支撑剂在油藏中形成裂缝，增加油气的渗透性和产量。
纳米技术：使用纳米颗粒改善流体的流动性和界面性质，提高采收率。
CO2埋存与驱油：将CO2注入油藏，既能提高采收率，又能减少温室气体排放，实现双重效益。
三、传统的基于两相状态方程的热采和组分模拟器有哪些局限性？
1. 两相平衡假设的限制：
传统模拟器通常只考虑气-液平衡，在处理更复杂的多相系统（如气-液-液平衡）时，难以准确描述这些系统的行为。
2. 处理复杂热力学过程的能力不足：
在处理复杂热力学过程（如蒸汽驱、CO2驱）时，传统模拟器可能会遇到计算精度不足和收敛性差的问题。
3. 数值稳定性和收敛性问题：
处理非线性方程组时，传统模拟器容易出现数值不稳定和难以收敛的问题，尤其是在接近临界点时。
4. 实验数据依赖性高：
传统模拟器依赖大量实验数据来校准模型，而这些数据的获取成本高、难度大，对于新油藏或非常规油藏的数据可能不足。
四、基于三相状态方程的通用模拟器能解决的问题
1. 处理复杂多相系统：
三相状态方程模拟器可以准确描述气-液-液三相平衡，适用于处理复杂多相系统，尤其是在高压和高温条件下。
2. 模拟多种EOR方法：
三相状态方程模拟器能够有效模拟各种EOR方法，包括蒸汽驱、CO2驱和化学驱，提供更精确的预测和分析。
3. 支持复杂相变过程：
能够处理涉及复杂相变过程（如蒸汽凝结、CO2溶解）的模拟，为EOR设计和优化提供重要支持。
五、开发三相状态方程模拟器的主要挑战
1. 复杂的热力学平衡计算：
三相系统涉及更多相间相互作用和复杂的相行为，增加了相平衡计算的复杂度。
2. 数值稳定性和收敛性问题：
在求解非线性方程组时，可能会遇到数值不稳定和收敛问题，特别是在混合物接近临界点时。
3. 多相行为的正确捕捉：
要准确捕捉和模拟气-液-液三相行为，需要精确的相间传质和热传递模型。
4. 模型的验证和校准：
模型的准确性和可靠性需要通过实验数据和文献数据进行验证和校准。
为了克服这些挑战和局限性，基于三相状态方程的通用模拟器XSim于2017年面向海内外正式推出，并经过上百个实际模型的打磨，已发展成稳定的工业级产品，并获得海内外油田客户的认可。它能够更准确地描述复杂多相系统的相行为，提高模拟的准确性和计算效率，更好地应对现代油藏开发中的复杂驱替技术挑战。这对于优化油藏开发和提高采收率具有重要意义。
目前XSim已部署在云平台上，无需您准备硬件，可以随时使用。