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注水井数据库

发布时间: 2023-02-17 02:04:04

㈠ 2014年科技活动总结

各位领导,同志们:

这次科技大会,主要是总结2014年科技工作成绩和经验,表彰年度在科技战线为我公司做出巨大贡献的科技工作者和科技管理工作者,深入贯彻落实*公司*届*次职代会会议精神,就2015年科技工作提出整体部署,进一步明确目标和保证措施,把科技工作推向一个新的阶段。

一、2014年科技工作主要成果

过去的一年,广大科技人员以增油降本为中心,牢牢把握“四个原则”,围绕“三个突破、一个推广”,开展“五项工作”,采取“六项措施”, 开拓进取,拼搏奉献,超额完成了2015年科技工作目标,为公司经济效益的提高做出了巨大的贡献。

(一)依靠思路创新和科技进步,推动勘探增储上水平

广大技术人员,转变思想,坚持“老区内部找新层、老区外部找边界、老区深层找发现”,应用先进的VSP物探、地化录井、成像测井、双源距C/O比测井、压裂填防砂和化学降粘等新技术,优选**、**、**、***馆陶等*个地区作为重点勘探目标,通过“三老”资料复查,结合利用三维地震、储层反演等勘探新技术,落实含油面积**km2,地质储量**×104t。

重点突破了**油田边部的勘探禁区,针对**东部**潜山构造高部砂体不发育、低部位出水、储层薄、岩性细、易出砂的实际情况,创新提出围绕潜山腰部部署的原则,应用压裂填防砂技术,突破薄层出砂热采的理论极限进行扩边部署,取得良好效果。目前完钻并投产*口井,日产油*t。单井产量达到近*年来的最高水平。新增含油面积**km2,增加地质储量**104 t。

(二)围绕生产搞科研,产能建设和老区综合治理成效显着

一是在利用物探、测井、录井、钻井、油藏工程新技术和理论研究黄沙坨油田裂缝发育规律、压力下降规律、水淹规律,并结合研究成果进行加密部署。二是开展油藏精细研究,不断优化注采结构,***油田保持了递减阶段的相对稳产。三是细化开发管理单元,利用配套技术深入挖掘剩余油潜力,实现**油田连续稳产**个月。

*年对比局计划实现了超产**×104t。油田综合递减率、自然递减率、含水上升率、油汽比、产能建设到位率等指标均好于计划指标。

(三)立足科研求创新,已形成一整套适合*油田特点的增产增效新技术

一是针对各类出砂井的具体特征,积极应用和改进新技术,建立了综合防砂、防排一体化的防砂思路,形成“两主两辅”的防砂技术,建立并完善了适合各油田的防砂手册,恢复停产井、卡关井*口,恢复产能*吨/天,使作业工作量减少*井次,阶段投入产出比*,油井检泵周期延长了*天,累计增油*万吨,砂害难题得到全面有效治理。二是摸索出一套地层靠点滴降粘、井底靠过泵加热、井筒地面靠掺油降粘的有效办法,使得稠油生产难题成功地得到了解决。三是坚持围绕注水进行治水配套技术攻关,以调剖、堵水、分注技术为手段,通过转注、分注、调剖、调驱、动态调配水等工作,使***油田注采井数比、分注率、水驱储量控制程度、水驱储量动用程度大幅度提高,油田自然递减逐年下降。四是结合黄沙坨油田粗面岩油藏特点,深入现场,深化技术研究,改进普通压裂完善为防滤失压裂,进而又完善成酸化压裂一体化工艺技术,增油效果也有较大提高。五是应用处于国内领先地位的污水净化处理回用锅炉技术,有效地解决了污水外排难的问题。六是推广油气集输在线监测技术,实现了公司长输管线自动连续监测。七是规模实施机采优化设计**口井,使机采效率由*%提高到*%,节约电费支出*万元。八是试验成功井口连续加药清防蜡技术,有效地解决了热洗清蜡,固体清防蜡高成本问题。九是加强各部门、基层的各类标准的配备工作,对石油天然气行业新颁布的*项标准进行统计征订并下发到各单位执行。对油公司下发的技术标准进行逐一检索登记和归类,完成了计量标准和石油信息与计算机工程等部分的内容。十是利用计算机网络实现了视频会的基础工作,为公司无纸化办公打下基础。

(四)规范运作求效益,科技管理已形成较完善运行体系

进一步完善了《科技项目管理办法》,《科技成果评审办法》;规范了措施效果统计方法;实现了科技措施规范的运作。在前几年科委成员求真务实、辛勤工作的基础上,进一步使科技工作走向管理制度化、分工明细化、流程程序化。实现了从调研、立项、审批、计划、实施、总结、验收有序进行。加强了统筹管理、采取随时监督,阶段考察调整的管理方式,从而保证了运作中的协调统一,促进了科技工作的顺利开展。

针对公司*个区块的不同特点,结合生产过程中制约油井生产的疑难问题,在措施管理上认真把好“三关”,即措施论证关、方案设计关、现场施工关。在措施汇报上做到“四个一”,即每周一小结、每月一总结、每季一汇报、每半年一调整。每季度及时召开由公司领导参加的地质、工艺措施分析会,不定期开展区块分析和项目分析,确保了措施的实效性。

(五)以人为本求发展,科技队伍建设已见成效

重视专业人材的作用,积极抓好全员技术素质提高。公司针对青年人居多的现状,开展了青年水井分析会、地质工艺措施分析会。通过购买科技图书,加强自学等形式,促进全公司科技理论水平的提高。为了配合油公司开展的“十大科技带头人”活动,公司开展了评选“十大科技标兵”及评选“科技先进个人”等活动,并实施重大科技成果重奖制度。通过宣传、动员及给青年技术人员“压担子,辅路子”等办法,极大地调动了科技人员学技术、搞科研的积极性,通过多年来努力,公司已培养出一批爱岗敬业的科研技术骨干。

(六)技术创新保生产,科研推广结硕果

自*公司成立*年来,科技工作取得了丰硕成果。公司共计开展项目**项,实施**井次,实现增油*万吨,共计获得局级科技成果奖**项。在**年《**》获油田分公司科技进步特等奖;《**》获油公司科技进步一等奖;并获油田分公司二等奖*项,三等奖*项。多人获油公司科技先进个人等称号。公司广大科技工作者充分发挥“敢于吃苦,勇于攻关”科研精神,已连续六年实现了公司职代会提出的科技工作目标。

二、2015年科技工作安排意见

2015年*公司将面临着开发后期产量接替困难、开采成本升高的不利局面。面对严俊的开发形势,需要广大科技工作者紧紧依靠技术进步,大胆探索、勇于实践,为公司缓解递减、降本增效发挥重要的作用。

(一)工作思路

2015年科技工作的总体思路是:深入贯彻公司*届*次职代会会议精神,围绕经济效益为中心,坚持以人为本的方针,牢固树立“科技是第一生产力”的理念,充分发挥科学技术在增储降本、挖潜增效中的先导作用。

(二)工作目标

巩固和扩大已有的科技成果,充分发挥技术专家和学术带头人的作用,利用政策和机制调动广大科技人员的积极性,开展好科技攻关和新技术推广工作。以“防砂、治水、开发难动用储量、节能降耗”为核心,重点实施好“防砂、深度调剖、难采储量开采、多级分注、大修、侧钻、汽驱和水平井”等八项增产增效技术,努力完成全年科技增油目标。全年开展科技措施**项,实施**次,投入资金**万元(含作业区成本部分),增油*万吨,投入产出比大于*:*,措施效率*%以上。

(三)2015年科技工作重点

1.继续做好勘探增储工作,实现公司生产的持续稳定

*年,*公司确立了“深化老区、拓展边部、突破新区”的滚动勘探思路,重点在三个区域上的老区周边寻找边界,力争实现增储*万吨的目标。一是在***油田**井区通过“三老”资料复查,采用储层反演先进技术,进一步落实构造和储层,大胆探索,向薄层、油水同层、低油层要储量,力争拿到*万吨储量。二是在**油田针对*潜山构造高部位砂体不发育、低部位出水、储层单层薄、岩性细易出砂的实际情况,围绕潜山储层,应用压裂填防砂技术,突破过去薄层出砂吞吐热采的理论极限,继续外扩*个井距,实现增储**万吨。三是**油田继续在*井区和*井区南北两个方向,利用区域地质、开发地质研究方法,应用地应力技术和大型酸化压裂措施开展扩边储量攻关,努力使这一区域的储量进一步增加或落实。四是充分发挥资金优势,按照油田分公司的部署,积极参与外围盆地的勘探开发,为产量接替寻找后备战场。

2.以“**”为契机,加大***油田综合治理力度,提高注水油田开发水平

**年在***油田的主要工作是以精细地层对比和量化剩余油分析为基础,以实现数字化油田为方向,重点做好注采井组完善、细分重组、多级分注、整体调堵、动态调配水等工作,在现有的**个注水井组基础上,继续完善*个注水井组,改善*个注水井组,保持其余注水井组相对稳产;保持注水水质达到“双十”标准,保持注水合格率*%,保持注水井分注率*%以上;测试率由*年的*%上升到*%,注水井利用率由**年的*%上升到*%,分注层段比*年上升*%。在断层多、油水粘度比大、注采对应关系复杂的*块实施井组注水、周期注水、间歇注水等工作;在注采系统相对完善的局级综合治理区块*块和*块,实施完善注采井网、细分注水、整体调剖、动态调配水、油井找堵水等措施,控制含水上升速度。实现***自然递减率下降*%,含水上升率由*%降至*%。

具体做法:一是做好*块整个区块的调剖方案,有计划、分步骤进行实施,提高*块的水驱效果;二是继续做好分注工作,根据地质配注方案和注水要求,有针对性地实施三管注水技术和偏心分层注水技术,完善和调整好***油田的分层注水开发层系。三是在油井上,一方面做好一块化学堵水和机械找堵水工作,同时研究和改进现有堵水技术,力争在*块和*块上取得新的突破;四是做好防砂工作,进一步延长油井检泵周期,大力恢复停产井,以提高油井的利用率和单井产液量;五是不断地总结**深部调驱试验经验教训,提高评价水平,结合集团公司现场评价,选择合作伙伴的机遇,使*块三次采油试验得以开展。

3.继续做好**油田难采储量的研究与试验,进一步提高**油田储量动用程度

*年**油田立足于现有的优化注汽、间歇注汽、防砂、降粘等成熟技术维持产量的稳定,同时在难动用储量的*新*井区和**井区进行了高压填防砂与电加热技术联合攻关的道路,已取得了一定的经验和教训。*年计划在这两个难动用井区及*块和*站井区的*停产井中优选*口井采用封层、高压填防砂、临界压力注汽、油管(抽油杆)电加热技术进行试验,以求恢复正常生产,逐步形成产量规模,使近*万吨的难动用储量得以升级,确保**油田日产**吨水平的稳定。

4.继续搞好**油田汽驱试验,积极寻找热采吞吐油田开发后期有效的开采方式

转变开发方式是**油田持续稳产的必由之路,*年*月*日进行的**井汽驱实验已见到明显效果,在**油区进行的吞吐油田转蒸汽驱的实验中**油田的汽驱效果是最好的。公司在该井组试验成功后将向油田分公司申请资金扩大试验井组,力争实现油田开发方式的转变,保障**油田的长期有效开发。

5.应用水平井技术实现公司三个油田的生产方式的巨大变革

目前水平井采油技术日趋成熟,这种技术从国内外的经验来看非常适用于我公司管辖的***油田的**块稠油底水油藏,**油田的*块状油藏,油田块状底水油藏。水平井采油技术的应用将会给我公司带来巨大的变革性进步,将会解决公司目前面临的水锥困难和重力采油的困难。因此广大科技人员要加紧对水平井油藏研究和地质选井技术、钻井技术、录测井技术、防砂技术、举升技术的学习,迅速适应新的工作要求

6.继续开展好成熟的增油、降本、节能技术的应用和推广工作

继续开展好大修、侧钻、套管补贴、深抽、优化机采系统效率、防排砂技术、分层配汽、点滴降粘、氟硼酸防砂、深抽工艺、井口加药化学清防蜡、排水采气、污水处理等技术应用,进一步提高规模化效益。

(四)2014年技术措施保障

1.加强科技管理,向管理要效益

强化项目管理指标检查考核:措施成功率*%;措施有效率*%;大型措施(单井投入大于*万元)有效期在半年以上;当年综合措施投入产出比达到**。

严格执行《*公司科技管理办法》,严格科技立项、审批、招投标、合同管理、项目验收等技术项目管理程序,堵塞管理漏洞,继续实行风险合同,提高措施有效率。

在项目实施上,继续贯彻项目实施严把“四关”,重点加强措施论证、优化设计,确保措施成功率。项目管理汇报上执行“四个一”的管理规定,即每周一小结,每月一总结,每季一汇报,每半年一调整汇报度,保证各项措施有效进行。

在科技项目管理上还将推行针对不同类型的项目实施不同的管理原则。研究项目要针对研究项目特点应突出以下几方面:一是先进性,必须达到国内同行业领先水平;二是普遍性,必须至少在公司内部有较大的应用前景;三是长期性,至少在三年以内不能过时。试验项目要针对试验项目特点应突出以下几方面:一是突出技术适应性,熟悉新技术特点力求适应油田需要;二是重视改进和提高,改进是项目试验重要环节;三是严把实施进度,试验项目不宜进展过快,应加强测试、分析、总结。推广项目要针对推广项目特点应突出以下几方面:一是严把选井关,一定要按照试验总结出选井条件执行,不能轻易更改;二是严把设计关,一定要按照试验总结出设计原则执行;三是严把实施关,重点是工具、用料质量,及施工程序。

2.大力提倡开展丰富多彩技术练兵活动,向人才、素质要效益

2015年公司将开展各种形式学习教育活动,加强技术人员的技术培训。开展科技论文征集活动,评选优秀论文,编撰公司论文集,并由将优秀论文推荐给《**》国家期刊发表;继续搞好项目负责人讲课活动,尽可能的组织专家讲座;为技术人员提供最新科技资料和更多的调研学习机会;组织办好《**》宣传材料,不断提高广大生产和技术人员业务水平;建立科技奖罚机制。为加强科技项目管理,公司计划开展评选“最佳项目负责人”活动,各项目完成好与差直接影响到年终“科技先进个人”,“优秀科技成果”以及技术职称的评定。另外公司拟开展评选具有较高津贴的十名“技术专家”活动,凡未参加过公司重大项目实施的技术人员不能参加评比,对完成项目较差的项目负责人,将取消其负责人资格。对能够在公司做出巨大贡献的技术专家进行重奖。

3.加强调研、积极储备,向新技术要效益

水平井采油技术、**油田蒸汽吞吐转汽驱驱技术、**油田难采储量动用技术、***油田水井多级分注技术、***油田有效的找堵水技术的成功应用,将会给我公司带来巨大的效益,也将会给油田开发带来质的飞跃。因此广大科技工作者要集中精力抓好这几项重点试验项目,争取取得更大突破。重点抓好调研、学习、实践工作,通过“走出去,请进来”的方式,采取对外调研、组织经验交流会、现场观摩等多种形式从局内外获取大量的新技术信息。认真总结、不断完善现有的技术,使之升华并向规模化方向发展,从而走上“实施一批,准备一批,研究一批”的科技发展良性循环之路,为*公司长期发展打下坚实的技术基础。

4.深化油藏研究和动态分析等基础性工作,实现油田可持续发展

油藏研究和动态分析工作是做好油田开发的基础,这些工作要时刻围绕制约油田生产和持续稳定发展的矛盾来展开。

重点做好油气藏构造、岩相、“四性”关系及成藏规律等方面的基础研究。以构造圈闭、岩性圈闭和潜山“裙带”的地层圈闭为重点,以区带为单元,对“三老”资料进行祥查,对历史上的“可疑层”进行细致分析,联系周围井的资料,依靠地层对比,应用物探处理解释新技术进行重新评价勘探开发潜力。注水油田要根据高含水期剩余油高度分散的特点,对油藏的构造、微构造进行精细解释和描述,在储层描述上,要以小层甚至单砂体为单元,搞清其分布规律、微相类型、非均质特点等,并与注水动态紧密结合,搞清小层水淹状况,划分储层流动单元,确定剩余油富集的相带和储层,为调整挖潜打下基础。热采稠油油田要以储量动用程度研究为重点,要对所有井按含水、周期、油汽比、层系、区域位置等进行分类,要对地质和工艺措施效益进行剖析,要按不同油价和油田公司给定的操作成本按高效、低效、无效进行分类排序,以适应国际油价的风云变化和股份公司日益缩减的投资、成本形势。裂缝性油藏要研究压力、采出程度、采油速度和边底水锥速度的相互关系,应用录测井资料、岩心分析资料、稳定试井和不稳定试井资料、生产动态资料,借鉴国内外同类油藏的勘探开发经验,探索一条适合我们油田的稳产和提高采收率之路。

动态分析是措施挖潜、方案调整最基础性工作。其核心就是建立完善的动态分析体系,目标明确,责任到人。应用统计法、物质平衡法、水动力法等多种方法,把单井、井组、单油层、区块、全油田的动态分析有机结合在一起。加强对油藏开发指标的分析、调整和控制,实现“三升三降一稳” (地层压力、存水率、注采比上升;综合递减率、自然递减率、含水上升率下降;相对稳定吞吐油汽比)的总体目标,实施以注水井、吞吐井为中心的单元式管理,建立采油作业区井组承包、地质研究所井组负责,把动态监控细化到人。坚持季度总结,月度分析,旬度调整的动态管理办法,及时拿出对策,及时进行调整。动态分析和调整要按现代油藏经营管理的要求来开展。要把每个方案和每项措施当做系统工程来抓。要做好这项工作,就要做好四个结合,地质与工艺结合,与生产结合,与技术进步结合,经济评价结合。从油藏实际出发,地质研究要为工艺技术发展指出方向,地质措施要为工艺技术的实施提供便利条件;工艺技术的发展要紧密联系油藏实际,从解决油藏开发矛盾出发,形成完善、实用的工艺手段和配套技术,为油藏开发服务。要进一步搞好资料录取。只有及时掌握齐全、准确的油藏动态资料,才能对油藏进行及时有效的调整,改善油藏开发效果。要建立一套从采油井站——作业区地质——地质研究所的资料录取制度。利用三级把关的体系和地质人员工作经验和敏锐的洞察力,及时发现和纠正偏差。把计算机做为最重要的载体,认真建立和完善动静态数据库、作业系统建立修井作业数据库、工艺措施数据库。

各位科技战线的同志们,展望新的一年,面对日益复杂的生产经营矛盾,增储增产、措施挖潜、节能挖潜等方面工作的许多技术难题需要我们进行攻关,任务艰巨,任重而道远,让我们继续努力,携手并进,为公司完成**年生产经营目标、保持油田持续稳定发展做出新的更大的贡献!

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㈡ 为什么要定期实施油田动态监测,实行信息化管理

诊断好、调整好一个油田,必须拥有油田各个时期大量过硬的第一手的动态资料,这与医生给病人诊病询问病情,了解他的病历是同一个道理。各个企业的人力资源管理,对每个员工定期进行测评,了解他的表现,安排他的培训和升降也是同一个道理。油田从勘探开始就在积累资料,一旦发现油田,开发人员就应该介入,掌握油田地质构造形态、断裂系统和产油层的空间分布状况;掌握各储层油水接触面和油气接触面的位置和它们的海拔深度;掌握油层的原始地层压力和原油高压物性资料;掌握各油层的物理参数和测井解释成果;为油田开发进行可行性研究(概念设计)奠定基础。油田在试采期间,已经较系统地掌握了比较多的生产试油和试井资料,可以核算全油田各油藏的储量和掌握其驱动类型,通过注水、注气或其他方面的试验工作对可能采用的开发方式可以做出评价,为编制合理的开发方案提供了依据。油田正式投入生产以后,必须建立必要的油田动态监测系统,每口油、水井必须经常地记录产油、产气、产水、注水量的变化;记录油压、套压和定期测定井底流压的变化;选出一定的井定期测定地层压力、产液剖面、吸水剖面等等。作为一个开发人员或者一个主管开发的领导者应该有一个明确的思想,每一口井在提供油藏动态数据方面的作用并不次于它提供油、气产量的重要性。我国在油田开发工作中十分重视油田动态监测工作,建立起五个方面的监测系统,形成一系列监测技术。

压力监测 对独立的开发单元30%的油井和50%的注水井作为固定测压点,一年测一次压力。

对套管损害情况监测油田通过这些生产监测实况,就会不断加深对油藏的认识,进一步落实地质储量和可采储量,查明油藏内部油、气、水饱和度及地层压力的变化,查明油、气、水在油藏内部运动规律,为油田开发调整方案提供依据,为油田的日常生产管理、工艺措施和组织生产计划做出合理的安排。

油田大量的静态和动态的监测资料,过去没有计算机的时候只能靠人工来记录,建立井史档案,手工绘制生产曲线,费时、费事,真是“少慢差费”。20世纪90年代以后,随着全球化和信息化的到来,开创了信息化管理,我们应该充分应用计算机技术,重视油田数据库的建设。大致可分为三种类型的数据库:一是油田的静态数据库;二是油田的动态数据库;三是油田的知识库。前两个库对每一个油田都是独立的,知识库是广泛的,可以在全球范围内尽可能收集多种油藏类型、多种开发方式的经验、教训、规律和结论,利用知识库进行相类似的油藏开发经验的类比,加深我们对油藏的认识和预测。

㈢ 数据库访问模块

该模块能够访问油田已建的开发数据库,抽取计算所需的数据,并进行数据的查看、编辑、修改。访问的数据库包括:①钻井地质信息库;②单井基础信息库;③单井小层数据库;④采油井月度数据库;⑤注水井月度数据库;⑥措施数据库。

1.油藏基本参数

输入油藏的基本参数,所输入的参数如图6-27所示,其中包括单元代码、小层数和砂层组个数等。其中砂层组是所有小层可以任意组合的。右边表格中的小层名称要与数据库中的一致。

图6-27 油藏基本参数输入框

2.数据库访问

为方便用户通过各种方式输入数据,系统设立了多种数据接口。

(1)访问本地DBASE数据库

对于DBASE格式的数据库(将ORACLE数据库下载后存成DBASE数据库格式,或者通过Excel另存为DBASE格式),系统通过建立ODBC数据源访问DBASE数据库。图6-28为采用ODBC数据源方式访问DBASE数据库的对话框。

用户需要注意的是首先应该读入第一个数据库文件,即钻井地质信息库,后面的数据库可以不分次序读入。

从钻井地质信息库中主要获取所选区块中各井的井名及大地坐标,在数据库的后面有两个按钮,其功能①读入:单击该按钮,将数据库的数据调入内存。②查看:用户单击该按钮,弹出一数据显示对话框,可以查看从数据库中读入的有关数据,图6-29所示为钻井地质信息库读入后查看的数据,用户可以对表中的数据修改,例如,用户如果要从中删除一口井,可以在选中该行后,在菜单编辑中单击删除一行即可;如果要增加一口井,用户可以在表格的末尾直接写入即可。修改完毕,单击确定按钮即可。

其他数据库文件的读入方式与钻井地质信息数据库相同。

(2)访问ORACLE数据库

图6-28 通过ODBC数据源访问数据库

图6-29 数据编辑框

根据在油藏基本参数中输入的区块单元代码,系统直接访问ORACLE数据库,抽取系统分析所需数据。

(3)本地Excel文件

在缺少数据库的情况下,可以通过Excel建立的数据文件,系统直接读入。

㈣ 精细油藏描述技术的深化与发展

柳世成王延忠杨耀忠孙国贾俊山隋淑玲

参加本次研究的人员还有陈德坡,于金彪,付爱兵等.

摘要 在孤东油田七区西馆陶组上段的精细油藏描述研究中,精细油藏建模、剩余油描述、油藏描述计算机应用等取得了较大深化与发展,并在现场实施中收到显着效果,预计可提高采收率2.67%,增加可采储量154.8×104t,其中,按中间研究成果新打的10口井投产后已累计增油9088t。

关键词 孤东油田 油藏描述 深化与发展 油藏建模 剩余油 效果

一、引 言

按开发阶段的不同,油藏描述可划分为开发准备阶段的早期油藏描述,主体开发阶段的中期油藏描述和提高采收率阶段的精细油藏描述[1~4]

油田进入高含水期开发以后,挖潜难度越来越大,该阶段的油藏描述以提高油田最终采收率为根本目的。精细油藏描述是以挖潜难度大的开发单元为研究对象,以建立精细三维地质模型为基础,以揭示剩余油的空间分布规律为重点,以制定挖潜剩余油、提高采收率措施为最终目标所进行的油藏多学科的综合研究[3]。很显然,精细油藏描述已不仅仅是纯静态的油藏描述,而是将精细油藏描述与剩余油分布研究紧密地联系在一起,是集地质、测井、数值模拟、油藏工程多学科为一体的系统工程。

精细油藏描述及剩余油分布研究是提高高含水油田最终采收率的重点技术。通过“八五”的单项技术攻关和“九五”的推广应用,不仅形成了对高含水、特高含水期油藏进行精细油藏描述及剩余油分布研究的系列配套技术,而且取得了显着的应用效果。自1995年开始,已在胜利油田进行了4期110个单元16.9×108t储量的精细油藏描述。前两期精细油藏描述实施的新井及老井措施截止到1998年12月共增油181×104t,预计增加可采储量799×104t,提高采收率1.80%。

1999年初,对前两期精细油藏描述进行了较系统的总结,形成了精细油藏描述的系列配套技术:一是建立了适合于多种油藏类型的精细油藏描述及剩余油分布研究的基本程序、技术和方法;二是总结出了不同类型油藏精细油藏描述及剩余油分布研究的关键技术和研究侧重点;三是初步形成了精细油藏描述及剩余油分布研究的计算机自动化软硬件系统。但其仍存在以下几方面的差距:①基础数据的数据库化程度低;②虽然油藏描述的较细,但精细的技术政策界限不太明确;③静态与动态的结合程度较低;④计算机自动化程度不够。

本文主要以孤东油田七区西馆上段精细油藏描述及剩余油分布研究为例,介绍高含水期整装油田精细油藏描述技术取得的深化和发展,同时为断块、低渗透以及稠油、海上等特殊油藏提供研究思路和技术储备。

二、精细油藏建模技术

精细油藏建模技术是剩余油分布研究的基础,其研究内容可概括为建立五个模型,即地层模型、构造模型、储集层模型、流体模型和油藏模型。下面重点介绍五项关键技术。

1.精细地层对比

孤东油田七区西精细地层对比,是在前人划分对比的基础上,针对存在的问题以及特高含水期油田开发方案调整和建立剩余油预测模型的要求,开展的储集层细分对比研究。根据七区西馆上段河流相沉积特点,进行储集层细分对比的原则是:以标准层控制层位,用沉积旋回和岩相厚度法结合标志层划分砂层组;以砂体等高程对比模式、平面相变对比模式、叠加砂体对比模式和下切砂体对比模式确定时间单元。

在整个细分对比工作中,纵向上由砂层组、小层到沉积时间单元进行逐级控制,平面上则以现代沉积学研究成果为指导,以取心井为基础,以自然电位、微电极曲线、感应曲线为依据,参照所建立的等高程平面闭合对比模式、相变对比模式、叠加及下切对比模式,采用点、线、面相结合的对比方法,将七区西馆上段4~6砂层组划分为36个沉积时间单元,其中522和531、621和622、631和632、641和642、651和652两个砂体的连通率均大于40%,进一步细分对开发及剩余油挖潜没有实质的意义。所以,该砂层组可细分为30个沉积时间单元(表1)。

表1孤东油田七区西地层细分成果表

在前两期精细油藏描述研究中,没有对地层细分的初步结果结合生产动态进行进一步的合理技术界限研究,其在矿场应用的实用性相对差一些。

2.微型构造研究

砂层的微型构造是指砂层顶面或底面的起伏形态,其起伏形态与地下油水运动规律有着一定的关系,影响油水井的生产及剩余油在平面上的分布。

通过对微构造储存剩余油的有效性和在有利微构造上部署加密井的可行性研究表明,微构造的尺度并不是越微越好,应具有规模有效性和经济有效性。一个油田微构造的尺度能满足分辨最终经济极限井网的井与井之间在微构造中的相对位置即可。

在孤东油田七区西微构造研究中,将平均井网井距看做是拾取的微构造信息的周期,再把横向上的分辨率转到纵向上,通过公式

胜利油区勘探开发论文集

即得到分析所需要的微构造的等间距为2m。

式中:D——微构造等间距,m;

L——平均井网井距,m;

θ——油藏地层倾角,(°)。

3.储集层参数井间插值优选

储集层参数空间分布规律研究的关键是对井间储集层参数的分布进行准确描述。过去对于井间储集层参数的插值往往是选取一种比较流行或比较新的方法,并且各种参数一般都用相同的方法进行插值,易造成较大的生产误差,影响了地质建模的准确性。

在孤东油田七区西油藏描述中选取8大类17种井间插值方法,对不同储集层参数通过井位抽稀验证进行最佳插值的方法优选,并编制成软件实现了计算机的自动优选。其研究思路如下:第一,采用井点数据抽稀法,对实测数据进行抽稀;第二,对未抽稀掉的井实测数据采用距离加权平均法、趋势面分析法、克里金法、随机建模法等等,进行井间参数拟合(网格化);第三,对各种插值方法的估计值与抽稀井的实测值的误差进行分析对比,同时也可以利用各种等值图进行分析对比;第四,优选出符合油田地质特征、沉积特征的储集层参数井间拟合方法;第五,利用优选出的方法对参数的空间分布进行拟合,形成网格数据和等值图,进行参数的空间描述及用于计算储量。

利用上述研究思路对七区西馆上段4~6砂层组的有效厚度、孔隙度、泥质含量、渗透率、渗透率变异系数、粒度中值、分选系数、含油饱和度等参数进行井间插值,形成了30个沉积时间单元合计240个参数的网格数据体(表2)。

表2孤东油田七区西馆上段储集层参数最优插值方法选取表

上述研究表明,不同油藏类型、不同储集层参数对应不同的最佳插值方法,并且各种插值方法之间的误差较大。因此,对必须选取多种井间插值方法对井间插值进行实际验证,以选取最佳插值方法。

4.沉积微相定量识别[4-5]

在孤东油田七区西沉积微相研究中,根据取心井已知微相的各项参数,通过影响沉积微相参数选取、沉积微相标准化、沉积微相特征值的计算,实现了沉积微相划分的定量化和计算机自动化。

(1)储集层参数选取

根据工区内取心井划分取心层位的沉积微相,选取影响沉积微相的七种储集层参数,即砂体厚度、孔隙度、渗透率、渗透率变异系数、粒度中值、泥质含量及分选系数。

(2)储集层参数得分值计算

采用最大值标准化法,计算每种参数在不同微相的得分值,最大值标准化法公式:

胜利油区勘探开发论文集

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式中:Fi——某种参数在某一微相中的得分值;

Xi——某种参数在某一微相中的平均值;

Xmax——所有微相中本项参数的最大平均值。

(3)储集层参数权衡系数计算

对于不同相带,变化越明显的参数对相带的确定程度越大;不同相带中变化不明显的参数对相带的确定程度越小。因此,可根据各项参数在不同相带中的变化程度确定其权衡系数的大小,计算公式为:

胜利油区勘探开发论文集

式中:qi——参数的权衡系数;

Vi——某一参数的平均值在不同微相之间的变异系数;

V——所有参数的变异系数之和;

σ——参数的标准偏差;

〓——不同相带某参数的平均值。

(4)定量识别模式建立

用每种参数的得分值和权衡系数,采用加权求和的方法建立沉积微相的定量识别模式,计算出每种沉积微相的一个综合特征值。

根据七区西馆陶组上段12口取心井取心层位中各个砂体(或时间单元)的沉积微相,可以计算得其不同沉积微相综合特征值的范围,即:特征值>0.50为心滩或边滩;0.35<特征值<0.50为废弃河道;0.20<特征值<0.35为天然堤;0.10<特征值<0.20为决口扇;特征值<0.10为泛滥平原。

依据新建立的油砂体数据库和测井二次解释成果,按照上述沉积微相定量识别模式计算每口井每一砂体综合特征值,采用多次定性赋值技术和EarthVision地质绘图软件的多文件叠合功能,实现沉积微相图的自动绘制。

5.储量计算

孤东油田七区西首次采用网格积分法计算其石油地质储量。网格积分法储量计算结果实际上是储集层有效厚度、孔隙度、含油饱和度等参数评价结果的集中体现。

网格积分法储量计算的流程是:①将各沉积时间单元井点有效厚度、孔隙度、含油饱和度数据进行网格估值,形成网格数据体;②利用储量计算参数网格数据体,结合地面原油密度及体积系数选值结果,采用容积法储量计算公式,形成地质储量网格数据体;③利用地质储量网格数据体,分别计算统计单砂体、沉积微相、沉积时间单元地质储量。

三、剩余油描述技术

1.数值模拟方法

油藏数值模拟是大规模描述剩余油的重要方法[3],近年来取得重大进展,形成了不规则网格及网格自动生成、历史拟合实时跟踪、三维可视化、窗口及并行等十项新技术;在历史拟合中强调步长优化等四项调参约束机制,提高了数值模拟的研究水平。研究中,地质模型纵向上细到沉积时间单元,平面上网格步长进一步细化,动态模型细到月度数据,油层物理参数细到与沉积时间单元一一对应。

根据数值模拟可以计算不同小层、不同时间单元的剩余油饱和度、可动油饱和度、剩余储量丰度、剩余可采储量丰度、采出程度等指标,对这些结果进行综合分析可以找出剩余油富集区,提供挖潜措施方向。

2.流线模型方法

流线模型技术的提出和应用于20世纪90年代[3],是研究井间剩余油的一种新的方法,具有允许节点多、运算速度快、研究周期短的特点。

流线模型求解的思路是:先求取流体在多孔介质中的压力场和速度场,然后求出流体的流动轨迹即流线,最后求得任一流线在任一点的饱和度值。通过流线模型计算,可以求得井间任一点的含油饱和度、剩余油饱和度,从而确定驱油效率、可动油饱和度、可采储量、剩余可采储量等参数。

3.油藏工程计算剩余油方法[5~8]

根据油田开发已进入特高含水期的实际,结合矿场应用的需要,油藏工程计算选用了5种计算剩余油的方法。

(1)水驱特征曲线法

根据井点动态资料作水驱特征曲线,结合井点采出状况求出水驱储量、剩余可采储量等指标。

(2)渗饱曲线法

选择油层有代表性的相渗曲线,结合水驱特征曲线求出生产井出口端含水饱和度,进而求得剩余油饱和度、剩余可动油饱和度、剩余可采储量等。

(3)无因次注入采出曲线法

据注入采出情况,做无因次注入采出曲线,结合注入倍数求出剩余采出程度、剩余可采储量、剩余可采储量丰度。

(4)物质平衡法

根据物质平衡原理求得井点剩余地质储量、剩余可动油饱和度、剩余可动油地质储量等。

(5)水线推进速度法

根据注水井的水线推进速度,求出一线油井不同层段相对水线推进速度,结合动态监测资料研究层段水淹状况。

油藏工程计算方法最大特点是数据文件要求相对简单,可操作性强,适用于矿场人员进行计算分析。孤东油田七区西精细油藏描述将5种方法综合起来编制成软件系统,进行动态分析和剩余油研究。随着软件系统的推广应用和不断完善,将大大提高工作效率和对剩余油分布规律的认识程度。

4.水淹层测井解释方法

开发过程中的水淹层测井资料可解释剩余油饱和度、残余油饱和度、含水率和剩余有效厚度等,是研究油水运动状况、储集层动用状况及剩余油分布状况的重要手段。常规的测井方法如电阻率测井、自然电位测井、声波时差测井、放射性测井等原则上都可用于水淹层测井解释剩余油,但这些方法受地层水矿化度的影响较大,而水淹层地层水电阻率已是注入水与地层水的混合电阻率,其大小取决于两种水混合的程度。因此,求准地层混合液的电阻率是水淹层测井解释的关键。

水淹层测井解释提供的储集层参数模型,是进行精细数值模拟的关键和基础,其层内每米8个点的测井解释可以细致地分析层内剩余油分布情况。

5.动态监测方法

主要包括生产动态分析、测试资料分析和检查井分析三种方法。利用动态监测方法综合分析各套层系、各个小层在平面、层间、层内井点的水淹状况及剩余油分布特征,其结果可用来分析和约束数值模拟、流线模型及其他方法的研究。

(1)生产动态分析

主要分析生产井生产指标、单采井生产指标、历年新井生产状况及指标、历年补孔改层井指标,计算层系、井排、小层等的累积采出和注入量,研究油层水淹状况和剩余油分布特点。

(2)测试资料分析

分析C/O、同位素测井、产液剖面、吸水剖面等矿场测试资料,分析计算层间层内各项水驱指标,总结剩余油分布特点。

(3)密闭取心井分析

密闭取心井是用来检查注水开发油田油层水淹特征和剩余油分布规律的比较可靠的方法,它以井点剩余油研究为主,主要描述井点层间、层内的剩余油分布,同时也可依据岩电关系进行平面剩余油分布规律研究,但受检查井数量的影响,往往被用来分析和约束数值模拟、水淹层解释、油藏工程综合研究的结果。

四、油藏描述计算机应用技术

1.建立基础数据库,编制数据库转换程序

孤东油田七区西精细油藏描述基本实现了数据管理计算机化,共建5个静态数据库,即小层数据库、井位坐标数据库、储集层参数数据库、断层参数库、沉积参数数据库;12个动态数据库,即综合开发数据库、油井数据库、水井数据库、射孔数据库、分层注水数据库、生产层位数据库、压力数据库、封堵数据库、相渗曲线数据库、取芯井数据库、原油物性数据库、天然气数据库;并编制3个数据库转换程序,即开发数据转换程序、油井单井数据转换程序和水井单井数据转换程序。

2.开发Earth Vision地质建模软件,实现地质成果图件编制的计算机化

在七区西精细油藏描述研究中,对Earth Vision地质建模软件进行了较为全面的开发和应用,不仅为数值模拟提供了静态模型数据体,还利用工作站绘制了小层平面图、微构造等值图、沉积微相平面图、油藏剖面图等基本地质图件。

3.新编制动态分析辅助程序

在对开发状况及水淹状况进行分析时,为了提高工作效率,编制了3组6个动态分析辅助程序,主要包括动液面分级程序及等值线作图程序、泵效分级程序及等值线作图程序、含水分级程序及等值线作图程序。因而,可以对任意时期的动液面、泵效、含水数据进行不同范围内的自动统计分级,并形成电子表格;也可以绘制任意时期的动液面、泵效、含水的彩色等值线图。

4.编制井间插值方法优选程序及储量计算程序

在测井精细解释研究中,编制了井间插值方法优选程序,实现了从井点数据的输入、井间抽稀、插值方法的选取、误差分析到形成网格数据体和等值线图的计算机自动化。

在储量计算中,新编的网格积分法储量计算程序,能够精确地计算每个网格数据体的地质储量,并能分沉积相带、时间单元和小层进行储量的计算和评价。

5.采用5种油藏工程方法编制计算剩余油的软件

该软件系统包括数据处理、无因次注入采出法、驱替特征曲线法、物质平衡法、渗饱曲线法、水线推进速度法6个主菜单5种计算方法。该系统中5种方法既独立又相互联系,可单独计算也可全部计算。可提供层系、井区或井点的剩余地质储量、剩余油饱和度、剩余可采储量等指标。

6.完善了井点与井间剩余油分布研究软件系统

井点与井间剩余油分布研究软件系统包括参数准备、井点剩余油解释、井间剩余油解释、剩余油描述、图形管理等5项主菜单。可以研究井点原始含油饱和度、残余油饱和度井点和井间剩余油饱和度,用含水率、剩余油饱和度、可动油饱和度、剩余储量丰度、驱油效率等多种参数来反映剩余油在空间的分布规律。

该软件能够根据油藏含油面积的大小和研究要求,建立所需的网格系统。在网格系统的基础上,确定井位、断层边界及各项地质参数分布图,建立地质模型。并能根据井点成果、基础数据库,自动插值形成各种参数网格图和分布图。

五、孤东油田七区西精细油藏描述的应用效果

1.措施潜力

在七区西精细油藏描述的基础上,共提出新井措施6口,提出补孔改层、卡封、下大泵、扶躺井、堵水调剖等老井措施330井次,合计实施措施336井次,预计可提高采收率2.67%,增加可采储量154.8×104t(表3)。

表3综合分析潜力分类表

2.矿场应用效果

在孤东油田七区西精细油藏描述研究中,利用中间研究成果提出的部分措施已取得显着效果。

从1999年开始,截止到2000年12月,该区共打新井10口;完成补孔改层井79口、堵水油井26口、下大泵井49口等老井措施共154井次。10口新井投产初期平均单井日产油6.14t,综合含水90.75%;截止到2000年12月,累计增油9088t。154井次的老井措施取得了显着效果,截止到2000年12月,措施后比措施前平均增油518t/d,综合含水降低3.1%,累计增油73074t。

部分单井措施效果显着。如,原生产61小层,后在井网不完善、剩余油饱和度和剩余储量丰度均较高的43小层补孔生产的GDS2井,获得了单井日产油60t,综合含水61.7%的良好效果;原生产52+3小层,后在断层附近、剩余油饱和度和剩余储量丰度均较高的62小层补孔生产的7-23-2306井,也获得了单井日产油44.7t,综合含水仅33%的好效果。这对于综合含水高达96.7%,单井日产油只有4.9t的特高含水油田实属不易。另外,补孔未动用的412小层进行生产的7-31-306井、补孔井网不完善的441小层进行生产的7-33-2286井也分别取得了单井日产油40t和21.3t、综合含水仅51.1%和59.2%的好效果。

由此可见,只要查清其地质情况,掌握剩余油分布,特高含水期的老油田也是有潜力可挖的。

六、结论

通过对孤东油田七区西的研究,精细油藏描述技术取得了较大的深化与发展。提高了精细油藏描述的水平,使研究成果与矿场应用更为贴近、实用。实施后取得良好效果。

但精细油藏描述技术的计算机一体化、流程化还有待进一步攻关。在统一的工作平台上实现数据采集、管理、地质三维建摸、数值模拟到油藏工程综合分析的计算机一体化、动静态参数的网格数据体化和跟踪分析自动化,是今后的发展方向。

主要参考文献

[1]刘泽容,信全麟等.油藏描述原理与方法技术.北京:石油工业出版社,1993.

[2]张一伟等编着.陆相油藏描述.北京:石油工业出版社,1997.

[3]杜贤樾,孙焕泉,郑和荣主编.胜利油区勘探开发论文集(第一、二辑).北京:地质出版社,1997、1999.

[4]裘怿楠,陈子琪主编.油藏描述.北京:石油工业出版社,1996.

[5]孙永传,李蕙生编着.碎屑岩沉积相和沉积环境.北京:地质出版社,1986.

[6]陈元千.实用油气藏工程方法.东营:石油大学出版社,1998.

[7]郎兆新.油藏工程基础.东营:石油大学出版社,1991.

[8]C R史密斯等编.岳清山等译.实用油藏工程.北京:石油工业出版社,1995.

㈤ 注水井利用率计算公式

注水井利用率计算公式是:注水井利用率=[注水井开井数(口)/(注水井总井数(口)-计划关井数(口)-待报废井(口))]x100%。
注水井利用率计算公式是以每月数据库、注水报表数据为准计算。
开井数是指当月内连续注水24h以上,并有一定注水量的注水井数之和。在间开制度下的间歇注水井,有一定的注水量,也算开井数。

㈥ FEFLOW地下水模拟软件系统简介

FEFLOW(Finite Element subsurface flow system)是由德国水资源规划与系统研究所(WASY)历时二十多年的研究,开发出来的地下水流动及物质迁移模拟软件系统[9]。该软件提供图形人机对话功能、具备地理信息系统数据接口、能够自动产生空间各种有限单元网、具有空间参数区域化、快速精确的数值算法和先进的图形视觉化技术等特点[22]

FEFLOW最初是用FORTRAN Ⅳ 编写的,并且作为典型的批处理程序用于大型计算机,在20世纪80年代,FEFLOW推出了由C语言源程序改写的第二个版本[21]。此后,在理论研究和实际问题的处理上,经过了不断的发展、修改、扩充、提高,日趋完善。从20世纪70年代末至今,FEFLOW 经过了大量的测试和检验,成功地解决了一系列与地下水有关的实质性问题,如判断污染物迁移途径、追溯污染物的来源、海水入侵等等,是迄今为止世界上功能最齐全、技术最为先进的三维地下水模拟分析软件。目前,最新的FEFLOW版本是VERSION5.3,由C语言和C++语言编写而成。

5.3.1.1 FEFLOW 的应用领域

FEFLOW的应用领域包括[22、24]

模拟地下水区域流场及其他地下水资源规划和管理方案;

模拟矿区露天开采或地下水开采对区域地下水的影响及其最优对策方案;

模拟由于近海岸区抽取地下水或者矿区抽排地下水引起的海水或深部盐水入侵问题;

模拟非饱和带以及饱和带地下水流及其温度分布问题;

模拟污染物在地下水中的迁移过程及其时间空间上的分布规律(可用于分析和评价工业污染物及城市废物堆放对地下水资源和生态环境的影响,研究最优治理方案和对策);

结合降雨—径流模型进行模拟“降雨—径流—地下水”的系统问题(可用于研究水资源合理利用、管理以及生态环境保护方案等)。

5.3.1.2 系统输入特点(建立模型)

通过标准数据输入接口用户既能直接利用已有的GIS空间多边形数据生成有限单元网格,也可以用鼠标设计和调整网格几何形状,增加和放疏网格密度[22]。在建立水流场和迁移模型时,用户不仅能够视具体情况定义第一、第二和第三类边界,而且可以对边界条件增加特定的限制条件,以避免非现实的数值解。用户也能够直接定义多含水层中的抽水和注水井边界条件。所有边界及附加条件既可设置为常数,也能定义为随时间变化的函数。已知的边界及模型参数可以按点、线或面的形式直接输入。对离散的空间抽样数据进行内插或外推(数据区域化),FEFLOW提供克里格法(Kriging),阿基玛(Akima)和距离反比加权法(IDW)。输入数据格式既可以是ASCII码文件,也可以是GIS地理信息系统文件。FEFLOW支持ARC/INFO点、线、面的广义数据格式,ArcView形状数据格式,DXF格式,Tiff图形以及HPGL数据格式。

5.3.1.3 系统模型求解特点

FEFLOW具有齐全的地下水模拟功能[22]

三维空间模型,二维平面,二维剖面或者轴对称二维模型;

非稳定流或稳定流模拟;

多层自由表面含水系模拟,包括滞水(perched water)模拟;

化学物质迁移及热传递模拟,包括温度盐分(thermohaline)迁移模拟;

可变密度流场模拟(盐水或海水入侵问题);

非饱和带流场及物质迁移模拟。

FEFLOW采用加辽金法为基础有限单元法,并配备若干先进的数值求解法来控制和优化求解过程:

快速直接求解法,如 PCG,BICGSTAB,CGS,GMRES 以及带预处理的再启动ORTHOMIN法;

灵活多变的up-wind 技术,如流线up-wind,奇值捕捉法(Shock capturing)以减少数值弥散;

皮卡和牛顿迭代法求解非线性流场问题,自动调节模拟时间步长;

模拟污染物迁移过程包括对流,水动力弥散,线性及非线性吸附,一阶化学非平衡反应;

为非饱和带模拟提供了多种参数模型如指数式,Van Genuchten 式和多种形式的 Rich⁃ard 方程;

垂向滑动网格(BASD)技术处理自由表面含水系以及非饱和带模拟问题;

适应流场变化强弱的有限单元自动加密放疏技术,以获得最佳数值解;

实时图形显示模拟非稳定流过程中观测点水头和污染物浓度的动态变化值;

非稳定流模拟计算可以随时暂停,以便用户显示和分析中间模拟结果;

开放性外部程序接口,以便用户在FEFLOW 系统中连接和使用自己的程序模块。

5.3.1.4 系统结果输出及显示

FEFLOW的计算结果既有水位,污染物浓度及温度等标量数据,也包括流速,流线和流径线等向量数据。模型参数和计算结果既能按ASCII码文件,GIS地理信息系统文件,DXF或HPGL文件输出,又能在FEFLOW系统中直接显示和成图。FEFLOW提供了其他任何地下水模拟软件都无法比拟的、丰富实用的图形显示和数据结果分析工具[22]

5.3.1.4.1 先进的图形视觉化及数据分析技术

有限单元网,边界条件和模型参数的三维可视化及显示;

标量数据的三维彩色(透明或灰度)等势面显示及其二维平面彩色或等值线显示;

三维地下水流径追踪,流动时间及流速动画显示(包括其二维平、剖面投影或二维平面追踪);

三维体截段的空间显示和三维交叉剖面组的空间显示;

三维图形的任意旋转,二维、三维图形的放大或缩小;

总体和局部水量平衡分析(包括任意几何多边形内的水流通量分析);

计算和图形显示通过各种边界的水通量,物质通量及其在特定时间区间内的积分量;

借助FEFLOW 提供的XPLOT 或FEPLOT 程序模块可以直接设计和打印各种成果图件。

5.3.1.4.2 多功能的先进技术

能处理多种点阵式和向量式背景底图;

充分利用已有的ARC/INFO GIS地理信息系统数据产生有限单元网,设置边界条件和参数;

自动生成各种有限单元网并分析其几何特性;

模型空间分布参数的内插和区域化;

对模型边界条件及参数设置随时间变化的附加限制及规定;

实时显示地下水非稳定流场、温度场及污染物迁移模拟结果;

自动调整有限元网格密度,以获得随流场时空变化的最佳数值解。

5.3.1.5 应用方法

利用FEFLOW进行地下水模拟时,主要有以下几个步骤[9]

(1)确定模型的基础结构:为了定义有限元模型的外边界,首先添加背景图,用之作为基础,产生一个数字化的超级单元网格,这个超级单元网格将作为模型的基本结构;通过进入Edit菜单下的Mesh Generator menu子菜单,利用已生成的超大元网格可以自动生成有限单元网格,网格的数目可以自己指定,可以方便地调整网格的几何形状,增加和放疏网格大小等。

(2)确定模型的三维结构:根据模型的需要,可以进入Dimension 菜单,来定义片(Slices)和层(Iayers)的数目以及每个层的厚度,若为二维模型则此步忽略。

(3)输入模型的初始条件、边界条件及参数:进入Edit菜单下的Problem Editor Menu子菜单定义模型的参数。从问题编辑器的下一级子菜单Flow Data进入Flow initial,通过激活database菜单导入 FEFLOW 支持的 Arc/Info、数据格式、ArcView 形状数据格式、DXF格式、Tiff图形以及HPGL数据格式等,利用模型的自动插值计算功能进行自动插值计算,得到模型区域的流场等值线图;在Flow boundary菜单下定义模型的边界类型,并通过数据库或直接键入值来输入属性值;在Flow materials菜单下编辑所有模拟地下水流问题所需要定义的参数,可以通过导入数据库,或通过单元或面状分区在模型中直接键入参数值。对每个层来说,模型的初始条件、边界条件和水文地质参数可以分别输入,如果每层的条件相同,可以利用层间的COPY功能来实现赋值。

(4)模型模拟:由模拟程序外菜单Run进入模拟程序Simulator,敲击Run simulator按钮,开始模拟。FEFLOW可以自动生成并详细列出有关井的水头值的信息窗口,中间可以通过按住鼠标右键不放来停止模拟的进行,重新模拟用(Re)Run Simulator开始。

(5)分析模型结果和数据输出:模拟程序后处理菜单Postprocessor允许用户赋值、分析和输出计算结果。利用FEFLOW后处理菜单强大的数据分析功能,可以实现有限单元网、边界条件和模型参数的三维可视化及显示;标量数据的三维彩色透明或灰度等势面显示及其二维平面彩色或等值线显示;三维地下水流径追踪,流动时间及流速动画显示包括其二维平面、剖面投影或二维平面追踪;三维体截段的空间显示和三维交叉剖面组的空间显示;三维图形的任意旋转,二维、三维图形的放大或缩小;总体和局部水量平衡分析(包括任意几何多边形内的水流通量分析);计算和图形显示通过各种边界的水通量,物质通量及其在特定时间区间内的积分量;借助FEFLOW提供的XPLOT或FEPLOT程序模块可以直接设计和打印各种成果图件。

5.3.1.6 应用FEFLOW 时需要注意的问题

应用FEFLOW时需要注意以下问题[9]

(1)在定义模型的三维结构时,先允许用户通过设置顶片的虚拟高程和层厚度来分配层,例如,已通过Layer configurator设置顶片高程为1000m,其下方的其他层间距皆为100m,然后可以通过设置相关的高程值将每片拉到其实际的位置。这时,为了避免交叉,应先设置最底下一层的高程数据。

(2)使用FEFLOW时,在各含水层初始水位的导入、地层标高数据的导入插值时特别需要注意一些关键的问题,如存在不合理的插值数据,输入模型中可能会导致模型不能运行,或是出现不合理的运算。

(3)FEFLOW菜单中的参数子菜单比较多,参数的名称、单位和意义在进行地下水流数值模拟时需要特别注意,只有了解其在地下水流计算中的意义,然后相对应给定参数值,计算结果才会准确无误。

(4)进行模型边界属性赋值时,注意边界上流入为负,流出为正。