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1.高级流体物性模拟 如何将黑油模型转换为组分模型

了解储层流体的流体类型及其物性是进行任何生产系统分析的必备前提之一。在OLGA或PIPESIM中均可使用高级流体建模软件Multiflash来定义流体模型,其中的Black Oil Analysis(黑油流体分析)功能允许用户根据有限的黑油模型输入数据来估算流体全组分分析数据。

每种流体模型各有其适用性,其中黑油模型适用于模拟干气、水及非挥发油体系,而组分模型则更适用于模拟轻油、凝析气和湿气体系。组分模型可用于描述任何储层流体,它允许用户对流体相态行为进行更为详细的分析。但囿于现场条件的限制,用户手头往往缺乏流体样品的全组分分析数据而不得不使用黑油模型,因此不能对诸多问题(如多种流体模型的混合问题,以及评估流动保障问题中的水合物或蜡等)进行更进一步的分析。

因此,建议在以下两种情形下,可考虑采用Multiflash来基于手头已有的黑油流体数据估算得到流体全组分分析数据:

• 实现不同流体间的混合

• OLGA或PIPESIM都默认支持相同流体类型间的混合,如黑油流体与黑油流体的混合,组分流体与组分流体的混合

• 评估水合物或蜡的生成问题

• 模拟水合物或蜡需要采用组分模型,通过使用黑油流体数据猜测得到流体全组分数据可对水合物或蜡进行前期较为粗糙的模拟

操作步骤:

1. 定位到OLGA或PIPESIM的安装文件夹,根据以下所示的路径点击执行Multiflash程序可直接启动Multiflash(用户界面如下图所示),其中红色部分请根据软件版本进行相应修改:

C:\Program Files (x86)\Schlumberger\OLGA 2017.2.0\Tools\Multiflash\MFBJ01.exe

C:\Program Files (x86)\Schlumberger\PIPESIM2012.4\Programs\MFBJ01.exe

C:\Program Files\Schlumberger\PIPESIM2017.2\Programs\MFBJ01.exe

3. 首先点击File Tab > Save Problem Setup保存所创建的流体文件,再点击Home Tab > Units area > Units来选择所想使用的单位(例如All in Metric即输入数据和输出数据的单位均为公制),然后切换到Models Tab > Select Model定义好所需使用的模型(例如状态方程或水合物模型等),最后点击Define Model,并在随后弹出的对话框中点击OK来关闭窗口。

注:此处可参阅Multiflash用户指南中关于模型选择的详细介绍或保持默认选择。

4. 切换到Fluid PVT tab > Characterization area > PVT Analysis打开PVT Lab Fluid Analysis窗口,点击窗口左下角的Black Oil按钮并在弹出的窗口中输入Main Input for Black Oil Analysis区域所需的天然气比重、地面脱气原油比重和溶解气油比共三个数据,其中用户也可选择性地输入SARA Analysis和Wax Content等其它数据,然后点击Do Characterization来进行流体特征化,并在随后弹出的显示有“Characterization successful”的对话框中点击OK来关闭PVT Lab Fluid Analysis窗口。

注:可输入SARA(沥青四组分分析法)数据和总蜡量等参数值。

5. 在完成了流体特征化操作后,当我们返回到Multiflash的主窗口左侧的流体列表中可以发现生成的流体组分中并没有水组分,所以暂时还无法拟合现场实测的含水率。接下来需要首先在已经特征化的流体组分列表中增加水组分,具体操作为切换到Home tab > Components area > Components,在右侧键入框中输入水的组分名称或分子式,将水组分添加到左侧的流体组分列表中,然后点击OK键关掉该窗口即可。

6. 在流体列表已经存在水组分的前提下,我们需要赋予流体合理的水量以拟合含水率测量值。切换到Tools tab > Advanced tools area > Multistage flash,选择“Match GOR & Water Cut”选项,输入相应的气油比和含水率的测量值,点击右下角的Run按钮,然后可以在弹出的窗口中确认计算结果无误后点击Close按钮关闭该窗口,此时会再弹出对话框确认是否应用拟合得到的组分数据,点击Yes进行应用。在完成了这步操作后,我们就可以发现流体组分中的水组分含量从0变成了相应的数值了。

7. 在根据黑油流体数据转换得到相应的组分流体数据后,就可以外输结果文件以供相应的模拟器调用了。此时,既可以直接保存为*.mfl文件供OLGA组分跟踪模型或PIPESIM使用,也可以将流体模型保存为可供PIPESIM或OLGA使用的流体物性插值表格文件(OLGA为tab文件而PIPESIM为*.pvt文件)。具体操作为:切换到Import / Export tab > Export area > PVT tables,通过顶部的标签页选择所要输出的文件类型,然后在相应的标签页的选项中输入包含路径的流体文件名以及流体标签,再输入压力、温度计算网格的起止值和所需计算的网格节点数并点击Calculate Table以生成流体表格,随即在计算完成后Multiflash会自动弹出一条消息表示流体PVT文件已成功生成。此时关闭该弹出窗口。

6. 关闭Multiflash。

最后,需要强调的是经由黑油模型转换所得到的组分数据在OLGA或PIPESIM中可用于生成相图和分析流体相态行为。然而,我们必须清楚该组分数据仅仅只是对黑油流体的一个粗略估计,而不应该被视为对该流体的一种精确表征方法。

示例数据集:

表1 示例黑油模型数据


表2 转换后的相应组分数据

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