4. 国内外的油藏数值模拟器#

4.1. 国外模拟器#

目前国内使用的主流商业模拟器超过97%以上都是国外软件 [1],油藏数值模拟软件是“卡脖子”比较严重的领域。这是很严肃的一个话题,国内模拟器软件的研发和推广还需要一段比较长的时间。

重要

本文列出的软件名称按照英文名称的 英文字母表 的顺序进行排序。

4.1.1. CMG#

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CMG模拟器是由加拿大Computer Modeling Group公司研发的油藏数值模拟器软件包。CMG模拟器跟ECLIPSE一样,属于老牌模拟器,经历了几十年的研发和应用打磨。CMG一直以来以它的化学驱模拟、热采模拟功能见长。虽然它的其它功能也不弱,但是在与ECLIPSE模拟器的长期竞争中,广大的用户自发地形成了一种认识,即所谓黑油模拟用ECLIPSE,热采模拟用CMG。这虽然可以说是一种误解,但是也可以说明CMG与ECLIPSE在很多方面不相伯仲,也确实各有绝对优势的地方。

访问CMG公司主页: CMG

4.1.2. ECLIPSE#

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ECLIPSE是斯伦贝谢公司的油藏数值模拟软件工具包。ECLIPSE最早源自ECL小组,其名称取自是ECL’s Implicit Program for Simulation Engineering的缩写。ECLIPSE系列软件为石油工业提供了一套完整、强大的数值模拟研究工具,涵盖各类油气藏各个开发阶段的研究流程,帮助研究人员快速、精确地预测油气藏生产动态。是目前历史最悠久,使用时间最长,目前仍在国内外广泛应用的油藏数值器。被称为石油行业内油藏数值模拟器的参考标准。

访问斯伦贝谢公司中国主页:slb-sis

4.1.3. INTERSECT#

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INTERSECT是斯伦贝谢公司继ECLIPSE之后开发的新一代数值模拟器。INTERSECT作为实现大规模非均质油气藏精细数值模拟的技术手段应运而生。它解放了目前石油工业界对地下储层的研究能力,提供了精细研究具有复杂构造、高度非均质及复杂完井方式的油气藏的技术手段。INTERSECT实现了全新高效的并行分区技术和方程解法,极大地提高了数值模拟的运算速度。

访问斯伦贝谢公司中国主页:slb-sis

4.1.4. NEXUS#

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NEXUS模拟器最早是由阿莫科石油公司、洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)和克雷研究公司(Cray Research)研发的模拟器’Falcon’,后来由哈利伯顿的兰德马克Landmark收购,继续研发和市场化。NEXUS已经逐步替代了兰德马克公司原有的模拟器VIP。

访问软件主页: NEXUS

4.1.5. tNavigator#

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tNavigator软件是俄罗斯软件公司Rock Flow Dynamics (RFD)公司与Intel合作,经多年研发、目前已在全球各大油公司得到广泛应用的新一代高效数值模拟技术。它是行业内首款也是唯一的一款将全三维交互用户界面与创纪录的CPU+GPU协同并行计算引擎动态结合的行业领先产品。它的出现,使得超大网格节点(千万~十亿级)油藏模型数值模拟成为可能,成为行业内革命性的新一代数值模拟技术产品。目前在国内RFD在国内与科吉思(Colchis)石油技术咨询有限公司深入合作,科吉思公司提供优质的技术支持服务。

访问Rock Flow Dynamics公司主页: RFD

访问RFD公司中国合作伙伴科吉思公司主页: Colchis

4.2. 国产模拟器#

备注

下列软件排序是按照英文字母表的顺序进行排序。一部分商业公司研发并运运营的模拟器由于没有详细的信息,仅做简介并提供主页链接。[2]

4.2.1. AClimber#

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AClimber采用面向对象思想,应用c++模块化编程思路完成了三维三相黑油模拟器的开发工作,具备较强的可扩展性:目前完成了200余个常用功能的数据表征工作,满足油田开发的基本需求。在功能开发的同时,专注模拟求解算法的研发与优化工作,结合超大粒度并行技术,满足了现场对模拟器的高效求解的实际需求。其计算速度与国外最先进的油藏模拟器相当,是目前国内最快的三维三相黑油模拟器。

4.2.2. cFlow#

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cFlow油藏数值模拟器软件是三维三相的黑油模型核心模拟器。cFlow研发的主要目的是使用AD(Automatic Differentiation自动微分)技术搭建通用且易于扩充功能的油藏数值模拟核心模拟器框架,便于试验新的渗流机理,也方便初学者操作学习油藏数值模拟器的使用。cFlow由本站开发,可以在 工具 中找到cFlow的详细介绍。

4.2.3. HiSim#

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HiSim4.0是中国石油历经十余年攻关,自主研发的一款高性能、高精度、集地质建模-油藏模拟于一体的大型软件系统,拥有地质建模、黑油模拟、组分模拟、裂缝模拟、化学驱模拟、热采模拟、模型建立、结果可视化、交互历史拟合、井网部署等10大功能模块。

4.2.4. LandSim#

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LandSim是 特雷西能源科技股份有限公司 推出的模拟器,可以对常规及非常规油气藏进行压裂-生产一体化模拟。独特的自适应动态网格技术,精确、高效对黑油和组分油藏进行全过程动态模拟、自动历史拟合、方案智能优化。

4.2.5. MDS#

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MDS是 北京思达威云石油工程技术研究院 自主研发的数智孪生多维模拟油气藏生产评价一体化软件。应用自主核心技术,结合可定制化升级理念,不仅能独立完成油气藏建模数模一体化仿真模拟、模型动态更新与跟踪模拟,同时还兼容Petrel、Eclipse、CMG等大部分商业软件不同版本的模型成果。数值模拟采用拓展的有限体积算法可实现多层合采油气藏串流倒灌仿真模拟,针对黑油、泡沫油、凝析气、煤层气、页岩气、多重介质等多种油藏类型均有适配模拟器,模拟结果已得到国内外数百个油藏模型验证。

4.2.6. MINERS#

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MINERS是Minimumlist Engine for Reservoir Simulation项目的缩写,是目的是打造一个通用的的三维三相黑油模拟器。MINERS采用C++和Fortran混合语言编程,并使用SIMD、OpenMP实现并行。目前支持三维三相的黑油模型、聚合物驱。本站将会在后期更新MINERS模拟器的相关内容。

4.2.7. MONIX#

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MONIX油气藏数值模拟软件为 北京默凯斯能源技术有限公司 研发的一款具有国际领先水平的多组分扩展型黑油模拟器。经过近20年的研发,300多类回归测试对比,100多个实际算例检验,以及在国内外油气田的成功应用,软件成熟稳定、功能强大、界面友好,是国内历史上第一款达到国外商业级别、具有自主产权的油藏数值模拟软件。MONIX油藏数值模拟器采用了混合语言编程的方式实现。算法部分大多交给FORTRAN,FORTRAN无法实现的地方由C来实现,充分的利用两种语言的优势,达到提高开发效率和运算效率的目的。

4.2.8. UNCONG#

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UNCONG的全称是Unconventional Oil and Gas Simulator,是 北京软能创科技有限公司 开发的主要针对模拟裂缝型油气藏的模拟器。UNCONG能有效解决常规油气藏和非常规油气藏(致密油气、页岩油、页岩气和煤层气等)模拟中的难点问题。

UNCONG是多物理场数值模拟器,其模型黑油&组分模型、管流模型和岩石力学模型构成。UNCONG采用嵌入式离散裂缝方法(EDFM) 模拟压裂裂缝和天然裂缝。可用于生产历史拟合、生产预测、完井方式及生产制度优化、EUR评价等工作。

与国外的油藏模拟器相比,UNCONG功能完善,也具有自身特色。UNCONG完整实现了EDFM,其他功能的整合度也较高,在稳定求解和计算效率方面具有优势。

4.2.9. XXSIM#

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XXSIM 是一款一体化的模拟器,将黑油、组分和热采模型集成到一个软件中,常用性能媲美国际主流商业模拟器。XXSIM基于EOS开发,支持黑油和组分模拟器,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,使用便捷,易于上手。XXSIM的开发者是具有近数十年经验的资深专家。

访问软件主页:XXSIM

4.3. 前后处理工具#

4.3.1. iLoop-RE#

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iLoop-RE是由 北京旭日奥油能源技术有限公司 (SunRise PetroSolutions Tech, Inc.)开发的一套完整的交互油藏数值模拟及动态分析软件iLoop-RE。它不但克服了以往使用Eclipse等数模系统前后处理的繁复冗杂和效率低下等弱点,而且为油藏工程师提供了一套完全基于交互界面的数值模拟及静、动态分析环境,从而极大加快了数值模拟工程和动态综合分析的效率,为获取更为准确的数值模拟结果提供了高效的工具。该软件由:可视化交互历史拟合、全区及局部储量和丰度评估、连通性分析与注水等模块组成,不仅支持主流数值模拟器如Eclipse、CMG、Nexus-VIP等,而且具备快速建立新断层并评估其敏感性、将模拟过程录制为动画进行演绎等增强模拟结果展示的功能,使得修改油藏模型方便、高效,检查地质模型和浏览模拟结果简捷。

4.3.2. ResInsight#

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ResInsight目前功能最强大的开源油藏数值模拟后处理软件项目,支持模型数据和计算结果的多种展示方式,并且支持Python来编写自动化脚本。ResInsight可同时加载大量的ECLIPS计算结果,其工作效率远远超过ECLIPSE自带的后处理软件。

访问项目主页: ResInsight

4.4. 其他模拟器和研究项目#

下列是其它的国际商业模拟器以及模拟器研究项目,其中有专业的油藏数值模拟器、科研型模拟器以及一些开源项目。 [2]

4.4.1. 6X#

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6X模拟器是由Ridgeway Kite公司研发的新一代油藏数值模拟器。它的特点是有较高的并行效率,支持CPU/GPU/MIC的并行集群;另一个特点是它的输入和输出系统完全支持ECLIPSE,可无缝连接支持ECLIPSE的前后处理软件。

访问公司主页: RidgewayKite

4.4.2. BOAST#

Black Oil Applied Simulation Tool (BOAST) 是美国能源部开发的采用IMPES解法的模拟器,其最终的版本释放于1986年,虽然已经很长时间,但是在一些地方还是在作为学习软件使用。因为熟练BOAST的年代很久远,但是作为基础的算法和应用方面的学习和研究来说,仍有很好的参考意义。

小技巧

哪位有BOAST的详细信息、源代码或者任何资料想与大家分享的,可以与本站联系,谢谢。

4.4.3. GPRS#

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General Purpose Research Simulator(GPRS)是由斯坦福大学发起的油藏数值模拟器项目,GPRS最早为差分版本,后来升级为自动微分版本GPRS-AD。GPRS-AD的开发和使用更方便,支持黑油、组分、热采、地质力学的模拟。是目前科研中使用最广泛的科研型模拟器。

访问项目主页:GPRS-AD

4.4.4. MRST#

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MRST是MATLAB Reservoir Simulation Toolbox的缩写,其是基于Matlab开发的开源油藏数值模拟软件包,支持黑油和组分油藏数值模拟。如果你是MATLAB的熟练用户或者想学MATLAB,可以建议尝试一下该模拟器。

访问项目主页: MRST

4.4.5. Open Porous Media#

The Open Porous Media (OPM) initiative encourages open innovation and reproducible research for modeling and simulation of porous media processes.

Open Porous Media项目是基于GNU协议的开源模拟器项目,主要是研发通用的模拟多孔介质流动的功能,这也是油藏数值模拟所模拟的主要机理。OPM模拟器支持OpenMP和MPI并行,目前已经可以和主流商业模拟器媲美。

访问Open Porous Media (OPM)项目主页:OPM