征答：关于数值模拟的小疑惑

Joseph

最近开始从几个方向入手学习“数值模拟”：

- 海湾月光（此前有人误为月光姐姐）在精准论坛的连载帖子，精简而直接针对数模。

- Tarek Ahmed博士的《油藏工程手册》（冉新权等译），侧重对于油藏工程基础知识的系统梳理。

- L. P. Dake的《Fundamentals of Reservoir Engineering》，叙述油藏工程过程更流畅而不像上一本书那么“切块儿”一样的割裂感、过于“严肃”的手册感。

- NnaemekaEzekwe博士的《Petroleum Reservoir Engineering Practice》介乎前两者之间，对于2000年以来的新技术介绍更为侧重一点儿。

目前进展比较慢。

我的疑惑在于：

无论是PVT还是相对渗透率的描述目前都是走的线性拟合或者经验公式的路子，也就是说在静态网格体系中其实是通过一系列的类似的参数来规定流动性，进而通过有限差分算法来实现数值模拟。那么从逻辑上来说我们拾取的数据跟静态模型一样是经过了“数学滤波”而进入模拟器的，其模拟势必会忠实于“趋势”而很难忠实于“细节”，除非我们对于所有的细节都有参数上的解读？不知道我的理解是不是出现了偏差，以此就教于各位油藏工程领域的专家和老司机。

先行致谢！

因为我是油藏工程的门外汉，所以请大家千万千万从你们的理解给出意见！

Jetlus

给郝老师的学习态度点赞！

Joseph

追梦 发表于 2018-1-23 11:33
看大家讨论的这么热烈，我忍不住也来发表下自己的拙见。首先我非常同意以上各位专家的见解，地下的 ...

题外话，但是很重要！！
建模、数模的地位低，是跟很多年以前地震解释的人里边有一群专门负责把老师傅们的解释“描进工作站”（类似数字化一样）差不多的地位。但是那群人现在却因为计算机地震解释渐渐成为地震解释的惟一选择而变成了行业中坚。其中有些人肯定是“描”成的中坚，也有些人是中坚转到了“描”的领域。

这些年干建模，单纯干建模的人可能跟单纯干数模的人一样心酸，就像你故事中提到的“三维显示一下”那种地位，各种奇怪的、无力吐槽的“高精度”要求。而数模圈子里大量“为数模而数模”的批评仿佛也在继续印证着那句名言，“garbage in garbage out”，而我们这些坚守在数模的人就好像一个“garbage bin”来回翻腾着garbage，却无力给自己一个“没有功劳总也有苦劳”的安慰。

我在洲际的时候，开始检查某个油服公司的建模（静态）结果的时候突然明白了模型各种奇怪症结的根本所在：建模的人不是他们地质最顶尖儿的人，而是他们地质最基础的人！不是建模专业本身地位不高，而是建模的人在地质团队中的地位决定了他的成果会被团队带头人challenge，会在challenge的过程中丧失地质专业的坚守而追随团队带头人要求的“表达出我的意思、我的理念”——那，可不就是一个显示工具的作用了嘛！

我想，现在很多的油藏工程分析跟数值模拟的关系也存在着类似的情况，所以才会反复出现模拟就是“磨你”、“磨死你”。

让专业里的分析融入到模型里、整合到模型里，通过模型来共享和讨论将是整个地质和油藏行业的未来，就像我们曾经看到的“地震解释”工作的演化一样。

所以，有一天，高级开发地质师说他不会建模，那他就会失去一份高级开发地质师的面试机会（几年前我曾经发布过一个Maersk招聘高级开发地质师的JD，上面就把静态建模作为类似小层对比和层序分析一样的基础能力去看待），那个时代会随着计算机、ai、网络等技术等革新越来越快的逼近我们。

所以，有一天，高级油藏工程师说他不会数值模拟，那他就会失去一份高级油藏工程师的面试机会，因为他本来就是他应该会的基本技能之一，就像他能通过生产曲线做递减分析一样的技能。

所以，不是提高建模或者数模的地位，而是要普及它的真正应用价值。让它脱离“显示功能”的不是它自己，而是各位正在使用它的人能够不仅仅是完成了建模和数模工作，而是通过这样的工作开始了地质分析和油藏分析本身。这，也是我自从2004年加入ESSCA以后逐步想清楚并希望不断不断推动的事情之一。

大家跟我一样都是从业的普通人，也都一直在本行的低谷时代坚守在这个行业里。我们就是这个行业后来评估基本专业技能的第一批，我们能建立起一个简单的事情就是我们会不断分析油藏本身，而不简单是在完成一个“显示”！

2002年我也在为“显示”而做反演，临离开油田的时候我把自己私下做的一个不成熟的反演结果交给了一个当时负责储层分析的地质家，好像是四五年之后他仍然会找到我说起那个奇怪的、没有公布的反演体偶尔会带给他很多想法。我并不是一个反演方向的高手，甚至也从未以此成为吃饭的营生，但是我仍然能够留一个深刻的碑，很长时间没有人超越。

各位，我相信我曾经留在洲际油气克山项目的很多东西也会在今后什么时间被人挖出来，因为很多时候我在做这些分析和思考的时候并不是想建个模、交个差，而是我真的希望融合我所知我所长去找到其中的规律和风险。你们都在这行业里摸爬滚打这么多年，完全有资历有能力也想我那样给自己一份答卷，不必等着别人去认可“精准”或者其它标签，而是把自己这些年想要做的分析投射到它身上——如果别人对不起我们这些年的煎熬，那么我们为什么自己也要对不起自己这些年的煎熬？！至少，我们总还有机会想一想我们对油藏的理解而完全不必顾忌其它。

追梦

       看大家讨论的这么热烈，我忍不住也来发表下自己的拙见。首先我非常同意以上各位专家的见解，地下的油藏确实是一个复杂的系统，个人感觉任何人都不能够完全认识清楚他，不同人不同工具不同方法，得到的认识结论并不一定相同。地质研究是对油藏的静态研究，油藏工程则侧重动态的研究。就油藏工程来说吧，物模实验室对油藏的正演过程，油藏工程理论和数模则是反演过程。物模实验室是基于油藏的局部特征，它反映油藏的部分特征但不能完全代表整个油藏特征。油藏工程理论方法是在特定假设条件下加上动态数据、生产经验等对油藏进行认识和预测。数模的作用我就不说了，但是以上这些方法个人感觉都是对油藏的认识方法。
        自己是搞数模的，内心还是支持数模的，但是我还是要客观的强调下数模和其他方法一样是一种认识油藏和指导生产的方法，我们不能把它神化，认为它无所不能也不应该认为它一无所能、完全摒弃。在对待数模的观点上我非常赞同@Jetlus 的观点，数模是一种态度，懂数模的人才能真正懂它存在的价值。国内工业界确实存在对建模、数模越来越持怀疑态度的现象，甚至我感觉国内做数模真的是为了证明领导的“英明神武”和“高瞻远瞩”，而技术人员成了为了做数模而做数模。在这想分享下亲身经历的两个与话题有关或者也无关的小事：（1）几年前一个项目结题中，油田boss说这个预测结果和我们自己的技术人员预测的结果基本一致，此时心想这下可以顺利结项了，领导接着说，产量偏高了些虽然和实际情况差不多，但是这几年油价低，今年的指标完成了差不多了，至于明年不要预测太高，不然明年上头会给我们的指标定太高，会完不成的……接下来“硬改”数模结果。（2）几个月前，一个油田搞开发10年的一个专家，对我说建模、数模就是把结果三维显示出来，更为直观而已，哪有什么技术含量。（3）前几天一个同学在私企最数模工作，领导要求他从地质大模型中截取出单井那块，做单井历史拟合，然后进行优化预测，编方案，这样效率高，反正也是只对那一口井搞措施增产。
       回到话题中来，个人认为在实际油田生产中，对于数模应尽可能全面的去刻画真实客观的油藏，在自己的知识层面上尽量考虑全面。然而对于那些可以舍弃不会大程度上影响结果的“细节”，有必要舍弃的可以舍弃，没有必要完全深究于细节，本来数模就是大差不差的结果，能指导生产就够了。
最后想说，做数模真的很“辛苦”的，下边这些问题是否领导都能很认可你的解释。数模中明知道容积法的储量不准确，我们为什么还要去拟合它？修改岩石物理参数等，做物模的会说我辛辛苦苦做实验得到结果，你说该就改了？修改地质参数，为了拟合把井周围的属性刷了，搞建模的肯定不服，辛苦做物源分析、相控等，为啥随便改属性参数？现场人员说，压裂施工很复杂，不可控因素很多，你一个数模模拟就把压裂后的效果给预测了？……
        扯多了，水平有限，仅供批评~

我爱发明

抛砖引玉。
油气渗流发生的介质场所——地下储集体经过沉积压实、沉积成岩、构造演化、后生改造、差异压实....造成了如此复杂的地质体，以至于我个人认为即使储集层静态的物性特征都是不可能完美表征的（楼主肯定比我理解更深），更何况耦合上油气水等流体在多孔介质内的流通这个动态过程，而这个油气输运采出的动态过程深究起来，其间涉及的过程更令人挠头，譬如油-气-水界面物理力学作用、水-岩反应化学场过程、温度压力变化导致的孔隙介质弹性变形，乃至跨越微米-厘米-米多个空间尺度造成的尺度效应等“质量、能量、动量守恒等细节问题”，所以要想仅靠一组偏微分方程组来把如此复杂地质体内发生的如此复杂的油气输运过程既能“聚焦细节”，又能满足矿场尺度动辄“十万、百万乃至亿级”的网格规模，仍然有很长一段路要走。目前来看，油藏数值模拟技术仍然未能达到“鱼与熊掌不可得兼”的发展阶段。从研究分工来看，“工程”学派更注重如何取全取准实际油田数据，力争“忠实于“趋势””；而“学院”学派在SCI论文压力下，聚焦着力于“忠实于多孔介质油气传质输运过程“细节”问题。按我的理解，楼主所述的三本著作，应该更偏实用油藏“工程”学派（偏向于油田开发的规律和趋势问题）；而楼主思考的问题，已达到“理论”学派了（深度思考多孔介质内油气输运传质过程的细节问题）。
哈哈，语文能力有限，不知道表达明白没有，仅供楼主批评指正！

Joseph

谢谢“我爱发明”妹妹！

已经评分，仍希望更多同行发表意见~~

先说一个个人愚见：即便是我们要“为了模拟而模拟”，我们也有预期会模拟什么、模拟到怎样的效果。

老猫看热闹

Joseph 发表于 2018-1-22 10:53
谢谢“我爱发明”妹妹！

已经评分，仍希望更多同行发表意见~~

不知道从几何起，工业界（确切的说是油田的某些未经过系统科研锻炼、又官威十足、喜欢一言堂的领导们）人云亦云，对建模、数模越来越持怀疑态度。但纵观近百年前的油气藏开发理论与方法的发展历程，从最初的物质平衡法、渗流力学、实用油藏工程方法（递减法、水驱曲线法、不稳定产量分析法）以及数值模拟法，从条件简化程度以及所依靠的基础模型来看，数值模拟无疑还是考虑最全的（所基于的精细地质模型，起码考虑了构造起伏、断裂遮挡、物性非均质性、三维空间的传质输运），物质平衡法是0维模型、渗流力学典型假设”油层等厚、均质、无限大“，递减法、水驱曲线法针对油井井口产量做回归（理论上未考虑油藏特征及圈闭类型）。所以，就目前油气藏开发理论与方法来看，在剩余油评价、开发指标预测以及参数优选方面，本人还是力挺油藏数值模拟方法的！！当然，正如二楼层主所言，数值模拟为了实现其求解，也不得不牺牲了很多”细节“过程，所以，如果说追求单井井口产量预测值与实际值没有误差，那说明这个人根本不懂数模！！

Joseph

非常感谢“老猫”的回答。

根据“月光老师”的文件，数值模拟涉及的信息包括：
1、网格
2、属性
3、油藏类型等等
4、PVT
5、相渗和毛管压力曲线
6、油藏分区
7、初始化参数
8、输出控制
9、生产参数

我看的是一个蔺老师比较早期的网络博文性质的材料被人摘录成word文档的版本。

所以他在介绍了几种标准输入以后就给出了详细的各输入的说明。

网格+属性，就是静态模型，这部分比较简单，现在各种商业软件都有专做这个方向的，RMS和Petrel、SKUA都能输出各种格式的数模结果。我至少还是有经验了。

油藏类型，其实如果是狭义到数模这个里边就是选择数模器，类似黑油还是组分，还是热采。严格来说这当然不是油藏类型，只能说是模拟运算方式分类。

PVT算是流体特征参数，相渗和毛管压力被蔺老师归入了岩石特征。

分区，我觉得说白了就是你觉得这是一个自成体系的藏，那它就是一个区，构造（储量，或者说是静态）分区，流体分区就是PVT曲线不同就不同分区（那应该也说明了不是一种流体体系），岩性分区（其实是相渗曲线差异造成的分区）。

初始化，严格来说——在我看来——算不上一个输入，倒可能是一个模型的预处理过程。


(先叨咕一下我学到的皮毛 )

zhangjz

现在油气藏类型越来越复杂（致密油、页岩气、煤层气），采取的工艺措施也更难模拟（常规压裂、大规模水力压裂），影响模拟结果的未知因素太多，最终模拟效果的可信度与大家的预期差距很大。

wuhouweiwu

推荐一本《油藏数值模拟入门指南》----蔺学军

qqlewis

个人认为最好硬从掌握一套商业软件（ECL估计好一些吧）开始，然后再慢慢补充理论，这样来得快，还理解深刻！

qqlewis

蔺老师我见过他本人，水平确实很高，以前也给他发过邮件，问了许多许多的问题，真的是好像每个问题都给我回答得特别到位，很佩服他，他那本书我也看过，个人觉得对数模入门而言非常不错！

Joseph

qqlewis 发表于 2018-1-22 20:24
蔺老师我见过他本人，水平确实很高，以前也给他发过邮件，问了许多许多的问题，真的是好像每个问题都给我回 ...

正在学习中，只是不是用ECL。
之所以没有把tNavigator逐步操作都截图发上来是因为还不够熟练，而且我现在工作中杂事儿很多，没办法给大家连载自己的学习过程，自己不拖延也给大家都搞出拖延症了。