数值模拟中有效网格数是影响运算速度的主要因素之一, 在相同井距下, 随网格步长增加运算时间急剧减小, 网格步长增加到一定值后, 运算时间变化趋于平缓 (见表1) 。因此, 在保证运算精度的情况下, 应尽量减少网格数, 减少不必要的工作量。一般认为稠油数模的网格步长10m～20m就可以满足精度要求, 但在超稠油数模过程中发现, 原油粘度不同时, 对网格步长的要求也不一样。
1 问题的发现
在做超稠油井距对比时发现, 个别井距计算结果与整体趋势不一致, 经仔细对比, 这些井距计算所用的网格步长在7m～10m, 而结果较一致的井距网格步长在4m～6m, 因此, 在注采参数不变的情况下, 模拟对比了井距100m、网格步长3m、5m、7m、9m、11m和13m, 50℃原油粘度10000m Pa·s、5000m Pa·s、1000m Pa·s、500mPa·s时, 吞吐6轮的结果。
由图1可以看出, 原油粘度越大, 网格步长对计算结果的影响越大。50℃原油粘度大于1000mPa·s时随网格步长减小, 产油量增加, 在达到一定网格步长 (5m) 后产油量趋于一致, 50℃原油粘度500mPa·s时随网格步长增加, 产油量先稳后增, 在一定网格步长范围内 (11m) 产油量趋于一致。
2 问题的探讨
数模计算时, 网格必须加热到可流动温度以上该网格才能出油, 不论网格大小, 在同一个网格内, 压力、温度、饱和度等属性只有一个平均值。
50℃原油粘度大于1000mPa·s时, 由于可流动温度较高, 启动温差大, 对于一个加热半径外缘步长10m的网格, 可能只加热到50℃, 达不到流动温度, 对产量没有贡献, 对于两个步长5m的网格, 可能一个网格加热到80℃以上, 达到流动温度, 一个5m的网格对产量有贡献, 对于三个步长3m的网格, 可能两个网格加热到80℃以上, 达到流动温度, 两个3m的网格对产量有贡献 (见图2a) , 因此50℃原油粘度大于1000mPa·s时随网格步长减小, 产油量增加, 在达到一定网格步长后产油量趋于一致 (见图1a、图1b、图1c) 。
50℃原油粘度500mPa·s时, 由于可流动温度相对较低, 启动温差小, 对于一个加热半径外缘步长15m的网格, 刚好加热到50℃, 达到流动温度, 15m的网格对产量有贡献, 对于三个5m的网格, 可能两个网格加热到50℃以上, 达到流动温度, 2个5m的网格对产量有贡献 (见图2b) , 因此50℃原油粘度500mPa·s时随网格步长增加, 产油量先稳后增, 在一定网格步长范围内产油量趋于一致 (见图1d) , 在进行特、超稠油数值模拟计算时, 网格步长应控制在5m～10m, 根据原油性质不同, 可先进行网格敏感性分析。
3 结语
(1) 随原油粘度增加, 网格步长应适当减小, 在进行特、超稠油数值模拟计算时, 可先进行网格敏感性分析。
(2) 50℃原油粘度1000mPa·s～10000mPa·s, 网格步长应在5m左右, 50℃原油粘度500mPa·s, 网格步长可在10m左右。
摘要：在相同井距及注采参数不变的情况下, 不同原油粘度、不同网格步长对产油量变化的敏感性分析, 探讨不同原油粘度适合的平面网格尺寸, 为今后稠油数模研究提供参考。
关键词：稠油,数值模拟,网格划分