一、計算機模擬系統(tǒng)在鉆井工作中的應(yīng)用

利用傳統(tǒng)的鉆井方式在鉆井的過程中，對所鉆位置的地質(zhì)情況、深度等沒有較好的數(shù)據(jù)分析，就算是有合理的管理制度，有效的指揮措施，但是在不知情的情況下進行鉆井，也會對鉆井的效益產(chǎn)生一定的影響，巖層地質(zhì)的復雜性是無法想象的，因此，要運用鉆進技術(shù)和優(yōu)化鉆進的手段來提高鉆進的工作效率。通過對多方面的優(yōu)化研究表明，利用計算機模擬系統(tǒng)將其應(yīng)用到鉆井工作中會為鉆井工作帶來很大的幫助，尤其是對不可控制因素的了解更明顯。計算機模擬系統(tǒng)主要針對鉆井施工所在地的地質(zhì)情況分析；施工方案的模擬；注水泥設(shè)計的模擬；對下鉆工具的力度掌控；對實際井眼偏離設(shè)計井眼軌道的修正；對鉆井控制的模擬；對所鉆地質(zhì)的倒向控制；對鉆頭和其他器械的選擇和參數(shù)上的配置；鉆井模擬教學等。

二、計算機油藏模擬技術(shù)的應(yīng)用

隨著社會科技的不斷進步，油田行業(yè)的發(fā)展也在不斷的加速，同時在油田開發(fā)和勘探方面的費用也越來越高，不僅需要掌握油田開發(fā)地質(zhì)的各種參數(shù)數(shù)據(jù)，還要根據(jù)不同的地質(zhì)特征來制定相關(guān)的分布圖的模型，尤其是油藏的位置模型非常重要，要采用相關(guān)的油藏技術(shù)對其進行三維空間定量的研究，才能有效的描述油藏的位置，進而制作模型。所謂油藏技術(shù)，就是對油藏的流體、沉積、構(gòu)造等特征進行三維油藏地質(zhì)的模擬。因此，油藏技術(shù)可以說是在油田開采行業(yè)中占有非常重要的地位，促進油田行業(yè)的發(fā)展，還需要從優(yōu)化油藏技術(shù)的角度出發(fā)。根據(jù)當今形式的發(fā)展，我國將計算機技術(shù)與油藏技術(shù)相互結(jié)合的使用稱為計算機油藏模擬技術(shù)，更進一步優(yōu)化油藏技術(shù)，為油田行業(yè)做出巨大的貢獻。其中利用計算機油藏模擬技術(shù)制作較為常用的模型有黑油模型、裂縫模型、組份模型、蒸汽驅(qū)模型、化學驅(qū)模型等。

1、黑油模型

黑油模型被油田行業(yè)廣泛的應(yīng)用，其中在砂巖油氣田的開發(fā)中經(jīng)常用到，黑油模型由三組份形成的三維三相模型，其中三組份主要包括水、氣、油等三部分組成。根據(jù)當今的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的開發(fā)方案已經(jīng)不足以滿足現(xiàn)在油田開發(fā)的需求，尤其是對油田新區(qū)的開發(fā)，需要對開放方案進行處理和優(yōu)化，而通過計算機模擬技術(shù)開發(fā)的黑油模型能有效的滿足當今油田開發(fā)的需求，在油田新區(qū)的開發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用，另外黑油模型還可利用到油田老區(qū)，用來確定油田老區(qū)開采之后剩余油資源的分布，進而達到增加油產(chǎn)量，提高油田開發(fā)的效果。除此之外，黑油模型還在地下水層儲氣等油礦方面得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)它的使用情況可以推斷出，黑油模型不僅是油藏模擬技術(shù)中使用的最廣泛的模型，同時它還是其他油礦開采模型發(fā)展的基礎(chǔ)，在油田行業(yè)中的應(yīng)用極大。

2、裂縫模型

油氣藏的種類多種多樣，裂縫油氣藏的開采是比較多的，根據(jù)名字大概可以分析出存在裂縫之間的油氣藏。事實就是如此，裂縫性油氣藏是由滲透性比較強的自然裂縫和巖層延性緊密的基質(zhì)巖塊組成的，由此可以看出，這類油氣藏的開采相對比較困難一些，并不是由單一性質(zhì)的孔隙介質(zhì)組成的油氣藏，對于此類油田的開采措施也做了相應(yīng)的優(yōu)化策略。根據(jù)計算機模擬技術(shù)的應(yīng)用，針對這類裂縫油氣藏的開采建立了裂縫模型的開采模式，裂縫模型主要是采用雙重介質(zhì)滲流的開采模式，對于這樣特殊的油氣藏模擬來說是非常有效的。主要應(yīng)用于華北、四川等地，根據(jù)我國的油氣藏分布情況來看，大多數(shù)的裂縫性油氣藏都處在華北、四川等一帶。較為常見的裂縫油氣藏主要由花崗巖、石灰?guī)r、變質(zhì)巖等物質(zhì)構(gòu)成。

3、組份模型

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在石油工程中應(yīng)用的計算機模擬技術(shù)也針對各種不同的油氣藏制定相應(yīng)的模擬技術(shù)。尤其是在針對開采難度較大輕質(zhì)油藏、凝析油氣藏以及揮發(fā)性較強的油氣藏等，由于這些油氣藏的油質(zhì)極其的不穩(wěn)定，甚至會出現(xiàn)物化反應(yīng)的情況。因此，針對這種不穩(wěn)定的油氣藏僅僅采用以上的模擬方式是無法來完成的，在利用油、水、氣等采用多孔介質(zhì)來描述流體流動的情況的基礎(chǔ)上，還需要對油氣相中的烴類成分瞬間相變的程度做以了解，這種模擬技術(shù)的形式又叫組份模型。組份模型主要應(yīng)用范圍在帶油環(huán)和低水的凝析油氣藏以及純凝氣藏等開采難度比較困難的油氣藏中。組份模型在計算機模擬技術(shù)的研究領(lǐng)域中是比較復雜的一項研究，模擬研究內(nèi)容主要包括干氣、氮氣、二氧化碳等氣體注入以及循環(huán)注氣開采、衰竭開采等方向的研究，通過多項的研究可以解決在油氣藏開采中遇到的相關(guān)問題，比如：對類型的準確判斷性、開采方式的選擇合理性、對流體的評介、地面分離工藝、確定開工程序、最后開采的收益情況估計等多種的分析以及相關(guān)的解決方式，對于油氣藏開采工程師來說，這無疑是給予他們最有力的依據(jù)，并做出正確的開采方針。從此看來，計算機模擬技術(shù)為石油工程領(lǐng)域做出了重大的貢獻，充分促進了石油工業(yè)的發(fā)展。

4、蒸汽驅(qū)模型

在多種多樣的油氣藏中，其中有一種油氣藏是非常特殊的，稠油油田的油氣藏中的油質(zhì)粘稠度是非常大的，有些油氣藏的油質(zhì)稠度甚至不會出現(xiàn)流動，對于這類的油氣藏開采是十分復雜而麻煩的，而且，最重要的是不能充分的對這類油氣藏進行開采。據(jù)統(tǒng)計，我國所有油田的油氣藏中有10%的油氣藏屬于這種稠油型的油氣藏，對于這種稠油油田的開采如果繼續(xù)使用常規(guī)的辦法的話，會非常浪費資源、人力以及物力，而且還不能有效的進行開采，比正常開采的利潤要降低的很多，依靠注水和天然的能量來開發(fā)這種類型的油田根本得不到多大的利潤。稠油油田的開采已經(jīng)被國家列為重點關(guān)注的問題，為此做出了相應(yīng)的研究成果。利用蒸汽驅(qū)的熱力學原理和蒸餾的作用，來對這種油質(zhì)稠度較大的油氣藏進行開發(fā)，實現(xiàn)降低油氣藏油質(zhì)的稠度，提高油質(zhì)的流動性，進而達到油田開采高利潤的目的，這種方式名為蒸汽驅(qū)模型。很明顯通過計算機模擬技術(shù)研制的蒸汽驅(qū)模型的利用，在稠油油田開采中取得了很大的成就。蒸汽驅(qū)模型的原理是在采用方法上除了采用一般油田注熱水的方法外，還采用蒸汽驅(qū)和蒸汽吞吐的方法來實現(xiàn)降低油質(zhì)的稠度。蒸汽吞吐主要是應(yīng)用在油質(zhì)稠度較大但還達不到?jīng)]有流動性程度的油氣藏開采中，應(yīng)用很廣泛，而蒸汽驅(qū)的應(yīng)用則是繼蒸汽吞吐更深一層的工作，主要應(yīng)用在油質(zhì)稠度特別大，甚至失去流動性的油氣藏的開采中。就使用程度上來說，蒸汽驅(qū)的使用條件要高于蒸汽吞吐的使用條件，在使用蒸汽驅(qū)的過程中，要求油氣藏的埋藏深度不得過深，而且油氣藏的厚度要保證在10米以下，要保證在開采位置的泥巖夾層較少的地方進行工作，否則將會對蒸汽驅(qū)造成一定的影響。因此，這也是蒸汽驅(qū)由于要求過高很少進行實地試驗的原因。另外，蒸汽驅(qū)模型的應(yīng)用還可對油田開采中蒸汽吞吐的效果進行預測以及對蒸汽吞吐設(shè)計最佳的吞吐周期。因此，蒸汽驅(qū)模型的采用，大大促進了石油工業(yè)的發(fā)展，為油田工業(yè)創(chuàng)造了更多的利潤。

5、化學驅(qū)模型

在石油工程中，采油量與產(chǎn)業(yè)利益有著直接聯(lián)系，如何在原有的方式上增加產(chǎn)油量是我國石油工程中重點研究的課題。終于不負眾望，在經(jīng)過長時間的實驗和研究之后，通過利用化學的原理達到在原有的程度上增加油產(chǎn)量，名為化學驅(qū)模型。化學驅(qū)模型主要是通過對注入水中加入一些化學溶劑，目的是為了降低地下相互之間的界面張力，由于在油氣藏中有很多部分的原油都會由于界面張力的作用，使這些原油無法被開采出來，而化學驅(qū)模型可以解決這個問題，降低地表下相應(yīng)的界面張力，使得在地下被束縛的原油有重新的流動被開采出來，直接增加了原油的采收率，這也是通過礦場實地試驗以及試驗室模擬實驗充分證實的，是能有效增加原油產(chǎn)量的一種重要方法。但是，在使用化學驅(qū)模型的過程中還需要注意最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，就是對化學溶劑的調(diào)制，要根據(jù)不同油田的不同特點進行調(diào)制，化學溶劑的調(diào)制要根據(jù)計算機模擬技術(shù)中所提供的相關(guān)參數(shù)進行計算，如：液相粘度、滲透率、原油的飽和度等相關(guān)的計算，同時要結(jié)合地下的界面張力進行分析，這個計算過程是比較繁瑣的，而后達成的目的就是要控制驅(qū)替相與被驅(qū)替相兩者之間界面張力的變化，同時還需要注意在通過化學溶劑實現(xiàn)到較小的張力之后所存在的巖石之間相互吸附的問題。根據(jù)現(xiàn)今石油工程開采的情況分析，很多油氣藏在開采的過程中的吸附過程都會對聚合物或活性劑造成一定的損耗，在此同時也降低了段塞驅(qū)替該有的效果，而且還增加了驅(qū)動水帶的推進速度直接超過段塞的推進速度，這種情況之下極有可能出現(xiàn)驅(qū)動水超越的現(xiàn)象，這對油氣藏開采也會造成一定的影響。據(jù)統(tǒng)計，我國石油工程開采中，只有極少一部分油氣藏在采用這種方式進行開采，其主要是因為化學驅(qū)模型的驅(qū)替過程比較繁瑣復雜，而且由于很多油氣藏開采工作都受到技術(shù)和經(jīng)濟的限制，使得化學驅(qū)模型很少被應(yīng)用，而大多的研究成果都是從實驗室和理論研究上得來的。但是，可以斷定的是化學驅(qū)模型確實能有效的幫助油田工程解決兩大難題。一，可以利用化學驅(qū)模型對開采堿水驅(qū)、微乳液驅(qū)、聚合物驅(qū)、活性水驅(qū)等相關(guān)的過程進行模擬，預測相關(guān)因素的開采條件，優(yōu)化相應(yīng)的開采工作，從而達到提高開采效率的目的，是作為開采方案設(shè)計的有力依據(jù)；二，對油氣藏開采中使用的驅(qū)油機的相關(guān)因素進行了解，如，壓力的分布情況、驅(qū)油的特性、飽和度的分布情況等都是與驅(qū)油機息息相關(guān)的因素，了解這些才能掌握驅(qū)油機的整個驅(qū)油過程，進而促進石油工程的良好進行。

三、結(jié)束語

本文針對于計算機模擬技術(shù)在石油工程中的運用進行了具體的分析和研究，通過本文的探討，我們了解到，通過有效的運用計算機模擬技術(shù)，能夠解決石油工程中的很多難題，能夠節(jié)省大量的時間，并且有助于促進石油開采的效率，使石油企業(yè)能夠獲得更大的經(jīng)濟效益，促進石油企業(yè)的長遠發(fā)展，進而推動我國社會經(jīng)濟的長遠發(fā)展。

作者：張海波 單位：中國石油吉林油田分公司英臺采油廠