油气藏流线模拟方法与工程应用研究进展

张 楠，孙 健，任 龙，曹 杰，陈明强

(1.西安石油大学 石油工程学院，陕西 西安 710065；2.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，四川 成都 610059)

引 言

流线、迹线和脉线是流体力学中常用的基本概念。流线是某一确定瞬时流场中的一组空间曲线，每条曲线上的每一点都与速度矢量相切；迹线是指特定的流体质点在不同时刻经过的路径；脉线是相继通过空间一个固定点的流体质点连接而成的曲线，也称为烟线。在定常流中，这三者在空间的轨迹上重合。流线模拟与基于网格的数值模拟方法不同，其流动方程的求解是沿着每条一维流线的，而非基于三维离散网格。由于其在高效计算和流场识别方面的特色，流线模拟在空气动力学、地下水科学与工程、环境工程、石油与天然气工程等领域都有广泛的应用。

作为油藏数值模拟的一种核心算法，流线能够根据储层地质结构、油气藏和流体物性、井网布置、完井方式、开发方式，说明流体的来向、流向与去向，直观反映瞬时流场和储层动用情况，动态展现注采井组的受效关系。这些数据很难通过其他数值模拟方法得到，因此，研究流线模拟方法和技术对科学高效开发油气藏具有重要意义。

在石油与天然气工程领域，流线模拟运算主要包括3个步骤：首先，在瞬时流场中追踪流线；其次，沿着流线求解流体运移方程；最后，应用流线模拟结果解决工程问题。自1988年Pollock[1]提出了有效的3D流线追踪方法以来，流线模拟技术在这3个方面都取得了快速发展：一是研究不同流动介质之内和之间复杂的流体交换和运移机制，进一步提高流线追踪方法的精确性和计算效率；……