数值模拟技术起源于1953年,由Bruce G.H和Peaceman D.W进行了一维气相不稳定径向和线形流的模拟,但受限于当时的计算机能力和解法,其应用仅限于一维单相问题。1954年,West W J和Garvin W.W的贡献推动了两相流动模拟,他们模拟了油藏的不稳定两相流。
1955年,Peaceman与Rachford的交替隐式解法(ADI)是一个重大突破,以其稳定性及高效性,在石油、核物理和热传导等领域迅速普及。同年,Douglas, Jim和Blair,P.M首次考虑毛管压力因素的水驱模拟,而1959年的两维两相模拟由Douglas Jim和Peaceman D.W实现,标志着现代数值模拟技术的开端,模型中全面考虑了相对渗透率、粘度、密度、重力和毛管压力等关键因素。
60年代,数值模拟技术重心在于解法创新。1968年Stone的SIP(Strong Implicit Procedure)是首个有效的非均质油藏和不规则形状油藏模拟方法。时间隐式法的出现解决了高流速问题,如锥进问题。1967年和1968年,Coats和Nielsen的三维两相模拟以及Breitenbach的三维三相模拟解法也相继问世。
70年代,Stone的三相相对渗透率模型,以及Peaceman的井底流压校正方法和Peaceman方程,是这一时期的亮点。解法进步包括正交加速的近似分解法,组分和热采模拟也取得显著进展。Shutler的蒸汽注入模拟以及80年代的EOR技术发展是这一时期的另一大贡献。
80年代,嵌套因式分解法的发表和ECLIPSE软件的诞生是这一时期的标志性成就,它极大地推动了行业应用。此外,组分模型的改进和角点网格技术的引入,使得模拟更精确。90年代,粗化技术、并行计算和PEBI网格成为主要研究领域,PEBI网格逐渐成为主流。
进入21世纪,数值模拟技术发展呈现两个主要方向:一是集成化模拟,将油藏、井筒、地面设备等全方位纳入模拟,实现油田管理的优化;二是属性不确定性分析的定量处理,以准确评估不确定性对计算结果的影响。
扩展资料
数值模拟也叫计算机模拟。它以电子计算机为手段,通过数值计算和图像显示的方法,达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究的目的。