一、計算機模擬系統在鉆井工作中的應用

利用傳統的鉆井方式在鉆井的過程中，對所鉆位置的地質情況、深度等沒有較好的數據分析，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生一定的影響，巖層地質的復雜性是無法想象的，因此，要運用鉆進技術和優化鉆進的手段來提高鉆進的工作效率。通過對多方面的優化研究表明，利用計算機模擬系統將其應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。計算機模擬系統主要針對鉆井施工所在地的地質情況分析；施工方案的模擬；注水泥設計的模擬；對下鉆工具的力度掌控；對實際井眼偏離設計井眼軌道的修正；對鉆井控制的模擬；對所鉆地質的倒向控制；對鉆頭和其他器械的選擇和參數上的配置；鉆井模擬教學等。

二、計算機油藏模擬技術的應用

隨著社會科技的不斷進步，油田行業的發展也在不斷的加速，同時在油田開發和勘探方面的費用也越來越高，不僅需要掌握油田開發地質的各種參數數據，還要根據不同的地質特征來制定相關的分布圖的模型，尤其是油藏的位置模型非常重要，要采用相關的油藏技術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，就是對油藏的流體、沉積、構造等特征進行三維油藏地質的模擬。因此，油藏技術可以說是在油田開采行業中占有非常重要的地位，促進油田行業的發展，還需要從優化油藏技術的角度出發。根據當今形式的發展，我國將計算機技術與油藏技術相互結合的使用稱為計算機油藏模擬技術，更進一步優化油藏技術，為油田行業做出巨大的貢獻。其中利用計算機油藏模擬技術制作較為常用的模型有黑油模型、裂縫模型、組份模型、蒸汽驅模型、化學驅模型等。

1、黑油模型

黑油模型被油田行業廣泛的應用，其中在砂巖油氣田的開發中經常用到，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。根據當今的發展趨勢，傳統的開發方案已經不足以滿足現在油田開發的需求，尤其是對油田新區的開發，需要對開放方案進行處理和優化，而通過計算機模擬技術開發的黑油模型能有效的滿足當今油田開發的需求，在油田新區的開發中得到廣泛的應用，另外黑油模型還可利用到油田老區，用來確定油田老區開采之后剩余油資源的分布，進而達到增加油產量，提高油田開發的效果。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用。根據它的使用情況可以推斷出，黑油模型不僅是油藏模擬技術中使用的最廣泛的模型，同時它還是其他油礦開采模型發展的基礎，在油田行業中的應用極大。

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，并不是由單一性質的孔隙介質組成的油氣藏，對于此類油田的開采措施也做了相應的優化策略。根據計算機模擬技術的應用，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。主要應用于華北、四川等地，根據我國的油氣藏分布情況來看，大多數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、石灰巖、變質巖等物質構成。

3、組份模型

隨著計算機技術的不斷發展，在石油工程中應用的計算機模擬技術也針對各種不同的油氣藏制定相應的模擬技術。尤其是在針對開采難度較大輕質油藏、凝析油氣藏以及揮發性較強的油氣藏等，由于這些油氣藏的油質極其的不穩定，甚至會出現物化反應的情況。因此，針對這種不穩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、氣等采用多孔介質來描述流體流動的情況的基礎上，還需要對油氣相中的烴類成分瞬間相變的程度做以了解，這種模擬技術的形式又叫組份模型。組份模型主要應用范圍在帶油環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的研究領域中是比較復雜的一項研究，模擬研究內容主要包括干氣、氮氣、二氧化碳等氣體注入以及循環注氣開采、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，并做出正確的開采方針。從此看來，計算機模擬技術為石油工程領域做出了重大的貢獻，充分促進了石油工業的發展。

4、蒸汽驅模型

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粘稠度是非常大的，有些油氣藏的油質稠度甚至不會出現流動，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。據統計，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使用常規的辦法的話，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被國家列為重點關注的問題，為此做出了相應的研究成果。利用蒸汽驅的熱力學原理和蒸餾的作用，來對這種油質稠度較大的油氣藏進行開發，實現降低油氣藏油質的稠度，提高油質的流動性，進而達到油田開采高利潤的目的，這種方式名為蒸汽驅模型。很明顯通過計算機模擬技術研制的蒸汽驅模型的利用，在稠油油田開采中取得了很大的成就。蒸汽驅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，還采用蒸汽驅和蒸汽吞吐的方法來實現降低油質的稠度。蒸汽吞吐主要是應用在油質稠度較大但還達不到沒有流動性程度的油氣藏開采中，應用很廣泛，而蒸汽驅的應用則是繼蒸汽吞吐更深一層的工作，主要應用在油質稠度特別大，甚至失去流動性的油氣藏的開采中。就使用程度上來說，蒸汽驅的使用條件要高于蒸汽吞吐的使用條件，在使用蒸汽驅的過程中，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，否則將會對蒸汽驅造成一定的影響。因此，這也是蒸汽驅由于要求過高很少進行實地試驗的原因。另外，蒸汽驅模型的應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計最佳的吞吐周期。因此，蒸汽驅模型的采用，大大促進了石油工業的發展，為油田工業創造了更多的利潤。

5、化學驅模型

在石油工程中，采油量與產業利益有著直接聯系，如何在原有的方式上增加產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量，名為化學驅模型。化學驅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，而化學驅模型可以解決這個問題，降低地表下相應的界面張力，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量的一種重要方法。但是，在使用化學驅模型的過程中還需要注意最關鍵的環節，就是對化學溶劑的調制，要根據不同油田的不同特點進行調制，化學溶劑的調制要根據計算機模擬技術中所提供的相關參數進行計算，如：液相粘度、滲透率、原油的飽和度等相關的計算，同時要結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替相與被驅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。根據現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替該有的效果，而且還增加了驅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驅動水超越的現象，這對油氣藏開采也會造成一定的影響。據統計，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模型的驅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和經濟的限制，使得化學驅模型很少被應用，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，可以利用化學驅模型對開采堿水驅、微乳液驅、聚合物驅、活性水驅等相關的過程進行模擬，預測相關因素的開采條件，優化相應的開采工作，從而達到提高開采效率的目的，是作為開采方案設計的有力依據；二，對油氣藏開采中使用的驅油機的相關因素進行了解，如，壓力的分布情況、驅油的特性、飽和度的分布情況等都是與驅油機息息相關的因素，了解這些才能掌握驅油機的整個驅油過程，進而促進石油工程的良好進行。

三、結束語

本文針對于計算機模擬技術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，能夠解決石油工程中的很多難題，能夠節省大量的時間，并且有助于促進石油開采的效率，使石油企業能夠獲得更大的經濟效益，促進石油企業的長遠發展，進而推動我國社會經濟的長遠發展。

作者：張海波 單位：中國石油吉林油田分公司英臺采油廠