Прокопенко И.А., Прокопенко М.Н.
АДАПТАЦИЯ МОДЕЛЕЙ В РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ НАСТРОЙКИ И АДАПТАЦИИ МОДЕЛИ *
Аннотация:
Разработка месторождений углеводородов в настоящее время все больше опирается на современные информационные технологии, связанные с геологическим и гидродинамическим моделированием нефтяных и газовых пластов. Основой для создания моделей месторождений являются геолого-геофизические и промыслово-технологические данные, получаемые в результате лабораторных исследований, геофизических и гидродинамических исследований, данных по добыче и заводнению. Как правило, такие данные, с одной стороны, определяются с погрешностью, с другой стороны, охватывают малую долю пласта, а значит, имеют большую степень неопределенности. Кроме того, эти данные должны соответствовать физическим закономерностям фильтрации газожидкостных смесей в пласте, а различного рода аномалии должны иметь какие-либо физические (геологические, технологические) причины. Для того чтобы расчеты были достоверны, необходимо чтобы геологическая и фильтрационная модели были взаимно адаптированы
Ключевые слова:
геологическое моделирование, гидродинамическое моделирование, неопределенности, адаптация, анализ чувствительности
Современное математическое моделирование стало мощным средством анализа, контроля и регулирования процессов разработки углеводородных пластов. В любом случае моделирование пластовой системы при достоверной исходной информации позволяет принять решение по усовершенствованию разработки рассматриваемого объекта. Фильтрационные математические модели - это комплекс программ гидродинамического моделирования, подготовки исходных данных, обработки и анализа результатов. Все эти модели предназначены для решения уравнений материального баланса в сочетании с уравнением движения Дарси, уравнением состояния и уравнением притока. Этап создания цифровых фильтрационных моделей начинается после построения адресной геолого-математической модели и проведения необходимого анализа геолого-промысловой информации и данных геофизического контроля об объектах разработки. В конечном итоге от качества представления эксплуатационного объекта зависят правильность выбора математической модели и результаты расчетов. Представления о моделируемом объекте могут изменяться в процессе эксплуатации месторождения и в процессе расчетов фильтрационной модели. Для построения фильтрационной модели используются следующие группы данных: 1. Геометрия пласта (эффективная толщина, горизонты, глубина); 2. Свойства породы (пористость, проницаемость, коэффициент песчанистости); 3. Свойства флюидов (объемный коэффициент, вязкость, газовый/нефтяной фактор); 4. Зависимости свойств флюидов и породы от насыщенностей и давления (относительные фазовые проницаемости, капиллярное давление, сжимаемость); 5. Начальное давление в пласте и начальное распределение насыщенностей, контакты; 6. Данные о расположении и работе скважин, параметры водоносного пласта; 7. Управляющие параметры (данные по ремонтам, по особенностям нефтепромыслового оборудования и т.д.). Как можно видеть из данного списка, фильтрационная модель представляет собой совокупность данных, являющихся разнородными как по типу, так и по происхождению (от геологических свойств до свойств флюидальной системы), которые, тем не менее, увязаны в математической модели. Это налагает на исходные данные требование взаимной согласованности, к примеру, проницаемость, рассчитанная на основе корреляции от пористости, должна соответствовать продуктивности скважин по данным ГДИ и фактическим режимам работы. Вышеуказанным режимам работы скважин также должна соответствовать и модель относительных фазовых проницаемостей, полученная на основе исследований керна, и т.д. Этим обстоятельством определяется необходимость проведения работ по уточнению коллекторских свойств и других параметров модели объекта разработки с использованием фактических данных по отборам и закачке флюидов в скважинах. Данный процесс имеет общепринятые названия «адаптация модели к истории разработки» или «настройка модели на историю разработки». На самом простом уровне процесс настройки на историю выглядит как варьирование параметров неопределенности с целью подбора такого сочетания параметров, при котором поведение модели будет соответствовать историческим данным о дебитах и давлениях на скважинах. Однако такой метод решения данной задачи не применяется в отрасли ввиду нескольких факторов: 1) Ограниченное время проектирования. Задача построения фильтрационной модели является в первую очередь прикладной, поэтому процесс создания модели не может длиться бесконечно. Как правило, в зависимости от сложности модели на адаптацию выделяют от 3 месяцев до 1 года. 2) Трудности формализации изменения переменных. Не все входные «переменные» можно варьировать путем простого изменения входного значения, в особенности это касается тех входных данных, которые задаются как пространственные свойства (литология, пористость, проницаемость и концевые точки). 3) Неопределенность скважинных данных. Данный фактор представляет собой дополнительную трудность, о которой нельзя не упомянуть. Дело в том, что «целевые» данные (дебиты и давления по скважинам) также подвержены погрешностям и не всегда являются точными. Примеры: забойные давления по скважинам зачастую определяются не замером на глубинном манометре, а путем пересчета из так называемого «динамического уровня», при этом погрешность может составить до 20 бар (в случае залежей с высокой проницаемостью, означает погрешность в определении депрессии на пласт в 2-3 раза или более). Другой пример - скважины с негерметичностями колонны, вследствие которых данные по режимам работы таких скважин имеют низкую достоверность. 4) Проблема компьютеризации. С появлением ЭВМ и переходом к базам данных для хранения промысловой информации возникла проблема переноса данных с бумажных носителей в ЭВМ. Данный перенос выполнялся силами сотрудников добывающих и проектных предприятий и зачастую приводил к ошибкам вследствие «человеческого фактора». Вместе с тем не было возможности обнаружения данных ошибок и их исправления в процессе создания компьютерной базы данных ввиду большого объема информации и ограниченных сроков создания компьютерной базы данных. Таким образом, задача настройки на историю представляет собой работу с разнородными данными, имеющими высокую степень неопределенности, с целью настройки на данные по добыче, которые также содержат неопределенность и не являются абсолютно точными. Далее, учитывая, что количество «параметров неопределенности» исходных данных превышает количество уравнений математической модели, очевидно, что задача адаптации имеет множество равновозможных решений. В довершение всего сложность математической модели гидродинамических расчетов приводит к тому, что работа по настройке на историю возможна только в режиме «черного ящика», когда оптимальные значения варьируемых параметров определяются на основе множественных расчетов фильтрационной модели (практически методом проб и ошибок). Все описанные факторы приводят к тому, что процесс настройки на историю не имеет четкого, формализованного процесса решения — в значительной степени, методы настройки на историю в рамках того или иного проекта зависят от опыта исполнителей работы и корпоративных стандартов той или иной добывающей компании.
Номер журнала Вестник науки №6 (15) том 3
Ссылка для цитирования:
Прокопенко И.А., Прокопенко М.Н. АДАПТАЦИЯ МОДЕЛЕЙ В РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ НАСТРОЙКИ И АДАПТАЦИИ МОДЕЛИ // Вестник науки №6 (15) том 3. С. 406 - 419. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/1744 (дата обращения: 08.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+