Обоснование гидродинамической модели для симуляции разработки залежей нефти в трещинно-поровых коллекторах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование гидродинамической модели для симуляции разработки залежей нефти в трещинно-поровых коллекторах

И.Ш. Базыров

Executive summary

Современные гидродинамические комплексы (Tempest MORE, Eclipse и др.) для создания и оптимизации постоянно действующих геолого-технологических моделей (ПДГТМ) залежей нефти и газа позволяют моделировать разнообразные решения и сценарии по предстоящей разработке месторождения. При этом полученные результаты должны согласовываться с данными по добыче отдельных скважин и участков месторождения путем длительного подбора вручную геолого-геофизических параметров продуктивных пластов.

С учетом сказанного, многие компании начали разрабатывать новые концепции разработки месторождений, позволяющие свести к минимуму возникающие в процессе создания ПДГТМ проблемы. Например, исследовательский институт TNO, технологический университет г. Делфт и компания Shell International Exploration and Production в 2005 г. взяли на себя инициативу, начав исследовательскую программу ISAPP (Integrated System Approach for Petroleum Production) в целях создания усовершенствованных алгоритмов, использующих новые концепции технологии разработки месторождений.

Исследования показывают, что только определенные размеры, области и параметры модели являются существенными для ее адаптации к промысловым данным. Это дает возможность рационально изменять масштаб модели, используя различные методы ее упрощения, что снижает время вычислений.

Situation, problemization

В настоящее время делаются попытки использовать весь доступный комплекс геолого-геофизических методов для того, чтобы создавать адекватные гидродинамические модели. Основой для таких моделей и последующих процессов адаптации, а также прогноза являются данные сейсморазведки, геофизические исследования в скважинах и априорная информация геологического характера. Однако, в большинстве случаев при моделировании, как правило, применяют тензорное осреднение параметров.

Solution

В ходе изучения особенностей разработки многих нефтяных и газовых месторождений, проведенных в Горном университете под руководством профессора кафедры РНГМ А. В. Петухова, было установлено, что для создания адекватных математических и гидродинамических моделей сложнопостроенных трещиноватых коллекторов необходимо учитывать следующие особенности поведения этих сложных разномасштабных систем обладающих иерархической структурой:

1.Структура и поведение сложнопостроенных трещиноватых пород-коллекторов в процессе разработки определяется разномасштабными дискретными неоднородностями: блоками и трещинами, разграничивающими эти блоки, которые придают этим динамическим системам специфические нелинейные и неаддитивные свойства.

2.Отношение линейных размеров трещинных блоков соседних иерархических уровней, которых на исследованных месторождениях насчитывается не менее восьми, изменяется от 1,35 до 1,61, асимптотически приближаясь к величине 1,618, определяя самоподобное (фрактальное) строение этих разветвленных систем и гиперболическое распределение динамических параметров в процессе разработки.

3.Исходя из такого строения сложных трещинно-поровых коллекторов, дебиты добывающих скважин и их суммарная накопленная добыча в пределах разрабатываемых залежей подчиняются степенному закону распределения, которое характерно для поведения многих сложных систем, обладающих иерархической структурой, и может описываться законом Парето. гидродинамический коллектор нефть газ

На основании установленных закономерностей под руководством профессора А.В. Петухова был разработан алгоритм построения неравномерной ячеистой модели и распределения в ней разномасштабных трещин, разделяющих ячеистые блоки, для гидродинамического моделирования разработки залежей нефти и газа в трещинно-поровых коллекторах. В соответствии с разработанным алгоритмом была составлена специальная программа в среде Borland Delphi 7, которая полностью совместима программным гидродинамическим комплексом Tempest MORE компании Roxar. Данная программа позволяет проводить ремасштабирование детальной равномерно ячеистой геологической модели с построением укрупненных неравномерных ячеек минимальных и максимальных допустимых размеров, вводить в эту модель сеть разномасштабных трещин различной проницаемости, разграничивающих ячеистые блоки и проводить гидродинамические расчеты различных вариантов разработки залежей в трещинно-поровых коллекторах с использованием модели двойной проницаемости Баренблатта или Уорненера-Рута, дифференцированно задавая фильтрационные параметры матричных блоков и проводящих трещин.

Рис. 1. Главное окно программы, где отображаются исходные данные для гидродинамических расчетов с использованием модели двойной проницаемости

На кафедре РНГМ было произведено 1521 гидродинамическое испытание разработанной модели в симуляторе Tempest MORE (Roxar). По результатам испытаний были построены графики распределения накопленной добычи в зависимости от положения скважины на модели:

Рис. 2. Распределение накопленной добычи в зависимости от расположения скважины от центра модели, где расположена сеть трещин самой высокой проницаемости

Из графика на рис. 2 видна четко выраженная степенная зависимость распределения накопленной добычи скважин, расположенных на разном расстоянии от центральной части модели, где сконцентрированы высокопроницаемые трещины. Проведенное тестирование разработанной программы на виртуальных и реальных объектах показало, что разработанный алгоритм соответствует поставленным требованиям, а предложенная гидродинамическая модель полностью отвечает теоретическим расчетам и данным, полученным при анализе разработки залежей. Достоверность модели подтверждается хорошей сходимостью полученных показателей с историей разработки конкретных месторождений. Дальнейшие исследования по совершенствованию предложенного алгоритма включают гидродинамические испытания и адаптацию разработанного программного модуля на месторождениях с горизонтальными скважинами, а также с функцией изменения фильтрационных параметров разномасштабных трещин по простиранию и во времени при изменении пластового давления.

Список литературы

Гладков Е.А. Теоретическая и практическая невозможность построения детальной фильтрационной модели на основе геологической модели // Бурение и нефть. 2009. № 7/8. С. 22-23.

Петухов А.В. Степенной закон и принцип самоподобия при изучении трещиноватых нефтегазоносных коллекторов и гидродинамическом моделировании процесса разработки / И.В. Шелепов, А.А. Петухов, А.И. Куклин // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2012. Т.7. № 2. http://www.ngtp.ru/rub/3/33_2012.pdf.

Петухов А.В. Разработка математической модели сложнопостроенных коллекторов, содержащих нетрадиционные ресурсы нефти и газа / И.В. Шелепов, А.А. Петухов, А.И. Куклин // Газовая промышленность. 2012. № 6/7. С.64-70.

Петухов А.В., Долгий И.Е., Петухов А.А., Шелепов И.В. Степенное распределение скважинной добычи и особенности гидродинамического моделирования разработки залежей в рифейских карбонатных коллекторах Восточной Сибири // НефтьГазПромышленность. 2013. № 4 (49). С.8-14.

MORE 6.3 User Guide. Roxar. 2006. 339 с.

Размещено на Allbest.ru