1_INTRODUCTION

ВВЕДЕНИЕ

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина исключительно в некоммерческих и образовательных целях

Цель курса

ECLIPSE 100

Курс пользователя

Создание и оформление моделей, используя

стандартные средства

ECLIPSE

Введение в моделирование и знакомство с семейством программного обеспечения

ECLIPSE

Соглашение об именах и структурах файлов

Синтаксис файла данных Основные ключевые слова

ECLIPSE

Подбор истории Прогноз

Секции файла данных

Создание модели из вспомогательных файлов

Рис. 1. Структура «ECLIPSE Курс пользователя»

ECLIPSE 100 КУРС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ направлен на ознакомление с особенностями построения гидродинамических моделей используя пакет ECLIPSE. Курс содержит описание структуры входных данных и основных ключевых слов ECLIPSE. В ECLIPSE существуют дополнительные особенности, обсуждающиеся в курсе для опытных пользователей, который является дополнением к этому курсу. Так же, этот курс специально не направлен на описание методологии гидродинамического моделирования, подготовки и анализа инженерных данных или проведения гидродинамического моделирования. За информацией о дополнительных курсах GEOQUEST обратитесь к вашему лектору или свяжитесь с местным представительством компании.

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 2

Цель курса

В процессе изучения курса, вы познакомитесь с основными особенностями и ключевыми словами ECLIPSE для модели черной нефти. Моделью черной нефти или β-моделью называют математическую модель фильтрации трехфазного флюида в пласте, записанную с некоторыми предположениями и допущениями. Обзор входных и выходных данных сопровождается лекциями и практическими упражнениями по каждой секции входных данных. Упражнения позволяют создать с нуля гидродинамическую модель, выполнить воспроизведение истории разработки и произвести прогнозные расчеты, используя различные варианты разработки. Курс также включает в себя обучение использованию программам подготовки и анализа данных ECLIPSE Office и FloViz

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 3

Что такое численное гидродинамическое моделирование

Численная

Гидродинамическая Модель Модель

Материального

Баланса

Втекающая масса – вытекающая масса = сток или источник массы

Рис. 2. Модель материального баланса в гидродинамическом моделировании

•Простейшая гидродинамическая модель - это модель материального баланса всей залежи.

•В модели материального баланса используются осредненные параметры залежи и не учитывается пространственное распределение свойств и неоднородность пластов.

•Численное гидродинамическое моделирование – это решение систем дифференциальных уравнений описывающих движение пластовых флюидов, представленных в дискретизированном конечными разностями виде.

•При численном моделировании учитывается пространственное распределение свойств флюида и породы.

•Моделирование во времени осуществляется дискретными шагами. Запрос на вывод результатов может быть сделан на любой шаг.

•Численный симулятор ECLIPSE может быть использован для решения проблем, которые не могут быть решены аналитическими способами.

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 4

Что такое гидродинамическое моделирование

Гидродинамическая модель месторождения это математическая модель воспроизводящая физические процессы в месторождении нефти или газа. Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений в частных производных сохранения массы, импульса и энергии. Для решения систем дифф. уравнений применяют численные методы основанные на конечно-разностном представлении производных.

Метод материального баланса

Баланс составляется путем учета всех масс флюида, втекающего и вытекающего за данный период времени. Уравнение материального баланса иногда называют моделью нулевой размерности, так как внутри системы порода – флюид не происходит изменений параметров ни в одном направлении. Насыщенности и давления распределены павномерно по всему пласту, и любые изменения давления мгновенно передаются всем его точкам. Уравнение материального баланса приведено ниже:

NP [Bt +c(RP − Rsi )] +WP = N[(Bt − Bti ) +1 −BSti Wi (C f + SW CW )∆p +

+mBti (Bg − Bgi )] +We +Wi +Gi Bg Bgi

Здесь: NP - кол-во добытой нефти, N - кол-во нефти, первоначально заключенной в пласте, WP - суммарная добыча воды, We - суммарный объем поступающей в продуктивный пласт краевой воды, Wi - кол-во краевой воды, Bt -объемный коэффициент нефти, Bti - объемный коэффициент при начальном пластовом давлении, Rsi - начальная растворимость газа, SWi - начальная водонасыщенность,Cf - сжимаемость породы, SW - сжимаемость воды,∆p-

депрессия, Bgi - объемный коэффициент газа, Gi - суммарное количество

нагнетаемого газа.

При различных алгебраических преобразованиях с помощью этого уравнения можно определить любой из следующих параметров:

1.Запасы нефти.

2.Количество втекающей в пласт воды

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 5

3.Размеры газовой шапки и запасы газа

4.Добычу нефти

Метод материально баланса имеет следующие недостатки:

1.Не позволяет учитывать изменение свойств флюидов и породы в пласте

2.Не рассматриваются динамические эффекты движения флюидов внутри системы

3.Не учитывает пространственное распределение (поэтому его называют «нольмерным»)

Численные модели

Для решения математических уравнений, которые описывают поведение флюидов в пористой среде, применяют ЭВМ. Уравнения дискретизируются на некоторой сетке. Как и в методе материального баланса, общая масса втекающая и вытекающая из каждой ячейки сохраняется. Систему ячеек численной модели можно представить как связанную систему моделей материального баланса. Любая программа для гидродинамического моделирования - это только инструмент и для получения достоверных результатов необходимо инженерное мышление.

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 6

Насколько численная модель соответствует месторождению

Рис. 3. Соответствие модели реальному месторождению

•Модель не идентична месторождению

•Представительность модели зависит от количества и качества данных

•Модель достоверно отображает месторождение, если месторождение описано достаточно точно

•Некоторые свойства пластов или флюидов могут быть не определены или определены с низкой точностью

•Исходные данные для моделирования должны подтверждаться в процессе воспроизведения истории разработки

•Какие-либо изменения исходных данных должны быть физически обоснованными

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 7

Насколько модель соответствует месторождению

Месторождение и его модель отличаются по следующим причинам:

Входные данные сомнительны. Измерения любого рода имеют погрешность. Например, определение проницаемости методом пропитки керна дает ряд значений, сосредоточенных вокруг среднего. Решение о том, какие из имеющихся замеров достаточны для расчета средней проницаемости и какие из них отражают реальную проницаемость, и является основной задачей. Одной из основных наиболее трудоемких частей моделирования является сбор всевозможных данных и оценка их достоверности. Часто это занимает намного больше времени, чем непосредственное создание гидродинамической модели. Если входные данные представлены с достаточной точностью, то модель ведет себя также как и месторождение, хотя поверхностного сходства между моделью и месторождением может и не быть, что можно увидеть на Рис. 3.

Фильтрационные и геометрические параметры месторождения могут быть неизвестны. Данные по скважине дают информацию о параметрах в пределах зоны дренирования, и некоторую общую информацию о характеристиках месторождения. Сейсмические данные дают информацию о структуре залежи. Все остальные параметры либо предполагаются, либо определяются интерполяцией и экстраполяцией. Например, в левой части Рис. 3 с высокой степенью детализации изображен разрез, но при моделировании присутствие и местоположение песчаных тел учитывается путем усреднения параметров пласта.

Все гидродинамические модели являются дискретизированными математическими моделями, записанными с некоторыми предположениями и допущениями. Уравнение пьезопроводности, на котором базируется моделирование - это нелинейное дифференциальное уравнение в частных производных, которое может быть прямо решено программой только для очень простых моделей. Вместо этого итерационными методами решается приближение, в форме линеаризованных алгебраических уравнений. Например, дифференциальные уравнения в той постановке, в которой они использованны в программе ECLIPSE не применимы для сильно сжимающихся флюидов, поэтому не могут детально описать движение свободного газа при достаточно высоких давлениях, обычно начиная приблизительно с 230 атм. Обычно это проявляется в

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 8

отношении притока в скважину из ячеек сетки, с которыми она связанна, в этом случае предоставляется выбор уравнения для расчета притока в ствол скважины.

Гидродинамическая модель создается при использовании предположений и упрощений, которые видоизменяют представление реальной модели. Все программы для гидродинамического моделирования представляют месторождение и скважины как набор ячеек, способных отдавать, принимать и содержать флюиды. Этими ячейками представлены большие и сложные геологические объекты. Для определения свойств во всех ячейках используются методы осреднения, это определяет границы изменения характеристик модели. Например, одна ячейка сетки гидродинамического моделирования может быть на глубине 3 км, иметь размеры 100х100х10м, одно значение пористости, три значения проницаемости по направлениям X, Y и Z, значения песчанистости и набор кривых относительных проницаемостей и капиллярного давления. При моделировании флюид будет протекать через ячейки сетки, также как через горную породу, только в том случае, если все вышеперечисленные свойства осреднены и/или загрублены корректно. Для осреднения существует процедура известная как upscaling и ее сущность состоит в исключении ошибок, обусловленных дискретизацией месторождения на отдельные ячейки.

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 9

Цель моделирования месторождений.

			Оценка первоначальных запасов
			нефти и газа
			Планирование добычи и
			оптимизация систем разработки
Гидродинамическое
			Детальное исследование
моделирование			динамики флюидов в пласте
			Исследование скважин и пластов

Оценка финансового риска разработки

Рис. 4. Цель моделирования пластов

•Численное моделирование может использоваться для быстрой и дешевой оценки различных вариантов разработки

•Численное моделирование позволяет моделировать широкий спектр технологических мероприятий на скважинах

•Принимается банками и фондовыми организациями как доказательство для инвестирования

•Во многих странах требуется законодательством

Для внутреннего использования РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в некоммерческих и образовательных целях

Стр 10