Главная страница  |  Карта сайта  |  Обратная связь  |  Поиск по сайту:
Geologam.ru
Геология Геофизика Минералогия Индустрия Нефть и газ
Подразделы
Все статьи Разведка Проектирование Месторождения Месторождения Ямала Месторождения Гыдана
 
Социальные сети
 
Похожие статьи
Информационное обеспечение задач анализа, учета, прогнозирования при разработки нефтяных и газовых месторождений
Нефть и газ › Проектирование

Современные принципы проектирования разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Нефть и газ › Проектирование

Проблемы устойчивости разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Нефть и газ › Проектирование

Моделирование разработки газоводонефтяной залежи системой горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Выбор расчетной схемы для моделирования разработки месторождений и динамики выработки
Нефть и газ › Проектирование

Состояние исследований по проблемам разработки нефтегазовых месторождений горизонтальными скважинами
Нефть и газ › Проектирование

Эффективность технологий разработки месторождений системами горизонтальных и многозабойных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Математические модели прогнозирования показателей разработки горизонтальными скважинами
Нефть и газ › Проектирование

Численное моделирование притока жидкости к горизонтальным скважинам
Нефть и газ › Проектирование

Проблемы проектирования разработки залежей углеводородов
Нефть и газ › Проектирование

Общая структура процесса проектирования разработки залежей углеводородов
Нефть и газ › Проектирование

Основные этапы проектирования разработки залежей углеводородов
Нефть и газ › Проектирование

Моделирование процесса фильтрации неньютоновских жидкостей в пласте
Нефть и газ › Проектирование

Требования к геологическим материалам для проекта разработки горного предприятия
Индустрия › Рудники

 
Сайдинг для наружной отделки купить в москве - цены купить сайдинг Профлист Панель.
 
 

Математическое моделирование и анализ разработки нефтяных и газовых месторождений

  • Главная
  • Нефть и газ
  • Проектирование
  • Математическое моделирование и анализ разработки нефтяных и газовых месторождений

Статья добавлена: Февраль 2017
            0

Система разработки нефтегазовых месторождений — сложная производственная система, в которой задействованы как геологические объекты, так и объекты наземного обустройства. Вся система находится в тесной взаимосвязи (многофакторной с множеством прямых, обратных и перекрестных связей), которая должна поддерживаться в рабочем состоянии. Технологические процессы, происходящие в этой производственной системе, делятся на две группы: подземные и наземные. Характер этих процессов определяется прежде всего геологическим строением залежей, типом коллекторов, физико-химическими свойствами нефти, воды и газа, способом воздействия на пласт, вытесняющими агентами, существующими технологиями подготовки углеводородов и т.д. [33, 133]. В природе существует свыше 200 разновидностей только подземных технологических процессов (табл. 1.1), для которых созданы (или создаются) математические модели расчёта технико-экономических показателей. С учётом модификаций процессов и наземного обустройства месторождений количество требуемых математических моделей возрастает на порядок.


Математическое моделирование в процессе автоматизированного проектирования может быть определено ГОСТ 14.416—83 "Организация автоматизированного технологического проектирования": "...в качестве типового метода автоматизированного технологического проектирования принять метод проектирования на основе математического моделирования". ГОСТ 14.416 — 83 не отражает в терминологии особенностей производящих и добывающих продукцию отраслей и пользуется обобщенной терминологией для отраслей, производящих продукцию. Согласно ГОСТ, "математическая модель есть формализованное описание изделия или производственной системы". В развитии этих положений ГОСТ 23501.602 — 83 "Системы автоматизированного проектирования. Правила разработки и применения типовых математических моделей при проектировании технологических процессов" указывает, что объектами моделирования при автоматизированном проектировании технологических процессов являются: изделия, подлежащие изготовлению; производственная система, в которой планируется изготовление изделия.


Объектами моделирования в производственной системе при проектировании технологических процессов являются:
  • производственные подразделения;
  • технологические процессы изготовления изделия (в том числе технико-экономические показатели);
  • средства технического оснащения.

Поскольку проект разработки есть проект на часть производственной системы по добыче углеводородов, то модели производственных подразделений он не включает. Объектами моделирования в такой производственной системе являются технологические процессы и средства технического оснащения.

Термин "изделие" для условий нефтегазодобычи следовало бы заменить термином "добываемый агент". Поскольку подземные процессы фильтрации происходят в нефтегазоносных пластах, то объектом моделирования должно быть и геологическое строение залежей нефти и газа, т.е. среда, в которой происходят процессы.

Таким образом, при проектировании разработки нефтегазовых месторождений объектами моделирования являются:
  • добываемые агенты;
  • геолого-физическое строение залежей нефти и газа;
  • технологические процессы (в том числе технико-экономические показатели);
  • начальные и граничные условия, налагаемые на процессы существующими средствами технического оснащения.

Математическое моделирование при проектировании разработки нефтегазовых месторождений базируется на уравнениях подземной гидрогазодинамики, математической физики (описывающих движение многофазной смеси в пористой среде), уравнениях теории вероятностей и математической статистики.

Гидродинамическая модель процесса вытеснения должна максимально учитывать геологическую модель объекта, в которой происходит процесс. При этом используются три основных подхода. Первый — когда все параметры пласта (пористость, проницаемость, толщина и т.д.) принимаются как случайные величины. На таком подходе основаны так называемые стохастические, или вероятностные, модели. Второй подход, когда исходят из предположения, что параметры пласта в каждой точке известны, — детерминированные модели. Указанные модели являются крайними случаями, отсюда вытекает область их применения. Стохастические модели имеют большую устойчивость в начальный период разработки месторождения, когда нет достаточной информации о пластах. Детерминированные модели дают устойчивые результаты на поздних стадиях разработки месторождения, поскольку "чувствительны" к объему и качеству требуемой исходной информации [124]. По мере разбуривания месторождений, в самый ответственный, с точки зрения разработки, момент эта информация появляется, но в достаточной мере не используется, так как для вероятностных моделей она уже не нужна, а для детерминированных крайне не достаточна. Поэтому в настоящее время развивается новое направление, позволяющее сочетать в себе оба отмеченных выше случая и осуществлять плавный переход от стохастических к детерминированным моделям — адаптивные модели. При таком подходе месторождение (объект) делится на зоны по тем или иным (геологическим или технологическим) признакам (критериям), параметры которых можно с достаточной степенью точности принять равными или гидродинамическая модель которых дает хорошую сходимость с фактическими показателями.


Модели геологического строения пластов принимают содержательную основу при обработке данных о свойствах пластов. Если принимается стохастический подход, то определяют функции распределения параметров пластов и применяют их за основу при моделировании технологических процессов. Если выбирают принцип детерминированности, то в основу модели закладывают данные, получаемые с карт распределения параметров. Если принимают сочетательный принцип, то данные получают с карт зон.

Подземные технологические процессы организуются для обеспечения движения нефти и газа к забоям добывающих скважин. Процесс движения жидкости в пласте описывается так называемыми гидродинамическими моделями, которые чаще решаются упрощенными математическими методами. Значения параметров, характеризующих свойства пластов, в этих уравнениях задаются функциями распределения, конкретными значениями в точках или средними значениями в зонах, в зависимости от того, какая выбрана модель геологического строения пласта: стохастическая, детерминированная или сочетательная. Параметры жидкостей выбирают в соответствии с моделями, описывающими свойства добываемого агента. Очевидно, что сказанное относится к общей постановке. Конкретная реализация моделей геологического строения пласта и моделей жидкостей в гидродинамических моделях возможна при ряде упрощений. Согласно принципу целостности, сложные пластовые системы нельзя исследовать точно, в связи с чем динамику разработки месторождения можно прогнозировать лишь в некотором вероятностном смысле. Поэтому к задачам, которые могут быть решены методами подземной гидродинамики с учетом соответствующего информационного массива, следует отнести в первую очередь прогнозирование, т.е. оценку возможных состояний исследуемой системы в будущем. Задачи планирования решаются другими методами (например, описанными в работе [197]).

Наиболее ответственными являются начало и первый период реализации технологического процесса, когда по мере получения информации о его ходе следует корректировать принимаемые решения при имеющемся объеме данных. Поэтому построение детерминированных моделей оказывается недостаточным для принятия обоснованных решений, и их следует применять в совокупности с вероятностно-статистическими и адаптационными моделями.


Кроме гидродинамических, в практике проектирования разработки в качестве моделей технологических процессов используются экстраполяционные (статистические модели). Они основаны на использовании ретроспективной информации о показателях разработки и экстраполяции полученных зависимостей на перспективу. Прогноз ведется по "дифференциальным" показателям — зависимости доли нефти, фонда и дебита скважин от времени или нефтеотдачи или по "интегральным" — изменение с течением времени соотношения накопленных показателей добычи нефти, жидкости и воды. К рассматриваемой группе относится экспресс-метод, в основу которого положено предположение о подобии кривых "дебит — накопленная добыча", построенных в безразмерной форме, и кривых относительных фазовых проницаемостей, построенных также в безразмерной форме. Расчеты по статистическим моделям дают хорошую сходимость с фактическими показателями разработки активных запасов, поскольку учитывают (косвенно) все неопределенности распределения свойств пластов, однако не позволяют учитывать при прогнозировании изменения в системе разработки месторождения. Поэтому начинают применяться методики, в которых сочетаются приемы (модели) гидродинамических и статистических расчетов.

Методы подземной гидродинамики эффективны при изучении эмержентных свойств фильтрационной системы, которые характерны для большой системы. Примером такой системы является нефтяной или газовый пласт, рассматриваемый совместно со скважинами. В ней в результате взаимодействия ее элементов возникают новые интегративные свойства. Поэтому нельзя при исследовании большой системы ограничиться лишь изучением ее элементов и связей между ними, необходим ее цельный анализ. Интегративные свойства большой системы обычно не вполне доступны непосредственному наблюдению, в связи с чем анализ ее поведения, прогнозирования тенденции и последствий различных воздействий необходимо проводить с использованием совокупности детерминированных и недетерминированных методов на основе всего информационного массива данных как, например, в работе [242].

Моделями технологического обеспечения являются уравнения, описывающие работу скважинного оборудования, процессы движения многокомпонентной смеси в лифтовых трубах добывающих и нагнетательных скважин, условия работы оборудования и т.д. Модели технического обеспечения дают начальные и граничные условия по величине давлений, обеспечивающих процесс движения жидкости в пласте (АР). Очевидно, что начальные и граничные условия по АР на модели технологического обеспечения подземных технологических процессов накладывают процессы, происходящие в системе наземного обустройства: сбора и подготовки продукции, системы ППД и т.д., что в действующем РД 39-0147035-207 — 86 не учитывается.

Рис. 1.7. Принципиальная схема применения математических моделей 
Рис. 1.7. Принципиальная схема применения математических моделей
Проблемы формализации процессов, происходящих в пластах и в производстве в целом, сложность оценки надежности формализованной модели приводят к тому, что в процессе работ по проектированию разработки нефтегазовых месторождений математические модели в процессе принятия решения не могут играть решающей роли. Определяющим здесь является профессиональный опыт технолога по проектированию, на основе которого, привлекая результаты анализа факта и расчетов по моделям (вычислительного эксперимента), технолог корректирует свою концептуальную модель процесса и руководствуется ею при принятии решения. Роль математической модели возрастает при проведении авторского надзора и перепроектировании, так как модель постоянно корректируется на основе анализа поведения системы разработки.

Принципиальная схема применения математических моделей при проектировании и анализе разработки залежей углеводородов более подробно изложена нами в работе [133] и представлена на рис. 1.7.
Источник: «Проектирование разработки нефтегазовых месторождений системами горизонтальных скважин», 2000


ОЦЕНИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ЗА ЭТУ СТАТЬЮ
+1
ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
Проблемы устойчивости разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Выбор расчетной схемы для моделирования разработки месторождений и динамики выработки
Современные принципы проектирования разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений
Основные этапы проектирования разработки залежей углеводородов
Общая структура процесса проектирования разработки залежей углеводородов
Концептуальная модель процесса управления разработкой залежей углеводородов
Проблемы проектирования разработки залежей углеводородов
Автономные процессы в земной коре и ее геотектонический режим
СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
Проблемы адаптации параметров математических моделей
Информационное обеспечение задач анализа, учета, прогнозирования при разработки нефтяных и газовых месторождений
Состояние исследований по проблемам разработки нефтегазовых месторождений горизонтальными скважинами
Эффективность технологий разработки месторождений системами горизонтальных и многозабойных скважин
Проблемы строительства горизонтальных скважин
Выбор объектов для эффективной разработки залежей углеводородов системами горизонтальных скважин
Технологические модели разработки залежей углеводородов системами горизонтальных скважин
Определение оптимальной конструкции горизонтального ствола скважин



ССЫЛКА НА СТАТЬЮ В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТАХ
ТекстHTMLBB Code


Комментарии к статье


Еще нет комментариев


Сколько будет 43 + 18 =

       



 
 
Geologam.ru © 2016 | Обратная связь | Карта сайта | Поиск по сайту | Мобильная версия
Статьи о геологии Земли • Геофизика процессов в геосфере Земли • Минералогия и изучение структуры минералов • Индустриальные предприятия, рудники и шахты • Разведка и добыча нефти и газа