В данном разделе даются рекомендации по применению методов регулирования с целью приведения технологических показателей разработки к утвержденным в проектном документе без внесения принципиальных изменений в систему разработки.
Особенностью разрабатываемых в настоящее время месторождений является наличие значительной доли запасов, относимых к категории трудноизвлекаемых. Чтобы получить прибыль при разработке залежей, содержащих трудноизвлекаемые запасы, требуется глубокое, подробное изучение их работы на каждом участке залежи, для каждой добывающей и нагнетательной скважины. Поиск наиболее экономически эффективного варианта требует просчета большого числа различных вариантов. В вариантах необходимо рассматривать возможные режимы работы скважин, сетки их размещения, системы перфорации прослоев, даты начала поддержания пластового давления, системы заводнения и др.
В этих условиях многомерные математические модели имеют преимущества перед всеми другими методическими подходами. Построение таких моделей позволяет глубже понять происходящие в объекте процессы. В процессе моделирования просчитывается наше представление об объекте : его геологическом строении и свойствах коллекторов, особенностях разработки и т.д. Моделирование помогает понять, что оказывает основное влияние на темпы и полноту выработки запасов в конкретных условиях.
Основные преимущества многомерных математических моделей :
- детальное описание геологической неоднородности (распределение по объему залежи величин эффективных нефте-, газо- и водонасыщенных толщин, пористости, абсолютной проницаемости, начальных насыщенностей флюидов, относительных фазовых проницаемостей нефти, газа и воды);
- совместный учет различных видов энергии, влияющих на разработку залежей (упругоемкости породы и флюидов, величины активности водонапорной системы пласта, выделившегося из нефти газа, влияние гравитации, различных вариантов ППД);
- проведение расчетов технологических показателей работы по каждой скважине (с изменением режима их работы и продуктивности призабойной зоны после проведения различных геолого-технических мероприятий, фактическим порядком ввода в эксплуатацию, вводом в отработку на нефть нагнетательных скважин и т.д.);
- учет изменений в условиях выработки нефти, внесенных работой существующего фонда (пластового давления, объемов нефти, воды и газа, интерференции, изменения физических свойств пород, нефти, пластовой и закачиваемой воды);
- согласование всех накопленных по объекту данных и знаний в т.ч. приведение в соответствие геологических и технологических данных по каждой скважине.
Главным достоинством методики является возможность глубже понять протекающие в пласте процессы.
Адресная постоянно действующая геолого-технологическая модель (ПДГТМ) - это объемная имитация месторождения, хранящаяся в памяти компьютера в виде многомерного объекта, позволяющая исследовать и прогнозировать процессы, протекающие при разработке нефтяных и газовых залежей, непрерывно уточняющаяся на основе новых данных на протяжении всего периода эксплуатации месторождения.
Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений со специальной правой частью. Все уравнения системы выведены путем объединения законов сохранения массы, уравнения движения (закон Дарси) и уравнения состояния с учетом начальных и граничных условий. Аналитическим путем такая система не может быть решена. Для решения математической модели составляется численная модель. В основу численной модели положена итеративная конечно-разностная (или конечно-элементная) схема решения. Схема эта может быть явная по насыщенности и неявная по давлению или полностью неявная, как по насыщенности, так и по давлению. Для решения уравнений численной модели составляется алгоритм решения, на основе которого пишется компьютерная программа расчетов.
Постоянно действующие геолого-технологические модели, построенные в рамках единой компьютерной технологии, представляют совокупность:
• цифровой интегрированной базы геологической, геофизической, гидродинамической и промысловой информации;
• цифровой трехмерной адресной геологической модели месторождения (залежей);
• двухмерных и трехмерных, трехфазных и композиционных, физически содержательных фильтрационных (гидродинамических) математических моделей процессов разработки;
• программных средств построения, просмотра, редактирования цифровой геологической модели, подсчета балансовых запасов нефти, газа и конденсата;
• программных средств для пересчета параметров геологической модели в параметры фильтрационной модели и их корректировки;
• программ оптимизации процесса разработки по заданным технологическим и экономическим ограничениям и критериям;
• программных средств и технологий, позволяющих по установленным в процессе моделирования правилам уточнять модели по мере постоянного поступления текущих данных, порождаемых в процессе освоения и разработки месторождений;
• программных средств выдачи таблиц и отчетной графики согласно «Регламенту», хранения и архивации получаемых результатов.
Под цифровой фильтрационной (гидродинамической) моделью (ФМ) понимают совокупность представления объекта в виде двухмерной или трехмерной сетки ячеек, каждая из которых характеризуется набором идентификаторов и параметров геологической модели, дополнительно включая:
• фильтрационные параметры - относительные фазовые проницаемости, капиллярные давления, данные РVТ и другие дополнительные данные;
• массив данных по скважинам, который содержит интервалы перфорации, радиус скважины, пластовое или забойное давление, данные о дебитах (расходах) фаз, коэффициенты продуктивности (приемистости) скважин, сведения об ОПЗ, РИР, ГРП., результатах испытаний. Указанные сведения должны охватывать весь период разработки объекта.
Программный комплекс ФМ должен осуществлять:
• численное решение уравнений сохранения и фильтрации фаз или компонентов;
• анализ фильтрационных течений и расчетных технологических показателей;
• выбор мероприятий по регулированию процесса разработки;
• редактирование модели при внесении новых данных.
Фильтрационные модели должны учитывать все основные геолого-физические и технологические факторы моделируемого (реализуемого) процесса разработки:
• многопластовый характер эксплуатационных объектов»;
• неоднородность пластов по толщине и простиранию, их линзовидность и прерывистость;
• многофазность фильтрационных потоков;
• капиллярные и гравитационные силы;
• порядок разбуривания, систему размещения и режимы работы скважин, их интерференцию.
Фильтрационная модель отличается от геологической модели наличием дополнительных параметров, большей схематизацией строения, возможным объединением нескольких геологических объектов в единый объект моделирования.
Ниже описана последовательность многомерного математического моделирования реальных объектов.
