Прогнозирование показателей разработки

Моделирование, и как ре­зультат, модель процесса обеспечивают возможность при срав­нительно небольших затратах в короткие сроки, многократно (многовариантно) «проиграть» медленно протекающие процессы разработки в различных технологических условиях и тем самым выбрать рациональную технологию. При создании моделей процесса разработки нефтяных месторождений моделируют геолого-фиэические свойства пласта, его геометрическую форму, флюиды и процесс извлечения нефти и газа из недр.

При физическом моделировании на модели, представляющей по су­ществу натурный или масштабно уменьшенный образец ориги­нала (лабораторную, пилотную установки), воспроизводят и ис­следуют процессы, качественно одинаковые с процессами, про­текающими в реальном объекте. В связи с трудностью создания полного подобия пласта и измерения параметров гидравлические модели нефтяных пластов не нашли применения, хотя фи­зическое моделирование., отдельных элементов процесса разра­ботки незаменимо {например, вытеснение нефти водой).

Математическое моделирование заключается в исследовании процессов путем построения и решения системы математиче­ских уравнений, относящихся к собственно процессу и краевым условиям. Математическая модель основана на упрощении (идеализации) сложного реального процесса. Для ее создания природные условия соответствующим образом дифференцируют, выделяют среди них главные, определяющие факторы и пред­ставляют их в таком виде, который обеспечивает возможность достижения цели. Причем, нефтегазоносный пласт рассматри­вают как единую гидродинамически связанную систему не только во всей области нефтегазоносности, но и включая окру­жающую водонапорную область. Перемещение флюидов внутри этой единой системы определяется начальными (до начала раз­работки) и граничными (на поверхностях, ограничивающих пласт с внешних сторон, и на стенках скважин внутри пласта) условиями или в совокупности краевыми условиями. Граничные условия задаются в виде искомой функции (дав­ление, расход жидкости), ее производной (градиент давления, скорость) или в смешанном виде (соответственно граничные ус­ловия первого, второго или третьего рода). Начальные условия характеризуют состояние пласта до на­чала разработки, когда в процессе разработки неустановив­шееся (нестационарное) движение флюидов наряду с простран­ственными координатами определяется еще временем. Системы математических уравнений решают аналоговым и вычислительным методами. Аналоговый метод математического моделирования базируется на подобии явлений и процессов раз­личной физической природы, т. е. на широкой физической ана­логии. Можно назвать аналогии между полями фильтрация жидкости (закон Дарси), электрического тока в проводящей среде (закон Ома), электрическим в диэлектрике (закон индук­ции), магнитным (закон магнитной индукции) и температурным (основное уравнение теплопроводности).

Электрическое моделирование процесса разработки основано на электрогидродинамической аналогии (ЭГДА), т. е. аналогии между движением электрического тока в проводящей среде и фильтрацией жидкости в пористой среде.

Вычислительные методы подразделяются на аналитические, численные и статистические. Аналитические методы соответ­ствуют классическому подходу к моделированию процессов, когда ставится исходная задача, вводятся упрощающие пред­положения и на их основе формулируется новая задача, кото­рая поддается решению в виде аналитического выражения, фор­мулы, обеспечивающей получение значения функций для каждого значения аргумента. Упрощающие предположения иногда приводят к существенным погрешностям в результатах проекти­рования, а без них задача в аналитической форме не решается. К числу аналитических методов, дающих точные решения задач разработки нефтяных месторождений, т. е. в точности удовлет­воряющих исходным уравнениям, начальным и граничным ус­ловиям, относятся метод разделения переменных (метод Фурье), методы теории функций комплексного переменного, ин­тегральных преобразований и др. Приближенные решения получают с использованием методов эквивалентных фильтрацион­ных сопротивлений, последовательной смены стационарных со­стояний, интегральных соотношений и др. Основы при­менения численных (разностных) методов математического моделирования для решения задач разработки нефтяных место­рождений в настоящее время достаточно развиты. При проекти­ровании разработки нефтяных месторождений чаще всего при­меняют численные методы.

Статистические методы моделирования, базируются на ста­тистических данных предшествующей разработки месторождений. Изучая фактические закономерности развития процесса в залежи за прошедший период (ретроспективу), они позволяют оперативно без больших затрат времени и труда сформулиро­вать заключение о предстоящем развитии основных технологи­ческих показателей разработки.

От объема и качества исходной информации зависят степень достоверности и детальности геолого-промысловых и гидродинамических моделей. Геолого-промысловые модели могут быть вероятностными (безадресными) или детерминированными (адресными). При математическом моделировании процесса нефтеизвлечения строят двумерные и трехмерные модели двух-, трехфазной фильтрации. Вероятностные геолого-промысловые и одномерные гидродинамические модели строят на стадии оценки разработки небольших по запасам залежей. В этом случае используют различные аналогии и статистические зависимости, полученные с помощью многофакторного анализа по фактическим данным разработки аналогичных залежей.

При составлении технологических схем разработки крупных и средних залежей и проектов разработки нужно строить детерминированные геологические и двумерные гидродинамические модели по фактическим данным разведочных и добывающих скважин и результатам их предыдущего исследования и эксплуатации.

Набор показателей для составления геолого-промысловых и гидродинамических моделей на разных стадиях проектирования разработки практически не меняется.

Различают модели:

- модель численного моделирования (компьютерная);

- модель постоянно действующая (модель постоянно корректируется во временном отрезке – квартал, год).

Геологическая модель – трехмерная матрица со свойствами в каждой из ячеек с пористостью, насыщенностью и проницаемостью (6 значений – тензер).

При помощи геологической модели прогнозируют запасы.

Гидродинамическая модель является основой для технологических документов., т.е на основе постоянно действующих технологических моделей составляется проект.

Гидродинамическая модель позволяет рассчитать прогноз добычи, служит для ее контроля и позволяет рассчитать расстановку скважин.

Дата добавления: 2015-08-09