На сегодняшний день главная задача разработки нефтяных месторождений нацелена на наиболее полное извлечение их извлекаемых запасов при максимальной финансовой рентабельности. Для достижения наиболее полного коэффициента извлечения нефти применяются передовые технологии. Одним из основных направлений считается компьютерное моделирование [1, с. 5].
Моделирование разработки нефтяных месторождений дает возможность конкретизировать геологическое строение и фильтрационно-емкостные свойства нефтяного пласта при воспроизведении истории разработки [2, с. 7]. Гидродинамическое моделирование является одним из основных методов управления разработкой месторождения. Одна из важнейших задач гидродинамического моделирования это прогнозирование научно-технических показателей разработки в средне- и долго- срочной перспективах, а также оптимизация систем разработки при различных методах воздействия на продуктивный пласт.
Условия эксплуатации нефтяного месторождения постоянно меняются, поэтому её гидродинамическая модель также должна постоянно обновляться. Наиболее затратным по времени при перестроении гидродинамической модели является обновление исходных данных для моделирования. При построении модели пласта или месторождения в целом применяется весьма большой объем информации о пласте. Основные свойства пластовых флюидов (вязкости, плотности, объемные коэффициенты) изменяются в зависимости от давления и температур. Характеристики работы скважин регулярно фиксируются и вносятся в базу данных.
Основные исходные данные для моделирования: определение геометрических размеров пласта; данные о пористости; информация о насыщенности и капиллярном давлении; данные об абсолютной проницаемости; данные об относительных фазовых проницаемостях.
Главная цель исследования пласта – предвидение его состояния и формирование методов роста конечной добычи нефти. В традиционной теории разработки изучают объекты, для которых нет возможности полностью учитывать изменения характеристик пласта и флюидов во времени и в пространстве. При моделировании с помощью вычислительных машин и высококачественных лабораторных исследований можно более подробно изучить пласт путём разделения его на блоки и использования к каждому из них основных уравнений фильтрации. Программы, с помощью которых осуществляют необходимые расчёты, называются машинными моделями. Благодаря успехам, достигнутым с начала 50-ых годов в области вычислительной техники и математического обеспечения, в настоящее время стало доступным создание программ для моделирования некоторых весьма сложных процессов. Технология моделирования пластов постоянно совершенствуется, предлагаются новые модели для более сложных процессов разработки.
Моделирование нефтяных пластов – инструмент, дающий возможность специалисту основательнее исследовать механизм добычи нефти. При правильном его применении можно получить значимые результаты, но в то же время моделирование не может заменить инженерную деятельность. Машинные модели легко генерируют числа. Тем не менее, объяснить эти числа могут только личности, хорошо знающие математическую, численную и машинную модели [3, с. 67].
Разработка нефтяных месторождений предполагает собой комплексную проблему, для успешного решения которой требуется привлечение знаний и навыков, накопленных в различных областях науки и инженерной практики. Одним из главных инструментов для обоснованного принятия стратегических и тактических решений при разработке месторождений углеводородов считается моделирование процессов извлечения нефти и газа [4, с. 148]. Увеличение эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений связано как с совершенствованием техники, так и технологий разработки.
С помощью современного математического моделирования в виде постоянно-действующих геолого-технологических моделей появляется возможность в динамике отслеживать технологические показатели разработки месторождения углеводородов [5, с. 56]. Для каждого вида месторождения и предполагаемого метода воздействия на пласт предусмотрена та или иная математическая модель, позволяющая спрогнозировать несколько вариантов разработки и выбрать наиболее эффективный вариант, опираясь также и на экономические показатели.
Рассмотрим процесс гидродинамического моделирования.
Рис.1. Детализирующая диаграмма – диаграмма А0
В процессе детализации было выделено 5 блоков. Блок А1 производит подготовку данных. Блок А2 определяет свойства пластовых флюидов. А3 осуществляет задание начальных условий и параметров расчета. В процессе блока А4 происходит проведение расчетов. Блок А5 производит анализ результатов.
Данная диаграмма представляет гидродинамическое моделирование в целом.
Входными данными для всех блоков являются «Данные из геологической модели» и «Данные о работе скважины».
О1 – Требования к созданию гидродинамических моделей, М1 – Программные средства, М2 – Геолог.
На выходе из блока А1 имеем данные для гидродинамического симулятора, которые взаимодействуют с блоком А2. На выходе из блока А2 получаем зависимости свойств флюидов, которые взаимодействуют с блоком А3. На выходе из блока А3 имеем распределение давлений и насыщенности, которые взаимодействуют с блоком А4. На выходе из блока А4 получаем результаты расчетов, которые взаимодействуют с блоком А5. Из блока А5 идет возврат на блок А3, пока полученные данные не будут согласованы с фактическими данными. На выходе из блока А5 получаем прогноз технологических показателей и распределение остаточных запасов нефти.
Одним из наиболее распространенных программных комплексов для моделирования нефтяных месторождений является ROXAR. [6] В состав комплекса входит пакет гидродинамического моделирования «Tempest». Для снижения затрат по времени специалистов, занимающихся построением моделей с использованием данного программного комплекса, было принято решение создать программный модуль для загрузки данных в «Tempest», автоматизирующий подготовку исходных данных.
Программный модуль был разработан с помощью программного ресурса Delphi 7. Для преобразования исходных данных применялись SQL-запросы. Delphi – эффективное средство разработки приложений баз данных [7, с. 182]. Это обусловливается тремя факторами: высокопроизводительной машиной доступа к информации разного формата, наличием многочисленных компонентов, ориентированных на эту область применения, и поставкой вместе с Delphi компактного, мощного и простого в администрировании сервера баз данных InterBase. Многочисленные компоненты, поддерживающие разработку приложений баз данных, обеспечивают обслуживание всевозможных задач: выборку и сортировку данных. Их визуальное представление, модификацию и публикацию данных в виде отчетов.
Для разработки справочной системы использовалась программа HTML Help Workshop, разработанная Microsoft.
С помощью sql запросов выполняется выборка данных из файла. Созданный программный модуль лёгок в использовании, понятен обычному пользователю, так как его интерфейс прост и удобен. Достоинством данной программы является ее простота в использовании в наиболее распространенной, на данный момент, операционной системе Windows.
Библиографический список
- Гладков, Е. А. Геологическое и гидродинамическое моделирование месторождений нефти и газа: Учебное пособие / Е. А. Гладков; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 99 с.
- Дуркин С.М. Моделирование процесса разработки нефтяных месторождений: Учебное пособие. Ухта: УГТУ, 2014. – 104 с.
- Каневская, Р. Д. Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. – 140 с.
- Лейбензон Л.С. Нефтепромысловая механика Ч. 2. Подземная гидравлика воды, нефти и газа. – М.–Грозн.–Л.–Новосиб., Горногеолнефтеиздат, 2000. – 352 с.
- Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. – М.: Недра, 2002. – 211 с.
- Roxar Tempest MORE [Электронный источник] – URL: http://www2.emersonprocess.com/en-us/brands/roxar/reservoirmanagement/reservoirsimulation/pages/tempestmore.aspx (дата обращения: 19.04.2016).
- Культин Н. Б. Delphi в задачах и примерах. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 288 с.
Количество просмотров публикации: Please wait