Прикладные программные продукты Преподаватель –доцент каф. ГРНМ Иванова И.А. Национальный исследовательский Томский политехнический университет Институт природных ресурсов Кафедра геологии и разработки нефтяных месторождений

На современном этапе научно-технического прогресса и построения информационного общества наряду с теоретическими и экспериментальными исследованиями математическое моделирование с помощью ЭВМ является третьим способом познания реальности. Этот способ используется во многих отраслях современной науки и техники. Замена физического объекта или явления его математической моделью позволяет, опираясь на мощь современной вычислительной техники, подробно и глубоко изучать их свойства. Лекция 1 Геологическое и гидродинамическое моделирование

Одним из главных направлений повышения качества проектирования, управления и контроля за разработкой нефтяных и газонефтяных месторождений стало применение компьютерных постоянно действующих геолого-технологических моделей (ПДГТМ). ПДГТМ – это объемная имитация месторождения, хранящаяся в памяти компьютера в виде многомерного объекта, позволяющая исследовать и прогнозировать процессы, протекающие при разработке в объеме резервуара, непрерывно уточняющаяся на основе новых данных на протяжении всего периода эксплуатации месторождения.

На рисунке приведены результаты, полученные программным комплексом DV GEO (ЦГЭ г.Москва) по каротажным данным скважин Самотлорского месторождения Геологическая модель (ГМ) и фильтрационная (гидродинамическая) (ГДМ) модель являются составными частями ПДГТМ.

Геолого-математическая модель (ГММ) направлена на создание образа объекта изучения, который мог бы позволить осуществлять расчеты и принимать решения по дальнейшему рентабельному освоению запасов углеводородов. Геологическая модель является основой для подсчета запасов различных категорий.

Геолого-математическая модель должна отображать наше комплексное представление об объекте исследования на протяжении всего этапа его освоения, особенно, на момент принятия ответственного решения или составления проектов и подсчета (пересчета) запасов. Гидродинамическая модель залежи создается на базе ГММ для разработки месторождения и описывает динамические процессы в пласте при различных воздействиях на него и содержащийся в нем флюид с учетом применяемых технологий, направленных на наиболее полное и оптимальное с экономических соображений извлечение углеводородов.

Оценка запасов по пластам и в целом по залежи. Составление ТЭО и проектов разработки месторождения. Анализ и минимизация риска разработки. Исследование поведения скважин и групп скважин. Изучение процессов фильтрации флюидов или их компонентов при разных воздействиях на пласт. Выбор или совершенствование технологии разработки месторождения. Выбор или реконструкция системы расстановки скважин. Выбор оптимальных режимов работы скважин. Планирование добычи. Цели численных расчетов с использованием фильтрационной модели

Обеспечение наибольших текущих дебитов нефти и/или наибольшего коэффициента нефтеизвлечения. Оптимизация показателей добычи. Уточнение свойств пласта и флюидов. Поиск наилучших интервалов вскрытия. Определение остаточных запасов, застойных зон на конкретные моменты времени. Обоснование стратегии и тактики до разработки месторождения. Управление внутрипластовыми потоками флюидов.

Адекватность процессу фильтрации в пласте. Учет всех необходимых факторов. Универсальность модели. Большая размерность пространственной сетки, аппроксимирующей реальное месторождение. Простота и удобство пользования моделью. Сервисная визуализация входных и выходных данных. Приемлемое время при расчете вариантов на компьютере. Общие требования к фильтрационной (гидродинамической) модели

Использование модели, как для прогнозных расчетов, так и для коррекции геологической модели пласта при воспроизведении истории разработки и адаптации модели. Замыкание фильтрационной модели с алгоритмами технологических и экономических расчетов. Получение регламентных таблиц и графиков. Расчеты по прогнозу технологических показателей разработки должны проводиться с использованием фильтрационных программ, надежность которых подтверждена предварительным тестированием с помощью первого и седьмого тестов SPE - Society of Petroleum Engineers. Общие требования к фильтрационной (гидродинамической) модели

Уточнение параметров (адаптация) моделей на основе анализа истории разработки Первым шагом моделирования должно стать воспроизведение существующей истории разработки. В ходе этого процесса добыча из месторождения моделируется на основании существующей геологической модели. Фильтрационная модель корректируется итеративным способом до тех пор, пока она не окажется в состоянии воспроизвести фактическое распределение давления и многофазное течение флюидов. На основе уточненной фильтрационной модели уточняется первоначально принятая геологическая модель

Обзор основных пакетов геологического и гидродинамического моделирования ArcGIS 9 Пакет разработан компанией ESRI, признанным лидером в создании и продвижении ведущих Геоинформационных Систем (ГИС), с учетом передовых тенденций развития информационных технологий и растущих требований многочисленных пользователей. Платформа ArcGIS 9 является оптимальным решением для построения корпоративной ГИС, фундамента информационной системы эффективного управления крупными государственными и коммерческими организациями.

Surfer Golden Software Surfer – мощный картографический пакет для ученых и инженеров. Surfer – трехмерная программа вычерчивания поверхности карт, которая выполняется в среде Microsoft Windows. Она быстро и легко преобразует Ваши данные в контур, поверхность, каркас, вектор, изображение, заштрихованную область и почтовые карты. Фактически все параметры Ваших карт могут быть настроены для получения желаемого изображения Математическую основу пакета составляют алгоритмы интерполяции двумерных функций для расчета значений в узлах регулярной сетки по исходным данным в произвольных точках области

DV-Geo Программный комплекс DV-Geo предназначен для построения и поддержки трехмерных моделей залежей нефти и газа, а также подсчета запасов на основе интегрированной интерпретации геолого-геофизических и промысловых данных. Мощный инструмент динамического анализа в режиме непрерывной визуализации. Основное назначение программного пакета DV-Geo – это обеспечение пользователя удобным и надежным инструментом для построения геологической и гидродинамической модели месторождения.

Используемые в данном программном продукте общие средства динамической визуализации представляют собой реализацию нового подхода к решению прикладных задач в различных областях человеческой деятельности на основе аппарата исследования многомерных многопараметровых пространств, разрабатываемых в ОАО «Центральная геофизическая экспедиция»

Создание геологических моделей является основой для подсчета запасов углеводородов и позволяет в дальнейшем проектировать разработку нефтяных и газовых месторождений на качественно новом уровне. Создаваемая в пакете DV-Geo геологическая модель является связующим звеном в информационном пространстве, включающем научно- исследовательские и производственные структуры, участвующие в процессе мониторинга месторождений, поэтому рабочая среда в пакете DV-Geo сформирована для широкого круга специалистов, занимающихся проблемами разведки и эксплуатации нефтяных месторождений.

Petrel Программный комплекс PETREL (компания Shlumberger) предназначен для проведения целого спектра работ: от интерпретации данных сейсморазведки, построения 3D геологических моделей до гидродинамического моделирования. Создание геологических моделей является основой для проектирования разработки месторождений. На рисунках приведены геологический разрез по линии скважин и подсчетный план, полученные в результате трехмерного геологического моделирования в PETREL.

Модуль разработки в современной версии PETREL является отправной точкой для детального гидродинамического моделирования, позволяя без потерь перейти от создания геологической модели к подготовке и расчету гидродинамической модели в выбранном симуляторе семейства ECLIPSE. Также PETREL может быть использован для предварительной и завершающей обработки данных, таких как свойства флюидов, способ заканчивания скважин, история добычи и планирование геолого-технологических мероприятий (ГТМ).

Геологические модули Petrel: Classification and Estimation - Классификация данных по «нейронным сетям»; Facies Modeling - Литолого-фациальное моделирование; Petrophysical Modeling - Моделирование коллекторских свойств; Well Correlation - Корреляция скважин; Fault Analysis - Анализ разломов. Classification and EstimationClassification and Estimation (Классификация данных по нейронным сетям). Технология нейронных сетей для оценки скважинных каротажных кривых, поверхностей, сейсмических кубов и 3D моделей свойств.

Fracture network modeling. Модуль моделирования трещиноватости Fault Analysis - Анализ разломов Petrophysical Modeling - Моделирование коллекторских свойств Facies Modeling - Литолого- фациальное моделирование Well Correlation - Корреляция скважин

Data and Results Viewer Визуализатор данных и результатов Этот базовый модуль предоставляет возможность по визуализации скважинных и сейсмических данных, результатов интерпретации, геологического и гидродинамического моделирования. Он позволяет просмотреть и вывести на печать карты, схемы корреляции и разрезы. Может быть полезен инженерам-разработчикам для просмотра результатов гидродинамического моделирования: кубов давления и насыщенности в 3D и 2D окнах, графиков, полученных при воспроизведении истории и при расчетах на прогноз, круговых диаграмм.

Имея модель продуктивного пласта, вы можете использовать Petrel для гидродинамического моделирования. Это позволит сократить неопределенности и значительно облегчит планирование скважин. Передовые технологии перемасштабирования сетки позволяют использовать геологические модели для гидродинамического моделирования. С выходом новой версии Petrel технологическая цепочка Petrel значительно расширяется в область гидродинамического моделирования и промыслового инжиниринга. Сочетание этого блока с инструментами всемирно известного пакета ECLIPSE позволяет убрать «барьер» между геологическим и гидродинамическим моделированием и предоставить пользователю полностью интегрированную среду для всестороннего изучения резервуара. Теперь Вы можете сразу приступать к гидродинамическому моделированию после построения трехмерных геологических моделей, добавлять свойства флюидов,результаты опробования и заканчивания скважин, работать с историей разработки и планированием мероприятий. В Petrel теперь можно подготавливать, запускать и анализировать результаты гидродинамических расчетов.

ECLIPSE Симуляторы ECLIPSE более 25 лет являются ведущими коммерческими симуляторами месторождений благодаря широкому спектру функциональных возможностей, масштабируемости параллельных вычислений и разнообразию поддерживаемых платформ. Black-Oil (нелетучая нефть);Black-Oil Compositional (композиционная модель);Compositional Thermal (термальная модель);Thermal Streamline (симулятор линий тока);Streamline Дополнительные опции Дополнительные опции