WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

МЕРКУРЬЕВ ЕГОР АЛЕКСАНДРОВИЧ

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ПОСТОЯННО ДЕЙСТВУЮЩИХ МОДЕЛЕЙ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ИХ АДАПТАЦИЯ К РЕАЛЬНЫМ

ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВЫМ УСЛОВИЯМ

Специальность 25.00.17 – «Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа – 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук,

профессор Токарев Михаил Андреевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пономарев Александр Иосифович;

кандидат технических наук

Шарафутдинов Ирик Гафурович.

Ведущая организация НПО «Нефтегазтехнология».

Защита состоится 26 декабря 2008 года в 11-00 на заседании совета

по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.04 при ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан __ ноября 2008 года.

Ученый секретарь совета Ямалиев В.У.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Проектирование разработки нефтяных месторождений неотрывно связанно с математическими моделями, которые описывают физические процессы, происходящие в пласте. Использование математических моделей позволяет понять причину изменения показателей разработки и выработать дальнейший план мероприятий по увеличению добычи нефти. Первоначально были разработаны простые математические модели с большими допущениями, которые давали достоверные результаты в узком диапазоне исходных данных. Модели нефтяных месторождений постоянно улучшались, повышалась их точность, учитывалось большее количество различных факторов, внедрялись новые математические алгоритмы. Это приводило к увеличению времени, необходимого для построения моделей. С появлением ЭВМ продолжительность создания моделей значительно снизилась, кроме того, был значительно увеличен объем задач, решаемых с помощью моделей. Современные гидродинамические симуляторы (Eclipse, Roxar, ТРИАС) имеют большой набор математических моделей для описания химических и физических процессов, протекающих в пласте (например, решение многофазной фильтрации). Главным достоинством и отличием новых моделей от более ранних стала адаптация расчетных параметров к истории разработки месторождения. Основным принципом современных постоянно действующих моделей (ПДМ) является утверждение, что если результаты расчетов совпадают с историей разработки месторождения, значит, прогнозные показатели будут максимально приближены к реальности.

Проектирование разработки нефтяного месторождения с помощью постоянно действующих моделей можно разделить на два этапа – адаптация и прогнозирование. На этапе адаптации осуществляется подгонка параметров модели к истории разработки. Основной проблемой адаптации постоянно действующих моделей является неопределенность и отсутствие контроля некоторых данных таких, как пластовое давление, насыщенность и коэффициент продуктивности. Анализ неопределенности исходных данных и снижение уровня неоднозначности постоянно действующих моделей на сегодняшний день является актуальной проблемой.

Кроме адаптации на этапе прогнозирования производится расчет различных вариантов разработки месторождения. Каждый вариант разработки представляет собой определенный план различных геолого-технических мероприятий (ГТМ), который заносится в модель в виде даты проведения ГТМ и параметров скважины после ГТМ, и надежность расчетных показателей во многом зависит от точности расчета эффективности геолого-технических мероприятий. И если учесть, что разработка большого количества нефтяных месторождений России ведется на основе постоянно действующих моделей, разработка метода, повышающего надежность прогнозных показателей, является крайне актуальным направлением.

Цель работы

Изучение эффективности применения постоянно действующих моделей; принципов, заложенных в современные ПДМ и создание нового подхода к адаптации гидродинамических моделей. Разработка методов расчета прогнозных показателей.

Основные задачи исследования

  1. Анализ современных постоянно действующих моделей и эффективности их применения для разработки нефтяных месторождений.
  2. Изучение процесса адаптации современных ПДМ, определение путей снижения неопределенности адаптации с целью повышения надежности расчета прогнозных показателей разработки нефтяных месторождений.
  3. Разработка нового метода расчета коэффициента продуктивности скважин, который позволит учитывать различные геологические и технологические факторы, влияющие на характеристики призабойной зоны скважины и добываемой продукции.

Методы решения поставленных задач

При анализе эффективности ПДМ проводился обзор литературных источников, в ходе работы были проведены обширные исследования алгоритмов современных постоянно действующих моделей (Eclipse, TempestMore).

При изучении процесса адаптации применялись аналитические и статистические методы исследования промыслового и геолого-физического материала; модели нефтяных месторождений, созданные в программном продукте Eclipse компании Schlumberger.

Модели оценки продуктивности скважин разрабатывались с привлечением промыслового материала, с широким применением методов математического моделирования, методов теории вероятности и математической статистики, аналитическим и расчетным путем.

Научная новизна:

  1. Установлено влияние неопределенности моделирования коллекторских свойств, масштабирования геологической модели и моделирования распределения нефтенасыщенности на погрешность показателей разработки, рассчитанных при помощи постоянно действующих моделей нефтяных месторождений Оренбургской области.
  2. Разработаны новые математические модели на основе искусственных нейронных сетей (ИНС) для оценки коэффициента продуктивности и определения технологической эффективности геолого-технических мероприятий.
  3. Предложен новый методический подход расчета вариантов разработки нефтяных месторождений на основе ПДМ и рассчитанной при помощи ИНС динамики коэффициента продуктивности скважины после проведения ГТМ.

Практическая ценность работы

Разработана и внедрена в НГДУ «Бузулукнефть» ОАО «Оренбургнефть» система оценки рисков при бурении новых скважин на основе геологических и гидродинамических моделей адаптированных с учетом коэффициентов продуктивности скважин, рассчитанных при помощи ИНС.

Разработанные модели, на основе математического аппарата ИНС, для оценки проектных показателей разработки нефтяных месторождений, определения технологической эффективности геолого-технических мероприятий, используются в производственном процессе добычи нефти в ООО «Бугурусланнефть»

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались: 56-й и 58-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г.Уфа, УГНТУ, 2005, 2007), третьей корпоративной научно-практической конференции молодых специалистов ТНК-ВP (г. Москва, 2006).

Публикации результатов работы

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 статьи, тезисы 3 докладов.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, списка использованной литературы, содержащего 108 источников. Текст изложен на 146 страницах машинописного текста, включающих 56 рисунков, 9 таблиц и 2 приложения.

Работа выполнена на кафедре «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» Уфимского государственного нефтяного технического университета под руководством заслуженного деятеля науки Республики Башкортостан, доктора геолого-минералогических наук, профессора М.А. Токарева.

Автор выражает особую благодарность научному руководителю профессору М.А. Токареву, коллективу кафедры «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» Уфимского государственного нефтяного технического университета и лично заведующему кафедрой профессору Ю.В. Зейгману за постоянное внимание к работе, ценные советы, замечания, оказанную помощь и поддержку при написании диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится общая характеристика работы, обоснована её актуальность, поставлена цель и определены задачи исследований, показаны научная новизна и практическое значение.

В первой главе рассматриваются основные виды математических моделей, использующихся для прогнозирования показателей разработки нефтяных месторождений. Определены области их применения при различных геолого-технологических условиях.

Значительный вклад в решение вопросов моделирования разработки нефтяных месторождений внесли следующие ученые: В.С. Орлов, И.Д. Амелин,

В.С Ковалев, Х. Азиз, Э. Сеттари, Д.В. Булыгин, Г.Б. Кричлоу, Б.И. Леви,

Р.Д. Каневская, А.Х. Мирзаджанзаде, М.М. Хасанов, А.И. Акульшин, Сазонов Б.Ф и др.

Отдельно рассмотрены современные постоянно действующие модели, их возможности и преимущества перед другими типами моделей.

Основной целью проектирования разработки нефтяного месторождения является точное прогнозирование показателей разработки. На сегодняшний день известно множество решений данной задачи. К наиболее известным и широко применяемым методам можно отнести кривые вытеснения, уравнение материального баланса, корреляционные зависимости. Ранние модели нефтяных месторождений позволяют точно спрогнозировать динамику основных показателей разработки – добычу нефти и воды, обводненность и т.д. Как правило, такие расчеты проводятся в масштабах нефтяных пластов и участков месторождений. Для более детального анализа разработки месторождений используют постоянно действующие модели (ПДМ). В современных моделях большое внимание уделяется прогнозу показателей скважины, что значительно повышает эффективность использования ПДМ при анализе разработки нефтяного месторождения.

Характерной чертой постоянно действующих моделей является их адаптация к фактическим замерам на скважинах. Поэтому работу с ПДМ можно разделить на два этапа – адаптация и прогноз. На первом этапе известны фактические показатели разработки, и параметры модели подбираются таким образом, чтобы расчетные показатели совпадали с историей разработки. Суть такого подхода заключается в том, что погрешность расчета прогнозных показателей будет соответствовать погрешности адаптации. Поэтому точность прогноза показателей разработки во многом зависит от адаптации модели.

Качество адаптации определяется двумя факторами: отклонением рассчитанных от фактических показателей и количеством параметров, по которым ведется адаптация. В настоящее время этими параметрами являются дебит нефти, воды, обводненность и забойное давление скважин. Но месторождение представляет собой сложную систему и существует ещё несколько параметров, отражающих динамику происходящих в нефтяном пласте процессов. К таким параметрам можно отнести пластовое давление, насыщенность, коэффициент продуктивности скважин. Использование этих показателей при адаптации значительно повышает качество постоянно действующих моделей. Но замеры фактического пластового давления, коэффициента продуктивности скважин и насыщенности связаны с остановкой скважин и длительностью процесса, поэтому количество исследований ограничено и замеров недостаточно для использования их при адаптации моделей. В связи с этим необходимо разработать методических подход, позволяющий использовать дополнительные параметры для снижения неопределенности адаптации постоянно действующих моделей.

Расчет прогнозных показателей разработки при помощи ПДМ также связан с определенными трудностями. Дальнейшее развитие месторождения связано с проведением геолого-технических мероприятий (ГТМ) и для корректного прогноза необходимо рассчитывать эффективность ГТМ. Для её оценки в большинстве случаев используется изменение коэффициента продуктивности, но в современных гидродинамических симуляторах отсутствует механизм расчета коэффициента продуктивности скважин и его динамики после ГТМ. Поэтому разработка математических моделей для расчета коэффициента продуктивности скважины и его динамики существенно повысит точность прогноза постоянно действующих моделей.

Во второй главе описываются основные аспекты современного геологического моделирования. Был проведен сравнительный анализ современных геологических моделей и моделей трубок тока и оценены достоинства и недостатки каждой из моделей. Хотя в моделях трубок тока нет ярко выраженной геологической модели, тем не менее, очень интересно провести аналогию с ПДМ, чтобы понять основные принципы современного геологического моделирования.

Создание геологической модели можно разбить на несколько этапов:

  • построение каркаса модели (grid);
  • заполнение ячеек свойствами;
  • укрупнение ячеек для гидродинамического моделирования (upscaling).

Основными исходными данными для геометрического моделирования являются структурные поверхности кровли, подошвы, отбивки пласта в скважинах и координаты разломов. Геометрия пласта в ПДМ описывается при помощи ячеек, а в более ранних моделях – в виде трубок тока. Их сравнительная характеристика представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Характеристика геометрических моделей

Ячейки

Трубки тока

Искажение геометрии фильтрационных потоков

Точное описание фильтрационных потоков

Описание трехмерных потоков

Двухмерность модели

Описание практически любой геометрии пласта

Приближенная геометрия пласта

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»