Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 47
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Поддерживаются аквиферы модели Картера-Трэйси, Фетковича, аквифер с постоянным притоком.
Для учета нелинейного закона фильтрации высоковязких нефтей в МКТ включена модель критического градиента, а также закон Форхгеймера для моделирования высокоскоростного течения газа вблизи скважин. Использование форматов файлов симулятора МКТ позволяет значительно сократить объем данных и увеличить скорость загрузки модели, кроме того поддерживаются форматы наиболее распространенных симуляторов, таких как Eclipse (Schlumberger) и Tempest MORE (Roxar), что гарантирует безболезненный переход с одного симулятора на другой. Возможности модуля гидродинамики
PVT-блок служит для определения фазового состояния многокомпонентной смеси и для конвертации свойств многокомпонентной смеси в свойства флюидов модели черной нефти.
Дополнительные опции симулятора МКТ
В симулятор включены дополнительные опции, которые бывают чрезвычайно полезны в некоторых частных случаях.
Квадратичный закон фильтрации
Для задач с большими скоростями движения флюидов МКТ позволяет использовать квадратичный закон фильтрации. Это особенно важно для течений газа вблизи скважин.
Закачка трассеров
Иногда возникает необходимость проследить распространение воды закачанной с нагнетательной скважины или поступившей из аквифера, например, для оценки связности пластов. Опция закачки трассирующего состава жидкости, заключающаяся в «подкраске» воды из источника, позволяет сделать это.
Возможности TimeZYX
1.2.HydroGeo
Программный комплекс HydroGeo был разработан выдающимся ученым и практиком Михаилом Болеславовичем Букаты в Томском политехническом университете. Текущая версия программного комплекса HydroGeo (ПК HG) включает в настоящее время 27 специализированных и служебных программных модулей. Он может рассматриваться, как одна из версий автоматизированного рабочего места специалистов гидрогеологов и гидрогеологов-нефтяников и предназначен для выполнения: 1) научных и прикладных расчетов по оценке фильтрационно- ёмкостных свойств пород по результатам опытно-фильтрационных исследований в горных выработках различного назначения (обработка данных откачек/наливов, нагнетаний/опытных выпусков, испытания в колонне и опробования с помощью испытателей пластов в обычных и глубоких скважинах); 2) оценки эксплуатационных запасов подземных вод и расчёта воронки депрессии/репрессии скважинных и других, сводимых к системе взаимодействующих источников/стоков, водозаборов или систем нагнетания, в том числе в условиях ступенчатой аппроксимации изменений дебита, автоматической оптимизации дебитов и размещения эксплуатационных скважин; 3) научных и прикладных расчетов по составу природных водных растворов и пород (пересчёты результатов химического анализа воды и пород, расчеты pH, Eh, форм миграции-комплексообразования, смешения, испарения, сорбции, химического взаимодействия с минералами, кинетики при заданных РТ-условиях);
4) научных и прикладных расчетов по составу, газонасыщенности и свойствам свободных и водорастворенных газов и моделированию водно-газовых равновесий;
5) 1, 2 и 3D-сеточного численного моделирования геомиграции (геофильтрации + геохимического взаимодействия воды с породами, или только геофильтрации).
ПК HG разработан в лицензионной системе программирования Borland Turbo Delphi 2006, на языке Delphi Pascal (около 22–23 тыс. строк, 30–35 тыс. операторов) и представляет собой сервисное Windows-приложение, функционирующее в операционной среде Windows 95-XP-Vista-2003–2008 на x86, и совместимых с ними ПЭВМ и рабочих станциях. В нем применяются динамическое распределение памяти и технология параллельных вычислений (при расчете наиболее ресурсоемких сеточных гидрогеохимических моделей – Threads). ПК обеспечивает переключение русского/английского языков интерфейса (реализация не завершена), вызов Help-системы и использование всплывающих подсказок. В ПК HG учитываются тонкие геохимические процессы, происходящие в пластовых условиях, нередко приводящие к изменению фильтрационно-емкостных свойств пород резервуара.
Алгоритм определения фильтрационно-ёмкостных параметров совмещает возможность использования стандартных графоаналитических способов обработки кривых притока (КП) и восстановления давления (КВД), полученных при гидрогеологических откачках/нагнетаниях или испытании скважин. В расчетах используются методы Тейса-Джейкоба и Хорнера-Сейза (с автоматическим выделением на графиках областей квазистационарной фильтрации и влияния ёмкости ствола скважин) и специальная аналитическая методика, базирующаяся на численном интегрировании КП и КВД на основе принципа суперпозиций (наложения течений). Применение второго из этих методов позволяет учесть одновременное изменение дебита и забойного давления в ходе обычных опытно-фильтрационных работ или испытания глубоких скважин. Особый алгоритм, основанный на графоаналитической обработке индикаторных прямых, применен для обработки данных испытания скважин по методу установившихся отборов (режимах выпуска флюида на устье скважины, нормированных по дебиту с помощью сменных штуцеров и др.). Список определяемых параметров включает обычно коэффициенты фильтрации, проницаемости, пьезо- и уровнепроводности, пластовое давление/статический напор, скин-эффект, коэффициент продуктивности. В ряде случаев возможна оценка давления насыщения жидкой фазы газом, возможен расчет плотности воды и газа в пластовых условиях по их составу, сжимаемости пористой среды и др. Опция аналитического расчета систем взаимодействующих скважин (водозаборов/систем нагнетания) позволяет проводить расчеты эксплуатационных изменений уровня вод, как в напорных, так и в безнапорных условиях, с учетом до четырех условно-прямолинейных границ первого и второго рода. Она позволяет также выполнять автоматизированную оптимизацию размещения и дебита скважин водозаборов/систем нагнетания и проводить моделирование их работы в условиях ступенчатого изменения дебита. Для численного моделирования 1–3х мерной геофильтрации в ПК применена конечно-разностная форма дифференциального уравнения нестационарной фильтрации. Его решение осуществляется путем равномерной (в текущей версии используется квадратная форма блоков в плане и произвольная их мощность) разбивки области фильтрации на сеть элементарных блоков/узлов и записи для каждого блока уравнения баланса воды. Для вычислений использован сравнительно простой, но достаточно эффективный подход, предусматривающей итерационный расчет поля напоров/давлений с применением метода релаксации и изменения направления прогонки итераций
1.3.t-Navigator.
Компания «Rock Flow Dynamics» была создана на собственные средства весной 2005 года группой энтузиастов с богатым опытом в области моделирования месторождений. В итоге, разработанный ими программный комплекс t-Navigator может напрямую работать с входными данными в форматах ECLIPSE© 100 и 300 компании Schlumberger, IMEX и STARS компании CMG и Tempest MORE компании ROXAR. t-Navigator активно продвигается на отечественный рынок компанией RF Dinamics. Архитектура продукта была изначально задумана таким образом, чтобы подавляющее большинство операций с моделью могло быть произведено через графический интерфейс, что позволяет экономить огромное количество сил и времени, затрачиваемых на адаптацию моделей, а также на подбор оптимальных схем разработки. Кроме того, данная функциональность нашла широкое применение непосредственно на нефтегазовых промыслах, где большая часть специалистов, занимающихся решением оперативных задач, не имеет навыков профессиональных модельеров. Не имея опыта работы с текстовыми файлами определенной структуры, довольно тяжело взять полученную от специалиста гидродинамическую модель и, внося изменения в схему разработки, оценить эффективность тех или иных геолого-технических мероприятий. Графический интерфейс t-Navigator позволяет инженерам-разработчикам за пару дней освоить необходимый инструментарий и приступить к решению промысловых задач на основе трехмерных гидродинамических моделей. Для простоты работы реализован механизм запуска серийных расчетов с различными вариантами ГТМ для последующей оценке эффективности на общем графике.
Программмный комплекс t-Navigator
На сегодняшний день на добывающих предприятиях с помощью данного программного комплекса решаются следующие задачи:
1) создание прогнозной версии модели для планирования разработки месторождения;
2) оценка эффективности грп;
3) выбор оптимальных кандидатов на бурение боковых стволов;
4) оценка эффективности обработки призабойной зоны кислотами, растворами пав;
5) расстановка скважин (групп скважин) по заданной схеме разработки;
6) оценка эффективности заводнения;
7) выбор оптимальной схемы закачки.
Также идея внедрения пакета визуализации с доступом к расчетному ядру открывает ряд возможностей по использованию аналитических инструментов, которые сложно было бы реализовать при считывании трехмерных полей выходных данных по окончании расчета. Непосредственно в ходе расчета модели специалист имеет доступ к двумерным и трехмерным картам рассчитанных параметров, графикам по скважинам, секторным диаграммам, графиками распределения добычи или закачки по интервалам перфорации каждой скважины. Кроме того, «на лету» можно построить карту с трубками тока, графики и матрицу дренирования для оценки эффективности закачки, различные типы гистограмм и многое другое. При этом для визуальной оценки информации Вы можете использовать любое количество окон, которые будут синхронно обновляться по ходу расчета. Все элементы работы с интерактивной визуализацией и аналитическими инструментами могут быть экспортированы в различных форматах для использования в отчетах и презентациях. Также предусмотрена выгрузка таблиц в формате «Госплана». Специфические модули t-Navigator
Модуль оптимизации заводнения
Модуль служит для гидродинамического моделирования трубок тока. С помощью линий тока t-Navigator позволяет выделить зоны дренирования скважин, построить матрицу дренирования, график эффективности закачки, таблицу дренирования. Накопленная и мгновенная таблицы дренирования позволяют численно оценить в динамике взаимодействие пар добывающих и нагнетательных скважин в любой момент времени и за любой период времени. Полностью поддержаны трассеры.
Модуль разрезания модели
Данный модуль дает возможность авто разрезания (или авто сборки) большой модели на самодостаточные фрагменты, авто декомпозиции. Разрезание может быть осуществлено по любым траекториям: вырезание отчетного региона в качестве самостоятельной модели, разрезание по произвольной карте пользователя. Осуществляется распределённая работа группы с общей «виртуальной моделью», использующая концепцию «каталога подмоделей», запись и учёт в расчёте граничных условий обоих типов (после первого расчёта виртуальной модели). Дерево версий модели. Многовариантный расчет
Дерево версий модели хранит в формате xml все изменения модели в виде дерева, дает возможность отслеживать все изменения, менять в графическом интерфейсе значения ключевых слов, в виде версий модели сохранять комбинации изменений. Дерево версий очень удобно использовать при адаптации модели, при выборе траектории новых скважин, при подборе направления и длины гидроразрыва пласта. t-Navigator позволяет запускать очередь версий модели на расчет в фоновом режиме и далее в одном окне просматривать и сравнивать графики расчета для всех версий одновременно. Например, траектория бурения бокового ствола скважины может быть подобрана с минимальными временными затратами: 1) добавление траектории ствола мышью;
2) визуальное сравнение эффективности различных вариантов бурения;
3) инструмент для многовариантных расчетов.
Модуль оптимизации закачки.
Модуль строит матрицу дренирования, график эффективности закачки и таблицу дренирования, которые позволяют численно оценить в динамике взаимодействие пар добывающих и нагнетательных скважин, объем перетоков между ними. Алгоритм оптимизации оценивает эффективность всех нагнетательных скважин и автоматически применяет корректирующие поправки для достижения большей «однородности» нагнетания. Для удержания среднепластового давления выше заданного пользователем значения, существует дополнительная возможность активации алгоритма «Автоматической компенсации» давления.
Для учета нелинейного закона фильтрации высоковязких нефтей в МКТ включена модель критического градиента, а также закон Форхгеймера для моделирования высокоскоростного течения газа вблизи скважин. Использование форматов файлов симулятора МКТ позволяет значительно сократить объем данных и увеличить скорость загрузки модели, кроме того поддерживаются форматы наиболее распространенных симуляторов, таких как Eclipse (Schlumberger) и Tempest MORE (Roxar), что гарантирует безболезненный переход с одного симулятора на другой. Возможности модуля гидродинамики
PVT-блок служит для определения фазового состояния многокомпонентной смеси и для конвертации свойств многокомпонентной смеси в свойства флюидов модели черной нефти.
Дополнительные опции симулятора МКТ
В симулятор включены дополнительные опции, которые бывают чрезвычайно полезны в некоторых частных случаях.
Квадратичный закон фильтрации
Для задач с большими скоростями движения флюидов МКТ позволяет использовать квадратичный закон фильтрации. Это особенно важно для течений газа вблизи скважин.
Закачка трассеров
Иногда возникает необходимость проследить распространение воды закачанной с нагнетательной скважины или поступившей из аквифера, например, для оценки связности пластов. Опция закачки трассирующего состава жидкости, заключающаяся в «подкраске» воды из источника, позволяет сделать это.
Возможности TimeZYX
1.2.HydroGeo
Программный комплекс HydroGeo был разработан выдающимся ученым и практиком Михаилом Болеславовичем Букаты в Томском политехническом университете. Текущая версия программного комплекса HydroGeo (ПК HG) включает в настоящее время 27 специализированных и служебных программных модулей. Он может рассматриваться, как одна из версий автоматизированного рабочего места специалистов гидрогеологов и гидрогеологов-нефтяников и предназначен для выполнения: 1) научных и прикладных расчетов по оценке фильтрационно- ёмкостных свойств пород по результатам опытно-фильтрационных исследований в горных выработках различного назначения (обработка данных откачек/наливов, нагнетаний/опытных выпусков, испытания в колонне и опробования с помощью испытателей пластов в обычных и глубоких скважинах); 2) оценки эксплуатационных запасов подземных вод и расчёта воронки депрессии/репрессии скважинных и других, сводимых к системе взаимодействующих источников/стоков, водозаборов или систем нагнетания, в том числе в условиях ступенчатой аппроксимации изменений дебита, автоматической оптимизации дебитов и размещения эксплуатационных скважин; 3) научных и прикладных расчетов по составу природных водных растворов и пород (пересчёты результатов химического анализа воды и пород, расчеты pH, Eh, форм миграции-комплексообразования, смешения, испарения, сорбции, химического взаимодействия с минералами, кинетики при заданных РТ-условиях);
4) научных и прикладных расчетов по составу, газонасыщенности и свойствам свободных и водорастворенных газов и моделированию водно-газовых равновесий;
5) 1, 2 и 3D-сеточного численного моделирования геомиграции (геофильтрации + геохимического взаимодействия воды с породами, или только геофильтрации).
ПК HG разработан в лицензионной системе программирования Borland Turbo Delphi 2006, на языке Delphi Pascal (около 22–23 тыс. строк, 30–35 тыс. операторов) и представляет собой сервисное Windows-приложение, функционирующее в операционной среде Windows 95-XP-Vista-2003–2008 на x86, и совместимых с ними ПЭВМ и рабочих станциях. В нем применяются динамическое распределение памяти и технология параллельных вычислений (при расчете наиболее ресурсоемких сеточных гидрогеохимических моделей – Threads). ПК обеспечивает переключение русского/английского языков интерфейса (реализация не завершена), вызов Help-системы и использование всплывающих подсказок. В ПК HG учитываются тонкие геохимические процессы, происходящие в пластовых условиях, нередко приводящие к изменению фильтрационно-емкостных свойств пород резервуара.
Алгоритм определения фильтрационно-ёмкостных параметров совмещает возможность использования стандартных графоаналитических способов обработки кривых притока (КП) и восстановления давления (КВД), полученных при гидрогеологических откачках/нагнетаниях или испытании скважин. В расчетах используются методы Тейса-Джейкоба и Хорнера-Сейза (с автоматическим выделением на графиках областей квазистационарной фильтрации и влияния ёмкости ствола скважин) и специальная аналитическая методика, базирующаяся на численном интегрировании КП и КВД на основе принципа суперпозиций (наложения течений). Применение второго из этих методов позволяет учесть одновременное изменение дебита и забойного давления в ходе обычных опытно-фильтрационных работ или испытания глубоких скважин. Особый алгоритм, основанный на графоаналитической обработке индикаторных прямых, применен для обработки данных испытания скважин по методу установившихся отборов (режимах выпуска флюида на устье скважины, нормированных по дебиту с помощью сменных штуцеров и др.). Список определяемых параметров включает обычно коэффициенты фильтрации, проницаемости, пьезо- и уровнепроводности, пластовое давление/статический напор, скин-эффект, коэффициент продуктивности. В ряде случаев возможна оценка давления насыщения жидкой фазы газом, возможен расчет плотности воды и газа в пластовых условиях по их составу, сжимаемости пористой среды и др. Опция аналитического расчета систем взаимодействующих скважин (водозаборов/систем нагнетания) позволяет проводить расчеты эксплуатационных изменений уровня вод, как в напорных, так и в безнапорных условиях, с учетом до четырех условно-прямолинейных границ первого и второго рода. Она позволяет также выполнять автоматизированную оптимизацию размещения и дебита скважин водозаборов/систем нагнетания и проводить моделирование их работы в условиях ступенчатого изменения дебита. Для численного моделирования 1–3х мерной геофильтрации в ПК применена конечно-разностная форма дифференциального уравнения нестационарной фильтрации. Его решение осуществляется путем равномерной (в текущей версии используется квадратная форма блоков в плане и произвольная их мощность) разбивки области фильтрации на сеть элементарных блоков/узлов и записи для каждого блока уравнения баланса воды. Для вычислений использован сравнительно простой, но достаточно эффективный подход, предусматривающей итерационный расчет поля напоров/давлений с применением метода релаксации и изменения направления прогонки итераций
1.3.t-Navigator.
Компания «Rock Flow Dynamics» была создана на собственные средства весной 2005 года группой энтузиастов с богатым опытом в области моделирования месторождений. В итоге, разработанный ими программный комплекс t-Navigator может напрямую работать с входными данными в форматах ECLIPSE© 100 и 300 компании Schlumberger, IMEX и STARS компании CMG и Tempest MORE компании ROXAR. t-Navigator активно продвигается на отечественный рынок компанией RF Dinamics. Архитектура продукта была изначально задумана таким образом, чтобы подавляющее большинство операций с моделью могло быть произведено через графический интерфейс, что позволяет экономить огромное количество сил и времени, затрачиваемых на адаптацию моделей, а также на подбор оптимальных схем разработки. Кроме того, данная функциональность нашла широкое применение непосредственно на нефтегазовых промыслах, где большая часть специалистов, занимающихся решением оперативных задач, не имеет навыков профессиональных модельеров. Не имея опыта работы с текстовыми файлами определенной структуры, довольно тяжело взять полученную от специалиста гидродинамическую модель и, внося изменения в схему разработки, оценить эффективность тех или иных геолого-технических мероприятий. Графический интерфейс t-Navigator позволяет инженерам-разработчикам за пару дней освоить необходимый инструментарий и приступить к решению промысловых задач на основе трехмерных гидродинамических моделей. Для простоты работы реализован механизм запуска серийных расчетов с различными вариантами ГТМ для последующей оценке эффективности на общем графике.
Программмный комплекс t-Navigator
На сегодняшний день на добывающих предприятиях с помощью данного программного комплекса решаются следующие задачи:
1) создание прогнозной версии модели для планирования разработки месторождения;
2) оценка эффективности грп;
3) выбор оптимальных кандидатов на бурение боковых стволов;
4) оценка эффективности обработки призабойной зоны кислотами, растворами пав;
5) расстановка скважин (групп скважин) по заданной схеме разработки;
6) оценка эффективности заводнения;
7) выбор оптимальной схемы закачки.
Также идея внедрения пакета визуализации с доступом к расчетному ядру открывает ряд возможностей по использованию аналитических инструментов, которые сложно было бы реализовать при считывании трехмерных полей выходных данных по окончании расчета. Непосредственно в ходе расчета модели специалист имеет доступ к двумерным и трехмерным картам рассчитанных параметров, графикам по скважинам, секторным диаграммам, графиками распределения добычи или закачки по интервалам перфорации каждой скважины. Кроме того, «на лету» можно построить карту с трубками тока, графики и матрицу дренирования для оценки эффективности закачки, различные типы гистограмм и многое другое. При этом для визуальной оценки информации Вы можете использовать любое количество окон, которые будут синхронно обновляться по ходу расчета. Все элементы работы с интерактивной визуализацией и аналитическими инструментами могут быть экспортированы в различных форматах для использования в отчетах и презентациях. Также предусмотрена выгрузка таблиц в формате «Госплана». Специфические модули t-Navigator
Модуль оптимизации заводнения
Модуль служит для гидродинамического моделирования трубок тока. С помощью линий тока t-Navigator позволяет выделить зоны дренирования скважин, построить матрицу дренирования, график эффективности закачки, таблицу дренирования. Накопленная и мгновенная таблицы дренирования позволяют численно оценить в динамике взаимодействие пар добывающих и нагнетательных скважин в любой момент времени и за любой период времени. Полностью поддержаны трассеры.
Модуль разрезания модели
Данный модуль дает возможность авто разрезания (или авто сборки) большой модели на самодостаточные фрагменты, авто декомпозиции. Разрезание может быть осуществлено по любым траекториям: вырезание отчетного региона в качестве самостоятельной модели, разрезание по произвольной карте пользователя. Осуществляется распределённая работа группы с общей «виртуальной моделью», использующая концепцию «каталога подмоделей», запись и учёт в расчёте граничных условий обоих типов (после первого расчёта виртуальной модели). Дерево версий модели. Многовариантный расчет
Дерево версий модели хранит в формате xml все изменения модели в виде дерева, дает возможность отслеживать все изменения, менять в графическом интерфейсе значения ключевых слов, в виде версий модели сохранять комбинации изменений. Дерево версий очень удобно использовать при адаптации модели, при выборе траектории новых скважин, при подборе направления и длины гидроразрыва пласта. t-Navigator позволяет запускать очередь версий модели на расчет в фоновом режиме и далее в одном окне просматривать и сравнивать графики расчета для всех версий одновременно. Например, траектория бурения бокового ствола скважины может быть подобрана с минимальными временными затратами: 1) добавление траектории ствола мышью;
2) визуальное сравнение эффективности различных вариантов бурения;
3) инструмент для многовариантных расчетов.
Модуль оптимизации закачки.
Модуль строит матрицу дренирования, график эффективности закачки и таблицу дренирования, которые позволяют численно оценить в динамике взаимодействие пар добывающих и нагнетательных скважин, объем перетоков между ними. Алгоритм оптимизации оценивает эффективность всех нагнетательных скважин и автоматически применяет корректирующие поправки для достижения большей «однородности» нагнетания. Для удержания среднепластового давления выше заданного пользователем значения, существует дополнительная возможность активации алгоритма «Автоматической компенсации» давления.