Гидродинамическое моделирование с помощью ECLIPSE Blackoil

Введение в моделирование ECLIPSE

Что такое гидродинамическое моделирование?
Используемая физика
Закон Дарси (без гравитационной составляющей)
Уравнение материального баланса
ВТЕКАЮЩАЯ МАССА – ВЫТЕКАЮЩАЯ МАССА
=
НАКОПЛЕННАЯ МАССА

Модель скважины
Приток фаза, соединение
Узловое давлениесоединение – BHP – Hот соед до опорной глуб

Модели нелетучей нефти и композиционная
Симуляторы для модели нелетучей нефти
(ECLIPSE Blackoil)
Нефтяная и газовая фазы представлены ‘одним компонентом’
Предполагается, что состав компонентов не изменяется во времени и от давления
Симуляторы для композиционной модели
(ECLIPSE Compositional)
Нефтяная и газовая фазы представляются как многокомпонентные смеси
Предполагается, что свойства пластовых флюидов при всех температурах,давлениях, составах и времени могут быть представлены уравнением состояния

Базисные шаги гидродинамического моделирования
Пласт представляется в виде ячеек
Для каждой ячейки вносятся необходимые данные
Скважины располагаются внутри ячеек
Задаются дебиты скважин как функции от времени
Для определения давления и насыщенностей для каждой ячейки, а также добычи для каждой скважины по каждой фазе, для каждого момента времени решается система дифференциальных уравнений

Потоки в модели
Поток из одной ячейки в другую
Поток из ячейки в скважину
Поток внутри скважин (и наземные сети)
Поток = Проводимость • Подвижность • Депрессия

Результаты зависят от качества входных данных
Недостаток данных
большое количество экстраполяций
Погрешности измерений
Сложность пласта
неоднородность
Пригодность
непрерывная система представляется дискретной численной аппроксимацией

Решаемые задачи
Оценка объектов:
Аккуратное определение извлекаемых запасов
Управление объектом:
Выбор самого экономичного способа перфорации, схемы размещения скважин, числа пробуриваемых скважин и объемов нагнетания
Управление неопределенностями:
Оценка эффектов раннего прорыва воды или конусообразования

Почему ECLIPSE?
Стандартный симулятор для модели нелетучей нефти
Может моделировать практически все варианты разработки месторождения
Надежный, аккуратный, легкий в использовании
Постоянное развитие продукта
Интегрирован с большинством геологических пакетов
Техническая поддержка

ECLIPSE Blackoil Основные Опции
Мультиплатформенная поддержка
PC (Windows & Linux), IBM, Sun, SGI
Геометрические опции
Угловой точки, блочно-центрированная геометрия и PEBI
Измельчение сетки
Опции течения флюида
Масштабирование концевых точек
Дренирование и пропитка, гистерезис
Характеристики скважины
Автоматический ремонт и бурение скважин
Установление очередности
Задание ограничений по месторождению
Экономические ограничения
Изменение работы скважин по условиям

ECLIPSE Blackoil Дополнительные Лицензии
Оптимизация газлифта
Опция распараллеливания
Граничные условия
Многосегментные скважины
Наземное оборудование (сети)
Множественные реализация
Угольный метан
Псевдо-композиционное моделирование
Соединение моделей
Индикаторы
Пена, растворители, полимеры и ПАВ
Хранение CO2

ECLIPSE Model: *.DATA
Данные по скважинам, заканчиваниям, наземному
оборудованию, дебитам
Запрос выходных данных
(опциональная секция)
Инициализация модели
Разделение месторождения на регионы
(опциональная секция)
PVT и SCAL свойства
Модификация данных геометрии сетки секции GRID
(опциональная секция)
Основные характеристики модели
Геометрия сетки и основные свойства породы

Как работает ECLIPSE
Каждая секция файла данных прочитывается, обрабатывается, выполняется проверка на соответствие, требуемая информация записывается в различные файлы вывода (например, *PRT)
RUNSPEC: используется для распределения динамической памяти
SCHEDULE: Данные зависящие от времени читаются и обрабатываются для каждого временного шага

Каким образом секции ECLIPSE связаны с уравнением
Поток = Проводимость • Подвижность • Депрессия

Example of a Data File

Статическое описание пласта

Физ-хим свойства и свойства породы
PVT: Физ-хим свойства флюида
Описание поведения фаз пластовых флюидов при различных давлениях
SCAL: Свойства породы
Описание поведения движения пластовых флюидов
Описание переходной зоны

Данные для инициализации
Балансировка
Определить начальную насыщенность каждой фазы и градиенты давлений на основании глубин контактов
ECLIPSE рассчитывает насыщенность и давления в предположении равновесия
Перечисление
Явное задание начальных насыщенности и давления в каждой ячейке

Данные по скважинам
Расположение скважин
Данные по заканчиванию скважин
Исторические дебиты добычи/закачки
Ограничения по дебитам скважин или групп
Новые скважины
Очередность бурения

Гидродинамическое моделирование с помощью ECLIPSE
Постановка четкой цели
Сбор и проверка данных
Построение моделей
Задание скважин
Задание исторических дебитов скважин
Настройка модели на историю разработки
Подбор давлений
Подбор дебитов
Анализ чувствительности возможен на любой стадии
Прогнозирование добычи при различных сценариях разработки
Очень важно
Старайтесь делать модель проще
Создавайте небольшие модели, чтобы понять процессы, происходящие в пласте
Предположения должны быть физически правомерны
Настроенная модель не является единственной верно настроенной

Семейство продуктов ECLIPSE

Типы выходных файлов

Выходные файлы (1 of 2)
* часто используемые

Выходные файлы (продолжение)
* часто используемые

Полезные макросы ECLIPSE
На ПК:
$convert: используется для преобразования Formatted/Unformatted, Unified/Multiple

ECLIPSE Data File Format
Комментарии могут находится после завершающего ‘/’
Ключевые слова начинаются с первой позиции
Комментарии помечаются --
Ограничение: 132 символа
После завершающего ‘/’ любой неустановленный параметр принимается по умолчанию
Следующие 4 параметра принимаются по умолчанию
132

Полезные ключевые слова «для любой секции»
INCLUDE
ECHO
NOECHO
EXTRAPMS
Подсоединить внешний файл к файлу данных ECLIPSE
Запросить вывод списка ключевых слов в PRT
Не выводить ключевые слова в PRT файл
Вывод сообщения об экстраполяции VFP или PVT таблиц

Секция RUNSPEC

Назначение секции RUNSPEC
Установить дату начала моделирования
Задать основные параметры модели
Выделить память (RAM) для:
Сетки моделирования
Скважин
Табличных данных и т.д.

Пример секции RUNSPEC
Возможные фазы:
OIL – нефть
WATER – вода
GAS – газ
DISGAS – растворенный газ
VAPOIL – конденсат
Единицы измерения могут быть METRIC или LAB
Количество таблиц PVT, SCAL водоносных пластов, скважин, соединений, сегментов
Размерность модели: NX, NY иNZ
Дата начала моделирования

Как использовать справочники
Кнопка Manuals доступна на панели запуска Eclipse или @pdf на unix
Технические описания по темам
Новые опции
Обзор файла с данными
Список ключевых слов по алфавиту
Возможен Поиск!
Примеры файлов с данными включены в инсталляционный пакет

ECLIPSE Parallel
Позволяет разделить моделирование одного набора данных на несколько процессоров/ядер
Моделирование выполняется за меньшее время
Для каждого процессора требуется меньше памяти
PARALLEL
--#Procs
4 /

Как работает опция Parallel

GRID секция

Цель секции GRID
Секция GRID содержит свойства, используемые для расчета порового объема и проводимостей

Необходимые свойства для ячеек
Геометрия
Размеры ячеек и глубины
Свойства
Пористость
Проницаемость
Песчанистость – NTG – по умолчанию равно 1

Типы сеток
Блочно-центрированная
Радиальная
Декартовые сетки
Неструктуриро-ванные (PEBI)
Геометрия угловой точки

Блочно-центрированная и Угловой точки:
Блочно-центрированная
Геометрия уловой точки

(11,1,1)
(11,1,1)
Блочно-центрированная и Угловая точка
Поток из ячейки в ячейку
Блочно-центрированная
Угловая точка
(10,1,1)
(10,1,1)

Блочно-центрированная и Угловая точка
Блочно-центрированная:
Простое описание ячеек
Препроцессор не требуется
Объем геометрических данных невелик
Геологические структуры моделируются упрощенно
Сложно смоделировать разломы и выклинивания
Устанавливает некорректное соединение ячеек вблизи разлома (требует ручной модификации)
Геометрия угловой точки:
Описание ячеек может быть сложным
Необходим предпроцессор
Большой объем геометрических данных
Геологические структуры моделируются точно
Разломы и выклинивания моделируются точно
Слои, прилегающие к разлому, моделируются точно

Сравнение радиальной и декартовой сеток

Определение свойства ячейки сетки
Свойства ячейки определяются как средние в центре ячейки:
- PORO
- PERMX, PERMY, PERMZ

Соглашение о считывании данных
Данные по ячейкам прочитываются:
Сначала по оси I, затем J, затем К
Декартовы сетки

Соглашение о считывании данных
Данные в ячейках считываются по R, затем θ ,затем Z
Радиальные сетки

Задание сетки
COORD
--4 coordinate lines
--xtop ytop ztop xbot ybot zbot
0 0 7000 0 0 7100 -- line 1
500 0 7000 500 0 7100 -- line 2
0 500 7000 0 500 7100 -- line 3
500 500 7000 500 500 7100 -- line 4
/
ZCORN
--depths of 16 corners
7000 7000 7000 7000 -- 4 corners on face A
7050 7050 7050 7050 -- 4 corners on face B
7050 7050 7050 7050 -- 4 corners on face C
7100 7100 7100 7100 -- 4 corners on face D
/

Соглашение о считывании данных
Неструктурированные сетки не имеют организацию строка-столбец
Используйте пост-процессор для модификации сетки PEBI!
Неструктурированные сетки

Неактивные ячейки
Избежать расчета потока в «ячейках, которые не важны»
ACTNUM – явно устанавливает активность каждой ячейки:
0 – ячейка неактивна
1 – ячейка активна
MINPV устанавливает мин. поровый объем для активной ячейки
PINCH устанавливает соединение через неактивные ячейки
ECLIPSE сделает ячейку неактивной, если поровый объем 0
Примечание: FloViz и FloGrid обычно по умолчанию отображают только активные ячейки
(Scene > Grid > Show > Inactive cells)

Правила определения свойств в ячейке
Одно свойство для одной ячейки (всего - NX ∙ NY ∙ NZ)
Значения также должны быть определены для неактивных ячеек
Только явные значения
Petrel имеет калькулятор свойств

--NX = 5, NY = 3, NZ = 4
NTG
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
15*0.40
15*0.95
15*0.85 /
EQUALS
'PORO ' 0.250 /
'PERMX' 45 /
'PERMX' 10 1 5 1 3 2 2 /
'PERMX' 588 1 5 1 3 3 3 /
/
Примеры ввода (1)
Указать каждое значение
Указать одинаковые значения с *
Пример EQUALS
Ко всей сетке
К указанным ячейкам

Примеры ввода(2)
BOX
1 3 1 3 1 1 /
PORO
9*0.28 /
PERMX
100 80 85 83 99 110 92 91 84 /
ENDBOX
COPY
'PERMX' 'PERMY' /
'PERMX' 'PERMZ' /
/
MULTIPLY
'PERMZ' 0.05 /
/
BOX Пример
Происходит перезапись PORO and PERMX заданных ранее
COPY Пример
MULTIPLY Пример

Определение свойств ячеек в Petrel
Свойства приписываются каждой ячейке и экспортируются в файл
Ключевое слово INCLUDE используется для загрузки свойств из Petrel
INCLUDE
props.grdecl /

Local Grid Refinement

Кто на картинке

Мона Лиза

Есть различие???

Локальное измельчение сетки (LGR)
Позволяет применять более плотную сетку в выбранных областях
модели
Типичное применение:
Изменение давления около скважины
Конусообразование и образование языков обводнения
Выпадение конденсата
Высокая плотность скважин

Создание декартового локального измельчения
Вставить CARFIN, обновить LGR в RUNSPEC
Выбор ячеек глобальной модели для измельчения
Выбор размерности измельченной сетки
CARFIN
--Name Wells
LGR1 1 /
I1 I2 J1 J2 K1 K2
2 4 2 7 1 1
NX NY NZ
6 18 1

Создание локального измельчения радиального типа
Выбор диапазона ячеек глобальной модели
Один вертикальный столбец – RADFIN
ИЛИ
Столбец 2x2 (только E100) – RADFIN4
Выбор размерности измельчения
Внутренний и внешний радиус (опционально)
Ограничения на NTHETA:
Один столбец -> 1 или 4
2 x 2 столбец -> 4 или 8
Вставить RADFIN (или RADFIN4), INRAD, OUTRAD (опционально) и обновить LGR в RUNSPEC

Пример LGR радиального типа(1)
Один столбец ячеек
RADFIN
--Name I J K1 K2 NR NTHETA NZ Wells
RAD1 2 2 1 1 4 1 1 1 /
INRAD
0.507 /

2 x 2 столбцы ячеек (только E100)
RADFIN4
--Name I1 I2 J1 J2 K1 K2 NR NTHETA NZ Wells
RAD4 4 5 4 5 1 1 6 8 1 1 /
INRAD
0.507 /
OUTRAD
9.0 /
Пример LGR радиального типа(2)

Корректировка размеров ячеек LGR
Для корректировки размеров измельченных ячеек по умолчанию:
Установить число измельченных ячеек в каждой глобальной ячейке
Определить относительные размеры измельченных ячеек
Закончить корректировку (если не изменяются свойства)
CARFIN
--Name I1 I2 J1 J2 K1 K2 NX NY NZ Wells
ALGR 2 6 2 4 1 1 14 7 1 1 /

Изменение свойств
Локальные ячейки автоматически наследуют свойства от соответствующих ячеек глобальной сетки
Ключевые слова секции GRID
Должны быть указаны после ключевых слов для измельчения сетки (CARFIN, RADFIN or RADFIN4) и до ENDFIN или последующего измельчения
CARFIN
--Name I1 I2 J1 J2 K1 K2 NX NY NZ Wells
LGR1 2 4 2 7 1 1 6 18 1 1 /
EQUALS
PORO 0.18 /
PERMX 150 /
/
ENDFIN

Несоседние соединения (NNCs)
NNC разрешает поток между ячейками с несоседними IJK индексами
Выклинивание (PINCH и/или MINPV)
Разломы
Водоносные пласты
Локальное измельчение (LGRs)
Заданные пользователем NNCs

Источники NNCs
(12,2,5) имеет NNC с (12,2,7)
PINCH или MINPV должны
быть использованы
Выклинивание
Локальное измельчение
Глоб ячейка (1,2,1) имеет NNC с ячейками LGR (1,1,1), (1,2,1) и (1,3,1)
(4,2,1) имеет NNCs с (3,2,3) и (3,2,4)
Разлом
(1,2,1)
(4,2,1)

Соглашение об индексации
(3,2,2)
I + (4,2,2)
I –(2,2,2)
J – (3,1,2)
K – (3,2,1)
J+ (3,3,2)
K+ (3,2,3)

Опции для расчета проводимостей в ECLIPSE
OLDTRAN:
По умолчанию для блочно-центрированных сеток
NEWTRAN:
По умолчанию для угловой точки

OLDTRAN определение
По умолчанию для блочно-центрированной геометрии

NEWTRAN определение
По умолчанию для геометрии угловой точки

Правила изменения проводимости секции GRID
Множители на проводимость (ключ. слова “MULT” и ”MULT-” )

Изменения проводимости разлома
FAULTS
-- IX1 IX2 IY1 IY2 IZ1 IZ2 FACE
ID3 6 6 1 1 1 7 X+ /
ID3 7 7 1 1 1 7 Y+ /
ID3 7 7 2 4 1 7 X+ /
ID3 8 8 4 4 1 7 Y+ /
ID3 8 8 5 7 1 7 X+ /
ID3 9 9 7 7 1 7 Y+ /
ID3 9 9 8 8 1 7 X+ /
ID2 19 19 1 11 1 7 X+ /
ID1 11 35 11 11 1 7 Y+ /
/
MULTFLT
-- Multiplier
ID2 0.5 /
ID1 0 /
/
Зигзагообразный разлом (ID3)
Прямые разломы (ID1 и ID2)

GRID секция контроль выходных данных
Для вывода в PRT файл, используйте:
RPTGRID (запрос вывода многих ключевых слов из секции GRID, включая ALLNNC)
Для просмотра в 3D используйте:
Геометрические данные (*.egrid)
GRIDFILE
0 1 /
Статические свойства (*init), INIT

EDIT секция

Цель секции EDIT
Геометрия ячейки, поровый объем и проводимость рассчитываются в секции GRID
Эти свойства редактируются в секции EDIT
EDIT опциональна

Ключевые слова секции EDIT
Некоторые результаты секции GRID могут быть могут быть отредактированы в секции EDIT:
PORV, TRAN (X, Y, R, THT, Z)
Операторы
MULTIPLY, BOX, EQUALS, COPY, ADD, MINVALUE, MAXVALUE
Другие
EDITNNC, MULTPV, MULTFLT

Секция PROPS
Свойства флюидов и пород

Назначение секции PROPS
Секция PROPS содержит свойства пластовых флюидов и слагающих пород, зависящие от давления и насыщенности
Требуемая информация (по каждому флюиду из RUNSPEC):
PVT флюида как функция от давления
Плотность или удельный вес
Информация по свойствам пород:
ОФП как функции от насыщенности
Капиллярное давление как функция от насыщенности
Сжимаемость породы как функция от давления

Давление объем и температура (PVT)
Зачем нужны PVT?
Сохранение массы – ключевое уравнение симулятора
Добытый объем должен быть переведен в пластовые условия
Что является источником данных PVT?
Лабораторные эксперименты ?Уравнение состояния (УС)
Корреляции
Моделирование в PVTi

Переход из пластовых условий в товарные
Жидкость и пар в пластовых условиях
1я стадия сепарации
2я стадия сепарации
Компрессор
Товарная нефть
Утилизация воды

Фазовая диаграмма

Принятая терминология в ECLIPSE

Применимость модели нелетучей нефти

Сопоставление моделей
На каждом временном шаге
Композиционная

Опции модели нелетучей нефти

Уравнения в модели нелетучей нефти

Живая нефть – PVTO
Насыщенная
Недонасыщенная

Поведение флюида при разгазировании
Падение давления в ячейке ниже насыщения, разгазирование, снижение Rs
Рост давления: свободный газ поглощается нефтью, следуя кривой насыщения Rs vs Pb
ИЛИ
3. Рост давления: если нет свободного газа, то в ECLIPSE интерполируется недонасыщенная кривая

Мертвая нефть – PVDO

УС газа в модели нелетучей нефти

Сухой газ – PVDG
PVDG
--P Bg Mu
1214 13.947 0.0124
1414 7.028 0.0125
1614 4.657 0.0128
1814 3.453 0.0130
2214 2.240 0.0139
2614 1.638 0.0148
3014 1.282 0.0161 /
RVCONST
--Rv Pd
0.0047 1214 /

Жирный газ – PVTG
PVTG
-- Pg Rv Bg Mu
60 0.00011 0.05230 0.0234 /
120 0.00012 0.01320 0.0252 /
180 0.00015 0.00877 0.0281 /
240 0.00019 0.00554 0.0318 /
300 0.00029 0.00417 0.0355 /
360 0.00049 0.00357 0.0392 /
560 0.00060 0.00356 0.0393
/

УС воды в модели нелетучей нефти
где BW – объёмный коэффициент:

PVTW
PVTW
--PREF BW CW μW 4000 1.03 3.0E-6 0.40 /
где PREF – заданное давление;
Bw – объемный коэффициент воды при заданном давлении;
Cw – сжимаемость воды:
μw – это вязкость воды при относительном давлении;

Относительные плотности
Плотности при стандартных условиях задаются одним из ключевых слов:
DENSITY
-- нефть вода газ
45.00 63.02 0.07
GRAVITY
1я стадия сепарации
2я стадия сепарации
Нефть с водой при пластовых условиях
Компрессор
Товарная
нефть
Утилизация воды

EXTRAPMS
Это ключевое слово предписывает симулятору выдавать предупрежения при экстраполяции таблиц PVT или VFP
Если задано недостаточно данных PVT, то экстраполяция может привести к ошибочным или нефизичным значениям!

Использование PVT- регионов
Необходимые ключевые слова:
В RUNSPEC проверить TABDIMS
В PROPS добавить нужные таблицы (некоторые могут быть заданы по умолчанию)
В REGIONS добавить PVTNUM

Секция PROPS
Функции насыщенности

Назначение секции PROPS
Секция PROPS содержит свойства пластовых флюидов и слагающих пород, зависящие от давления и насыщенности
Требуемая информация (по каждому флюиду из RUNSPEC):
PVT флюида как функция давления
Плотность
Информация по свойствам пород:
ОФП как функции насыщенности
Капиллярное давление как функция насыщенности
Сжимаемость породы как функция давления

Сжимаемость породы
Необходима для задания зависимости порового объема от давления
Ключевое слово ROCK

Ключевое слово ROCK
Сжимаемость породы
Поровый объем в ECLIPSE рассчитывается так:
Объем ячейки постоянный и равен сумме порового объема и объема пород

Назначение функций насыщенности

Концевые точки насыщенности (1)
SWL: связанная водонасыщенность
SWCR: критическая водонасыщенность
SWU: максимальная водонасыщенность
SOWCR: критическая насыщенность нефтью в воде

Концевые точки насыщенности (2)
SGL: связанная газонасыщенность
SGCR: критическая газонасыщенность
SGU: максимальная газонасыщенность
SOGCR: критическая нефтенасыщенность по газу

Семейства ключевых слов для задания ОФП
Семейство 1
Krow и/или Krog задаются совместно с Krw и Krg
SWOF, SGOF
Семейство 2
Kro задается в отдельных таблицах в зависимости от нефтенасыщенности
SWFN, SGFN, SOF2, etc.
! Нельзя смешивать различные семейства в одной модели

Пример использования семейства1
SWOF, SGOF
SWOF
--Swat Krw Krow Pcow
0.20 0.000 0.900 50.0
0.22 0.000 0.803 45.0
0.30 0.001 0.487 25.0
0.40 0.009 0.221 12.5
0.50 0.045 0.078 6.3
0.60 0.154 0.014 2.5
0.70 0.387 0.001 1.3
0.73 0.480 0.000 1.1
0.80 0.800 0.000 0.8
1.00 1.000 0.000 0.0
/
SGOF
--Sgas Krg Krog Pcog
0.00 0.000 0.900 0.0
0.06 0.000 0.525 0.2
0.10 0.000 0.375 0.5
0.14 0.000 0.213 1.0
0.19 0.002 0.106 1.5
0.24 0.006 0.042 2.0
0.29 0.013 0.011 2.5
0.33 0.035 0.001 3.0
0.37 0.061 0.000 3.5
0.80 0.900 0.000 3.9
/
SGU + SWL ≤ 1
SGL + SWU ≤ 1

Пример использования семейства2
SWFN, SGFN, SOF3
SGL + SWL + SOMAX = 1

Виды масштабирования функций ОФП
Горизонтальное
Вертикальное
Масштабирование
капиллярного
давления
2-х точечное
3-х точечное
S
S
KR
KR
PC
S
Сохраняется значение отн. проницаемости в 2-х точках кривой
Сохраняется значение отн. проницаемости в 3-х точках кривой

Горизонтальное масштабирование функций насыщенности: нефть/вода
Насыщенность нефти
KROW
KRW
SWL
SWCR
SWU
SOWCR
1 – SWL – SGL

Горизонтальное масштабирование функций насыщенности: нефть/газ
Насыщенность нефти
SGCR
SGL
KROG
KRG
SGU
SOGCR
1 – SWL – SGL

2-х точечное масштабирование
Насыщенность нефти
KROW
KRW

2-х точечное масштабирование
Насыщенность нефти
KROG
KRG

Реализация на практике
Решить – «что масштабировать»
Какие концевые точки?
Какие кривых ОФП?
Задать немасштабированные функции
Семейством 1 или семейством 2
Добавить ENDSCALE в RUNSPEC
Добавить масштабированные концевые точки в PROPS
Для каждой ячейки явно или в завимости от глубины через ENPTVD

SWOF
-- Sw Krw Krow Pcow
0.150 0.000 1.000 0.00
0.240 0.000 0.784 0.00
0.295 0.005 0.665 0.00
0.350 0.017 0.555 0.00
0.405 0.036 0.454 0.00
0.460 0.062 0.363 0.00
0.515 0.095 0.282 0.00
0.570 0.134 0.210 0.00
0.625 0.180 0.149 0.00
0.680 0.231 0.097 0.00
0.735 0.290 0.056 0.00
0.790 0.354 0.026 0.00
0.845 0.424 0.007 0.00
0.900 0.500 0.000 0.00
1.000 0.700 0.000 0.00
/
BOX
1 1 1 1 1 2 /
SWCR
0.16 0.45 /
Пример – масштабирование SWCR
SWCR=0.24
(1,1,3)
Водонасыщенность
Относительная проницаемость
Krw (1,1,1)
Krw (1,1,2)
Krw (1,1,3)
Krow

Пример – масштабирование SWL, SOWCR (1)
1-SWL-SGL
(SWL=0.22)
SOWCR=0.25
Krw
Krow – Исх
Krow – Масшт
ОФП нефть-вода
Относительная проницаемость
Водонасыщенность

Трехточечное масштабирование (2)
Это альтернатива двухточечному масштабированию
Дополнительная точка – остаточная насыщенность по фазе
Относительные проницаемости сохраняются по обе стороны двухфазного региона подвижности
Реализация
Решить – «что масштабировать»
Задать исходные функции насыщенности
Добавить ENDSCALE в RUNSPEC, SCALECRS в PROPS
Добавить масштабированные концевые точки в PROPS

3-х точечное масштабирование
SOIL
KROW
KRW

Пример трехточечного масштабирования

Вертикальное масштабирование функций насыщенности: нефть/газ
Насыщенность нефти
SGCR
KRORG
KRGR
KRG
KROG
KRG
KRO

Пример масштабирования SWCR и KRWR

Масштабирование функций капиллярного давления: нефть/вода
Насыщенность нефти
SWU
PCOW
PCW
SWL
SWLPC

Масштабирование функций капиллярного давления: нефть/газ
Насыщенность нефти
PCOG
PCG
SGU
SGL
SGLPC

Пример масштабирования SWL и PCW

Коррекция подвижных флюидов
S
w
=(1-SOWCR)
ВНК
S
w
Глубина
C
B
A
D
Водная
зона
Переходная
зона
Коррекция
флюидов
требует
RUNSPEC
EQLOPTS
'MOBILE'
/
S
w
=SWL

Ключевое слово TZONE
S
w
S
wcr
S
wco
По умолчанию
При использовании
TZONE
Для задания неподвижной воды
используйте
TZONE
--
Нефть Вода Газ
F
T
F
/
в секции PROPS

Управление выводом результатов
FILLEPS
Все концевые точки насыщенности выводятся в INIT-файл
EPSDBGS/EPSDEBUG
Вывод масштабированных таблиц в DEBUG-файл для указанных ячеек

Секция REGIONS

Назначение секции REGIONS
Разделение месторождения на области с целью:
Задания различных параметров пласта
Создания отчетов
Примеры:
Различные PVT свойства и параметры балансировки могут присваиваться областям сетки, разделенных непроводящим сбросом
Составление отчетов о начальных запасах флюидов в ограниченных разломами блоках
Секция REGIONS опциональна

Цель: Создание отчетов
FIPNUM (секция REGIONS)
В секции SOLUTION:
RPTSOL
FIP=2 /
Теперь PRT файл показывает первоначальные запасы флюидов, а также запасы на каждом отчетном шаге

Цель: Различные свойства пласта
Свойство EQLNUM (в данном случае регионы с различными контактами)
Таблицы EQUIL связаны с регионами EQLNUM
Результирующее начальное распределение нефтенасыщенности
EQLNUM
SOLUTION
EQUIL 2 TABLES
7100 381470 7500 0 7100 0 1 0 5 /
8000 414539 7550 0 7000 0 1 0 5 /
/

Порядок ключевых слов в секции REGIONS(1)
Используйте ключевые слова - операторы (EQUALS, COPY, ADD, и тд)
Задайте номер для каждой ячейки
Задаем 2 региона подсчета запасов
Задаем 10 дополнительных регионов подсчета запасов
RUNSPEC
REGDIMS
2 /
Выделяеми память в секции RUNSPEC

Ключевые слова секции REGIONS
Часто используемые
Специальные
Операторы
Исключения (в секции GRID)
FIPNUM
SATNUM
PVTNUM
EQLNUM
FIPXXXXX
(например, FIPLAYER, FIPEXPL)
EQUALS, ADD, COPY, и т.д.
FLUXNUM

Контроль вывода
Для вывода в PRT файл:
RPTREGS в секции REGIONS
RPTSOL (FIP=1, 2, или 3) в секции SOLUTION
Для вывода в 3D просматриваемые файлы:
INIT в секции GRID
RPTRST (FIP) – начальные запасы флюида

Создание регионов в препроцессорах
Интерактивно:
FloViz
Office
Petrel
FloGrid

SOLUTION секция

Назначение секции
Определяет начальное состояние модели:
Начальное давление и насыщенности
Начальные коэффициенты газо- и конденсатосодержания
Зависимость свойств пластовых флюидов от глубины
Начальные условия для аналитических водоносных пластов

ECLIPSE способы инициализации
Балансировка: начальные давления и насыщения вычисляются ECLIPSE с помощью ключевого слова EQUIL
Рестарты: начальные условия могут быть считаны из restart файла созданного при одном из предыдущих расчетов ECLIPSE
Перечисление: начальные условия заданы пользователем явно для каждой ячейки модели

EQUIL
Установливает контакты и давления для области гидростатического равновесия
Параметры EQUIL интерпретируются по-разному, в зависимости от присутствующих фаз
Может быть несколько регионов равновесия
(См. EQLDIMS)
EQUIL
-- D P OWC Pcow GOC Pcog RSVD/PBVD RVVD/PDVD N
7000 4000 7150 0 1* 1* 1* 1* 0 /

Блочно-центрированная балансировка
часть 1
EQUIL
--D P OWC Pcow GOC Pcog
3500 4000 7150 0 3500 0 /
Давление
Глубина
(Pcow = 0)
ВНК= FWL
ГНК

Блочно-центрированная балансировка
Часть 2
ГНК
TZ
Газовая зона :
Sg = SGU
Sw = SWL
So = 1 – SWL - SGU
Нефтяная зона :
Sg = SGL, обычно 0
Sw = SWL
So = 1 – SWL – SGL
Водная зона :
Sg = SGL, обычно 0
Sw = SWU
So = 1 – SWU – SGL
Sg = 077
Sw = 023
So = 077
Sw = 023
Sw = 100
(Pcow = 0)
ВНК
TZ
Глубина
Давление
G-O Rel Perm
SGU
SGL
Krg
Krog

Расчет Pcog и Pcow в переходной зоне
Блочно-центрированная балансировка
часть 3
ГНК
TZ
Sg = 077
Sw = 023
So = 077
Sw = 023
Sw = 100
(Pcow = 0)
ВНК = FWL
TZ
Глубина
Давление

EQUIL
Block Center Equilibrium
Level Block Equilibrium
ВНК
TZ
Эффективный ВНК

Балансировка прямых и наклонных блоков

QUIESCENCE

Mobile Fluid Correction
Oil saturation from fine scale equilibration:
So = (A+B)/V
Immobile oil saturation (from saturation tables):
SOWCR = (B+C)/V
C. Resulting mobile oil saturation:
Somob = (A-C)/V
D. Correct mobile oil saturation is:
Somob = A/V
Mobile fluid correction activated by:
EQLOPTS
MOBILE /

Переходная зона
TZONE в PROPS.
Задайте лимит (Swcr*) с SWCR.
Water Saturation
Depth

Начальное распределение воды
Часто имеется распределение начальной водонасыщенности НО необходим EQUIL для расчета давления и насыщенностей др. фаз:
Введите таблицы насыщенностей как обычно, с ненулевым Pcow
Введите начальную водонасыщенность используя SWATINIT в секции PROPS
Введите ключевое слово EQUIL как обычно
ECLIPSE масштабирует Pcow для заданных начальных водонасыщенностей (SWATINIT)
PPCWMAX ограничит максимальное масштабированное значение давления

Зависимость свойств пластовых флюидов от глубины
Используется для расчета плотности
Требуется как часть уравнения состояния нефтяной и газовой фаз
Концентрация растворенного газа, Rs или RSVD
Концентрация растворенной нефти, Rv или RVVD
Точка насыщения и/или точка росы от глубины, PBVD и/или PDVD

Перезапуски (restart)
Условия в конце инициализации устанавливаются как стартовые
Зачем беспокоится о начальных насыщенностях и давлениях?
Перезапуски экономят время!
Дебит нефти(месторождение)
История
(Расчет инициализации)
(Перезапуск)
Время
Записанные насыщения и давления в ячейке

Перечисление
Начальные условия могут быть заданы явно
Это подходит для неравновесных ситуаций
Ключевые слова PRESSURE, SWAT, SGAS, RS, RV
Каждый массив задает явные значения для каждой ячейки

Управление выводом результатов
RPTSOL
‘SOIL’ /
Вывод в табличном виде в PRT файл

Моделирование водоносных пластов

Моделирование водоносных пластов
ECLIPSE Blackoil позволяет моделировать водоносные пласты следующих типов:
Численный
Аналитический
Картера-Трейси (Carter-Tracy)
Фетковича (Fetkovich)
Постоянного притока

Численный
Определяются ячейки ниже ВНК и не связанные с залежью (AQUNUM)
Присоединяются к модели пласта (AQUCON)
Оставляется ряд водонасыщенных ячеек между водоносным пластом и залежью
GRID
AQUNUM
--Aq# I J K Area Length Φ
1 3 7 1 1E2 1E2 03 /
1 4 7 1 1E4 1E3 03 /
1 5 7 1 1E6 1E4 03 /
AQUCON
--Aq# I1 I2 J1 J2 K1 K2 Face
1 1 1 2 6 1 1 ‘I-’ /
Нет перетока

Феткович (Fetkovich)
Модель Фетковича основана на уравнениях коэффициента продуктивности псевдо-установившегося режима (ПУР)
Эта модель подходит для небольших водоносных пластов, быстро достигающих ПУР
В секции SOLUTION:
Определяются их свойства (AQUFETP)
Задается связь с моделью пласта через ячейки (AQUANCON)

Картер-Трейси (Carter-Tracy)
Модель Картера-Трейси задается через табличную функцию безразмерного давления PD от безразмерного времени tD, определяющую приток из законтурной области
В секции SOLUTION:
Определяются свойства (AQUCT)
Задается табличная функция давления (AQUTAB)
Задается связь с моделью пласта через ячейки (AQUANCON)

Постоянного притока
Дебит задается напрямую инженером по формуле:
Дебит может быть отрицательным (переток в законтурную область)
Дебит можно менять в секции SCHEDULE
В секции SOLUTION :
Определяются свойства (AQUFLUX)
Задается связь с моделью пласта через ячейки (AQUANCON)
Fa переток
Ai площадь сечения присоединенных ячеек
mi множитель на переток

Grid Cell Aquifer
Модель распространяется в водяную зону.
Не требуется дополнительных ключевых слов.

Секция SUMMARY

Назначение секции SUMMARY
Определение переменных, которые нужно записать в summary файлы после каждого временного шага
Графическое отображение этих переменных в Petrel, Office
Секция опциональна: Если она отсутствует, summary файлы не создаются
Примеры:
FOPT (накопленная добыча нефти по месторождению)
WWCT (обводненность по скважине)

Просмотр SUMMARY векторов
Voidage rate
Oil rate
Bottomhole
pressure

Секция SCHEDULE
История

Назначение Секции SCHEDULE
Секция SCHEDULE используется для:
Моделирования режимов работы скважин
Задания временных шагов (TSTEP, DATES)
Контроля параметров сходимости
Секция SCHEDULE используется в двух режимах:
Подбор истории – данные по имеющимся скважинам и добыче/закачке
Прогноз – режимы управления, новые скважины, экономические ограничения

History Matching vs. Prediction
Интерпретация геологии,
геофизики, петрофизики
Описание месторождения
Дебиты и давления в модели
Анализ чувствительности
неопределенные свойства?
Расчеты
Изменение свойств пока история не сойдется с моделью
Анализ на чувствительностьПредоставляет результаты для оценки экономических рисков
Запуск прогноза
Имеющиеся скважины продолжают добывать
Может осуществляться бурение новых скважин
Возможно тестирование опций увеличения нефтеотдачи
Нет
Да
* Подбор истории
* Прогноз

Задание Истории в Секции SCHEDULE
Определите необходимые данные для вывода
Задайте данные по скважинам, VFP таблицам, заканчиванию скважин и дебиты
Определите следующую дату и задайте:
Фактические дебиты скважин
Ремонтные работы

Задание VFP Кривых
Таблица VFP – это таблица зависимости BHP от FLO, THP, WFR, GFR и ALQ
FLO – дебит нефти, жидкости или газа
THP – устьевое давление
WFR – водонефтяной или водогазовый фактор, обводненность
GFR – газожидкостный фактор, отношение нефть/газ или газ/нефть
ALQ – переменная, используемая для введения дополнительного
параметра, например, при использовании опции оптимизации газлифта
Petrel, PIPESIM – используются для генерации данных этого ключевого слова

Использование Таблиц VFP
IPR Curve

Ввод Скважин: WELSPECS
Вводит новую скважину и задает базовые данные для нее
Это ключевое слово является обязательным
Скважина должна быть определена до того, как на нее будут ссылаться далее
WELSPECS
--имя группа I J refD phase
P1 G 2 2 1* OIL /
P21 G 8 1 1* OIL /
I20 G 20 1 1* WAT /
/

The Well Model
Flow phase, connection
Nodal Pressureconnection – BHP – Headconnection to datum

Peaceman radius and Transmissibility

Данные о Вскрытии Скважин: COMPDAT
Используется для задания местоположения вскрытий, а также параметров для них
COMPDAT
--nm I J Ku Kl status sat CF Dwell Kh S
P1 2* 1 10 OPEN 1* 1* 0.583 /
P21 2* 1 10 SHUT 1* 1* 0.583 /
/

COMPDAT, пункт 8: Коэффициент Соединения
Трехчастная формула Писмана с представлением
в полной векторной форме с учетом:
Ориентации скважины
Проницаемости ячеек сетки
Частичного вскрытия ячейки

Заканчивание Скважин в Локальных Измельченных Сетках
Процедура схожа с обычным заканчиванием
Введите скважину - WELSPECL
Задайте соединения для скважины – COMPDATL
WELSPECL
--Well Grup LGR I J Depth Phase
PROD GRP1 RAD4 1 1 1* OIL /
/
COMPDATL
--Well LGR I J K1 K2 Stat Diam Dir
PROD RAD4 1 1 3 10 OPEN 2* 0508 3* Z /
PROD RAD4 1 2 3 10 OPEN 2* 0508 3* Z /
PROD RAD4 1 3 3 10 OPEN 2* 0508 3* Z /
PROD RAD4 1 4 3 10 OPEN 2* 0508 3* Z /
/
Важно: Скважина может быть закончена только в одном LGR (используйте AMALGAM)
Скважина не может быть закончена и в общей сетке и в LGR

Исторические Дебиты: WCONHIST
Используется для задания фактических дебитов скважин при воспроизведении истории
Режимы управления: ORAT, WRAT, GRAT, LRAT, RESV
WCONINJH – аналог WCONHIST для нагнетательных скважин

Загрузка:
- Инклинометрии
- Заканчиваний
- Перфораций
- ремонтных работ
Данные по закачке/нагнетанию
Выгрузка
Ключевые слова секции SCHEDULE
Подбор Истории в Petrel

Временные шаги моделирования
DATES
1 JAN 1998 / Моделирование до 01/01/98
1 JUN 1998 / Моделирование до 01/06/98
TSTEP
1 / Временной шаг 1 день
TSTEP
0.2 / Временной шаг 0.2 дня
END Завершение моделирования

Проведение Ремонтных Работ
WELOPEN
Используется для открытия и закрытия скважин в заданное время
COMPDAT
Используется для модификации данных о вскрытии скважины для моделирования гидроразрыва пласта, тампонирования
WELPI, WPIMULT
Изменяет коэффициент продуктивности (PI)

Контроль Вывода
Для вывода в PRT файл:
RPTSCHED
Можно запросить вывод свойств
Для вывода а Restart файл:
RPTRST
Можно запросить вывод свойств
Можно задать частоту вывода
Может использоваться для перезапусков и 3D постпроцессоров

History matching adjustments
Pore volume?
Aquifer?
Energy (gas cap size)?

History matching adjustments
Krw/Kro ratio decrease?

History matching adjustments
Shale or barrier b/w wells and water?
Numerical dispersion/Grid effect?
etc.

Peaceman radius and Transmissibility

Секция SCHEDULE: Прогноз

Назначение Секции SCHEDULE
Секция SCHEDULE используется для:
Моделирования режимов работы скважин
Задания временных шагов (TSTEP, DATES)
Контроля параметров сходимости
Секция SCHEDULE используется в двух режимах:
Подбор истории – данные по имеющимся скважинам и добыче/закачке
Прогноз – режимы управления, новые скважины, экономические ограничения

Прогноз в Секции SCHEDULE
Задайте частоту вывода
Определите скважины, VFP таблицы, данные о вскрытиях
Задайте группы
Контроль над группами/скважинами, экон. ограничения, ремонты и т.д.
Задайте временные шаги
Окончание прогноза

P1 находится под управлением дебитом нефти…
P1 перешла под управление забойным давлением (BHP)…
P1 переключилась под управление дебитом воды…
Обводнен-ность увеличивает-ся, и BHP падает
WMCTL = 1 ORAT Control
Режим Управления Добычей: WCONPROD
WCONPROD
--nm status ctl-by Oil Wat Gas Liq Liq_Res BHP THP VFP#
‘P*’ OPEN ORAT 4000 2000 1* 1* 1* 3000 1* 1* /
Days
WBHP PSIA
Для нагнетательных скважин – WCONINJE

Режим Группового Контроля
Групповое управление используется для воспроизведения промысловых работ
Примеры:
Платформа А имеет заданную мощность системы водоснабжения (GCONPROD)
Схема компенсации отбора применяется для Блока С (GCONINJE)
Для поддержания производительности трубопровода, Компания D будет бурить скважины всякий раз, когда добыча будет падать ниже целевого значения дебита

Групповой контроль за добычей
Скважина
Field
Группа

Создание иерархии групп: GRUPTREE
GRUPTREE
-- child parent
GR-A1 PLAT-A /
GR-A2 PLAT-A /
GR-B1 PLAT-B /
GR-B2 PLAT-B /
SAT-B PLAT-B /
GR-S1 SAT-B /
GR-S2 SAT-B /
/

GCONPROD
-- 1 2 3 4 5
-- Имя Режим Дебит Дебит Дебит
-- группы управления нефти воды газа
FIELD ORAT 1* 2000
-- 6
-- Дебит ....
-- жидкости
1*
-- 14 15
-- Дебит в пласт. Доля
-- условиях отбора
1* 1* /
/
Ключевое слово GCONPROD
ORAT
WRAT
GRAT
LRAT
- RESV
5000
ORAT
2000
WRAT
5000
GRAT
5000
LRAT
6000
RESV
1
PRBL

Ключевое слово GCONINJE
- RATE
- RESV
- REIN
- VREP
RATE
4000
RESV
5000
REIN
1
1
VREP

Задание Экономических Ограничений
Экономические ограничения для месторождения/группы (GECON)
Экономические ограничения для скважины (WECON)
Экономические ограничения для отдельных соединений (CECON)
Экономические ограничения действуют в случаях, когда:
Дебит нефти падает ниже своего предела
Обводненность превышает свое ограничение
Газовый фактор превышает свое ограничение

Экономические ограничения на скважины

Пример задания группового контроля
SCHEDULE
WCONPROD
-- Name Status Ctrl Oil Water Gas Liq Resv BHP
PROD1 OPEN GRUP 1* 1* 1* 5000 1* 250 /
PROD2 OPEN GRUP 1* 1* 1* 5000 1* 250 /
PROD3 OPEN GRUP 1* 1* 1* 5000 1* 250 /
/
WCONINJE
-- Well Type Status Ctrl Rate Resv BHP
GINJ GAS OPEN GRUP 1* 1* 3035 /
/
GCONPROD
-- Group Ctrl Oil
FIELD ORAT 15000 /
/
GCONINJE
-- Group Phase Ctrl Rate Resv Rein
FIELD GAS REIN 1* 1* 1.0 /
/
TSTEP
30*30 /
Скважины находятся под групповым контролем
Газонагнетательная скважина находится под групповым контролем
Групповой контроль для добывающих скважин
Групповой контроль для нагнетательных скважин:
Обратная закачка

Автоматические Ремонтные Работы
Вызываются:
Ключевыми словами, задающими экономические ограничения (WECON, WECONINJ)
Максимальным ограничением в GCONPROD
Примеры:
Тампонирование скважин (WPLUG)
Смена труб, добавление насосов/газлифтов (т.е. изменение VFP таблицы) (WLIFT)
Сокращение дебита для добывающих и нагнетательных скважин (WCUTBACK)

Сходимость

Цель Модуля
Сходимость уравнений, использующихся в моделировании, влияет на:
Точность результатов
Скорость моделирования
Установление проблем сходимости и их устранение – важная часть процесса моделирования

Уменьшение Времени Моделирования

Что Такое «Сходимость»?
«Нелинейная итерация»
Линеаризация уравнений
Решение линеаризованных уравнений
Подстановка решения линеаризованного уравнения в нелинейное
Следующий временной шаг
Нет
Да
Для решения нелинейных уравнений ECLIPSE использует итерационный процесс, основанный на методе Ньютона
Решение достаточно хорошее?

Ключевое Слово
EXTRAPMS
Выводит предупреждения о совершенных экстраполяциях PVT (или VFP) таблиц
Если были предоставлены неполные PVT данные, ECLIPSE может экстраполировать PVT таблицы до неверных или нефизичных значений!

Основные причины проблемных ситуаций
Ошибка в исходных данных
Типографические ошибки (опечатки)
Специальные символы и пропущенные значения
Геометрия сетки
Ячейки с маленьким поровым объемом граничат с ячейками с большим поровым объемом
Некорректно заданные ОФП
Дезактивируйте с помощью MINPV!

END