Применение ЭВМ в разработке нефтяных и газовых месторождений

Анализ процессов разработки залежей нефти как объектов моделирования. Расчет технологических показателей разработки месторождения на основе моделей слоисто-неоднородного пласта и поршевого вытеснения нефти водой. Объем нефти в пластовых условиях.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования Республики Беларусь

«Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого»

Кафедра «Разработка, эксплуатация нефтяных месторождений и транспорт нефти»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Применение ЭВМ в разработке нефтяных и газовых месторождений»

Выполнил слушатель гр. НЭ-11

Ахрамчук В.А.

Принял преподаватель

Иоффе М.Д.

Гомель 2014



Анализ процессов разработки залежей нефти как объектов моделирования

нефть моделирование месторождение пласт

Для нефтедобывающей отрасли в последнее время характерным является увеличение доли месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, приуроченными к низкопроницаемым коллекторам, к залежам высоковязкой нефти и т.п. Доля таких запасов возросла в 3 раза и в настоящее время составляет более 50% в общем балансе текущих извлекаемых запасов. Более того, эти негативные изменения в структуре запасов протекают на фоне сокращения объемов разведочного бурения. Причем на значительном числе эксплутационных объектов запроектированные и осуществляемые варианты разработки не могут рассматриваться как достаточно эффективные, что, в ряде случаев, вызывает неблагоприятные последствия с точки зрения рационального использования запасов и достижения приемлемых значений КИН. 15 лет назад средняя величина КИН равнялась примерно 34%. В настоящее время КИН для месторождений снизился до 28%. Существенное снижение одного из основных показателей эффективности процессов разработка продуктивных пластов вызывает необходимость в расширении масштабов внедрения новых технологий добычи. К таким технологиям, прежде всего, следует отнести применение современных и перспективных методов повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти (применение ориентированных скважин, методов воздействия на пласт и призабойную зону скважин и др.). Следует отметить, что улучшение системы разработки за счет применения более совершенных технологий разработки залежей и компьютерных технологий проектирования может существенно повысить КНИ.

Из приведенного краткого анализа следует, что в настоящее время при проектировании вариантов освоения новых и доразработки старых залежей требуется рассматривать широкий перечень возможных технологий добычи и промысловых (пластовых) условий разработки. Применение технологий в большинстве случаев будет осуществляться в осложненных пластовых условиях и, соответственно, будет сопровождаться значительными капитальными вложениями и эксплуатационными затратами. Тем самым, повышается значимость решения задач, связанных с выбором и обоснованием наиболее предпочтительных технологий и наиболее целесообразных объемов инвестиций в разработку залежей. Результаты решения указанных задач (технология разработки залежи, объемы ресурсов, выделяемых на ее разработку) становятся исходной информацией для выбора рациональных способов и вариантов технического оснащения скважин, эксплуатирующих данную залежь. В соответствии с этим, объектом исследований является процесс формирования и выбора вариантов разработки нефтяных месторождений, отличающихся технологиями и видами воздействия на продуктивные пласты.

Таким образом, выбор рациональных технологий добычи нефти по группе залежей с последующим выбором способов эксплуатации скважин позволяет рассматривать всю систему нефтедобычи, наличия с группы залежей и заканчивания отдельной скважиной. Это дает возможность согласовать работу всех элементов этой системы «группа залежей - залежь- группа скважин - призабойная зона - скважина - скважинное оборудование». Тем самым в полной мере реализуется системный подход, который заключается в последовательном решении комплекса взаимосвязанных задач: выбор рациональной технологии и технологических параметров, режимов работы скважин, способов эксплуатации с вариантами компоновки скважинного оборудования и учетом динамики показателей разработки.

Прежде, чем перейти к постановке задач выбора технологий, уточним терминологию, которая будет использоваться в дальнейшем. Под объектом разработки подразумевается продуктивный пласт, содержащий промышленные запасы нефти. Его размеры, кроме прочего, определяются первоначальным положением водонефтяного контакта. Под месторождением будем понимать один либо несколько территориально близких объектов разработки. В последнем случае вместо термина месторождение будем употреблять термин залежь. Таким образом, под группой залежей понимается группа объектов разработки, не имеющих взаимных перетоков пластовых флюидов.

В большинстве задач проектирования разработки месторождений исходными данными являются природные характеристики, которые можно разделить на качественные и количественные. К качественным характеристикам отнесем режимы работы нефтяных пластов. К количественным характеристикам, имеющим числовое выражение, отнесем природные факторы. Основными природными факторами являются характеристики, определяющие фильтрационно-емкостные свойства пласта (пористость, нефтенасыщенность, газонасыщенность, водонасыщенность и проницаемость).

Важной особенность процессов разработки является то, что и технологические и технико-экономические характеристики можно разделить на качественные и количественные.

Первые определяют технологий добычи, а вторые являются технологическими параметрами и технико-экономическими показателями эффективности в рамках каждой технологии. С точки зрения лица, принимающего решение (ЛПР), технологические параметры являются управляющими воздействиями (контролируемыми параметрами), а технико-экономические показатели - управляемыми переменными (переменными состояния). К качественным характеристикам относятся схема размещения добывающих и нагнетательных скважин (линейная, пятиточечная и т.п.), система заводнения (законтурная, внутриконтурная, избирательная), вид воздействия на пласт (нагнетания в пласт углекислого газа, полимеров, тепловое воздействие и т.д.). К технологическим параметрам относятся, прежде всего, число скважин, объемы нагнетания в пласт различных агентов, забойные и устьевые давления на скважинах, их дебиты. К технико-экономическим показателям эффективности систем разработки относятся КИН, объемы добычи нефти, прибыль, себестоимость, срок окупаемости и т.п.

Используя введенную терминологию, под вариантом разработки будем понимать определенное сочетание технологий и соответствующих параметров и технико-экономических показателей. Таким образом, вариант представляет собой конечной множество, элементами которого могут быть номера качественных характеристик, значения технологических параметров и технико-экономических показателей. Тогда подмножество, содержащее только номера качественных характеристик, будет представлять собой технологию разработки. Следовательно, формирование варианта разработки сводится к формированию множества, каждый элемент которого, принимает одно из допустимых значений. Если заранее, до стадии формирования варианта, значение какой-либо количественной характеристики фиксируется и поэтому на стадии формирования не подвергается изменению, то такая характеристика становится качественной. Под системой разработки будем подразумевать практическую реализацию варианта, который становится проектным описанием системы разработки.

Таким образом, в процессе решения задач проектирования выбор качественных характеристик равносилен определению наиболее предпочтительных технологий, а выбор количественных характеристик эквивалентен поиску рациональных значений технологических параметров и технико-экономических показателей.

При определении системы очень важную роль играет способ задания ее границ. Различают физические и абстрактные границы. (Пример: физическая граница бассейна осадконакопления может служить линия, ограничивающая территорию бассейна, покрытую водой.) с другой стороны, абстрактную границу можно определить относительно главных геологических характеристик, устранив из рассмотрения все остальные факторы. Кроме того, границы можно выбрать так, что система будет или «открытой», или «закрытой». Закрытые системы, как указывает само название, изолированы от «внешнего мира» или же от более крупной системы, вмещающей рассматриваемую (Пример: Расчет дебита скважины на месторождении, без учета других факторов.). Модели этих систем обычно легко построить, но большинство из них не имеют аналогов в реальном мире. Реальные системы, как правило, являются открытыми и постоянно находятся под действием внешних факторов и в состоянии динамического равновесия. Результаты воздействия факторов поступают на вход системы (исходный материал), претерпевают преобразование и наблюдаются на выходе системы (конечный продукт). Процесс их преобразования зависит от удаления конечных продуктов и скорости поступления исходного материала (Аналогично береговая система обладает входными воздействиями (ручьи, прибрежные течения) и воздействием на выходе (турбулентные течения), а также результатами преобразования выраженными как отложения пляжей, дельты, лагуны и, кроме того, как результаты непрерывного приспособления к «внешним» изменениям таким, как скорость поступления осадочного материала, постоянного волнения и штормов.).

Если система состоит из набора внутренне связанных между собой частей, предсказание эффекта изменения одной из переменных или всей структуры системы является весьма трудной задачей. В подобной ситуации сначала нужно концептуально упростить систему, а затем представить ее в виде модели, являющейся искусственной системой, отражающей основные характеристики реальной системы. Существует много способов построения моделей, напр...