Блок гидродинамики

Гидродинамический симулятор МКТ — проблемноориентированный симулятор для моделирования процессов фильтрации в гигантских месторождениях сложной структуры и создания постоянно действующих геолого-технологических моделей. Главная особенность симулятора — это возможность на основе наборов модулей создавать конфигурацию программы, позволяющую эффективно решать задачи повышенной сложности, недоступные другим программам.

Базовая версия симулятора МКТ включает в себя модель Black Oil с возможностью расширения модулями для расчета неизотермической и композиционной моделей месторождений.

Одна из особенностей симулятора МКТ — это наличие многомасштабных многосеточных алгоритмов, корректно отражающих реальную структуру среды. Эти алгоритмы позволяют реализовать в отдельных ячейках переход от расчета на гидродинамической сетке к расчету на подробной сетке (down-scaling), при этом в остальной области для сокращения времени счета расчет производится на гидродинамической сетке. При этом используются эффективные относительные и абсолютные проницаемости.

При работе с гигантскими месторождениями эффективным инструментом является секторное моделирование, поддержка которого в полном объеме реализована в симуляторе МКТ.

МКТ позволяет рассчитывать наземные газосборные сети. Имеется возможность выбора режима группового управления скважинами: поддержание требуемого уровня добычи, максимизация дебита с учетом ограничений на скважинах и пропускной способности наземного оборудования.

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

  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.

  Автоматическое отключение нагнетательных скважин при прогнозе
  Если в заданном радиусе нет добывающих скважин, происходит отключение нагнетательной скважины. Опцию имеет смысл использовать при прогнозном расчёте, когда, например, все соседние с нагнетательной добывающие скважины отключаются по условиям минимального дебита, обводненности и т. п., и такая скважина должна перейти в фонд неработающих скважин.

  Автоматический перевод добывающих скважин в нагнетательные
  При выполнении установленных экономических ограничений на работу добывающих скважин (например, минимальный дебит углеводорода или максимальная обводненность) имеется возможность автоматического перевода скважины в режим закачки.

  Опция циклической закачки
  В симуляторе МКТ реализована опция циклической закачки, позволяющая с заданной периодичностью включать и выключать нагнетательные скважины.

  Групповое управление скважинами
  Имеется возможность задания группового уровня добычи/закачки для выделенных групп скважин, при этом распределение дебитов по скважинам происходит в автоматическом режиме с учетом ограничений на работу каждой из рассматриваемых скважин.

  Опция компенсации отбора: режим работы нагнетательных скважин из рассматриваемой группы будет установлен таким образом, чтобы скомпенсировать отбор добывающих скважин, такой режим позволяет поддерживать среднее пластовое давление в рассматриваемой области.

  Линии тока
  Реализована опция визуализации фильтрационных течений. Пользователю доступны массовые потоки каждой из фаз, присутствующих в модели, и, кроме того, предоставлена возможность модифицировать кубы потоков с помощью программы постпроцессинга MKT-офис для отображения интересующих линий тока.

• Использование суперкомпьютеров

  Гидродинамический симулятор МКТ включает в себя версию для кластерных комплексов и систем с общей  памятью, что позволяет провести ресурсоёмкие вычисления за приемлемое время, использовать единую модель месторождения при расчёте геологотехнических мероприятий, а также избежать потери информации, неизбежно возникающей при осреднении.

  Параллельная версия МКТ позволяет значительно ускорить расчёт. Версия работает как на обычных многоядерных рабочих станциях, так и на кластерных системах. Применённый алгоритм оптимального разбиения на расчётные подобласти обеспечивает отличную масштабируемость и, как следствие, ускорение на реальных сложных моделях. Полученная эффективность 60-80% позволяет в среднем ускорить расчёт в пять раз при увеличении числа используемых ядер в восемь раз.

  

  Ускорение и эффективность на модели Талинской площади

  Одним из главных преимуществ платформы TimeZYX является возможность расчетов гигантских месторождений (более 2 млрд. ячеек и 20 000 скважин).

  Созданное программное обеспечение прошло тестирование и было оптимизировано совместно с мировыми лидерами в области параллельных вычислений, такими как HP и Intel.

  Внедренные при поддержке наших партнеров технологии параллельных вычислений предоставляют возможность использовать платформу TimeZYX для расчета месторождений любой размерности, производить в короткие сроки обновление ПДГТМ и корректировку планов разработки для достижения максимальной эффективности разработки месторождения углеводородов.

• Композиционный симулятор

  Композиционный симулятор МКТ позволяет моделировать процессы многокомпонентной многофазной фильтрации природных углеводородов и воды. С его помощью возможно проведение расчетов задач разработки газоконденсатных месторождений, в которых явление ретроградной конденсации оказывает существенное влияние на течения флюидов в пласте.

  Функциональность композиционного симулятора
  Базовые опции и функциональные особенности:

  • Уравнения состояния Пенга-Робинсона, Редлиха-Квонга, Соаве-Редлиха-Квонга;
  • Аквифер Картера-Трейси;
  • Многоуровневый сепаратор с поддержкой реинжекции газа;

  Расширенные функциональные возможности:

  • Несколько режимов задания начального компонентного состава
  • Анализ корректности задания начального равновесия
  • Гибкая система рестартов и выдачи сеточных массивов
  • Интерактивная оценка состояния резервуара;

  Распределение нефтенасыщенности в ячейках около перфораций добывающих скважин в начальный момент

  Логарифмическое распределение нефтенасыщенности в ячейках около перфораций добывающих скважин через 4 месяца

• Критический градиент

  В симуляторе МКТ учтены явления, связанные с нелинейностью закона фильтрации, и определены поправки в формуле Дарси:

  

• Моделирование трещин

  В отличие от большинства симуляторов, в МКТ реализованы различные инструменты для расчета трещиноватых структур и уединенных трещин, обладающие следующими преимуществами:

  • Расчет на исходной сетке без локального измельчения;
  • Учет реальной геометрии и параметров трещин;
  • Физически корректное моделирование заводнения по трещинам;
  • Моделирование динамического схлопыванияи раскрытия трещин;
  • Удобное и наглядное представление трещин в 2D и 3D визуализаторах в оболочке МКТ-Офис;

  Можно использовать наиболее адекватный метод для любого типа трещин, исходя из причин их возникновения:

  • Естественные — трещины, которые образовались в пласте вследствие естественных факторов, параметры таких трещин считаются постоянными;
  • Техногенные — трещины, возникающие в призабойной зоне скважин, например, при высокоинтенсивной закачке. Важным обстоятельством является тот факт, что при снижении давления эти трещины могут схлопываться;
  • ГРП — трещины, возникающие вследствие гидроразрыва пласта. Формально они являются техногенными трещинами, отличие состоит в том, что для того, чтобы не происходило схлопывание, в трещину закачивается проппант — специальное вещество, обладающее очень высокой проницаемостью;

  Моделирование трещин в платформе TimeZYX дает возможность более реалистично отразить процессы фильтрации в трещиноватых коллекторах. Применение современных алгоритмов позволяет обойтись без локального измельчения сетки. Как следствие, добавление трещин в модель не приводит к резкому увеличению времени расчета.

  Примеры ГРП

  Для моделирования систем микротрещин в МКТ имеются опции двойной пористости и двойной проницаемости с поддержкой различных механизмов обмена между блоками и трещинами, таких как напорный обмен, капиллярная и гравитационная пропитки.

• Тепловая опция

  Тепловая опция симулятора МКТ позволяет моделировать процессы теплового воздействия на пласт. В основе опции лежит неизотермическая трехфазная (нефть, газ, вода) модель фильтрации, особенностью которой является существенная зависимость свойств флюидов от температуры, наличие фазовых превращений, учет водяного пара в газовой фазе.

  В симуляторе МКТ реализованы различные широко используемые при разработке месторождений высоковязких нефтей технологии закачки теплоносителя (горячей воды или пара) в пласт.