Оптимизация технологии моделирования нефтегазовых месторождений на основе цифровых трехмерных геологических и гидродинамических моделей

Исходные данные

ГИС

Нефть

Планшеты

Las-файлы

Интерпр-я las

Описание

ФЕС     ^

ОФП+капилляр-я

Сейсмические исследования

• Карты ___

• 2D чриды   ^—

• 3D кубы

• Компонентный состав

• Св-ва (I кр.) 2

• Диф. рапа чир.

Газ, конденсат

• Компонентный состав 2

• Замер ГФ

• Компонентный состав 2

• Свойства

ГДИ + тех.реж.

• Дебиты+ФЕС 1

• Давления и т.п?

Твердая копия, las, / xls, txt, doc, cdr, jpg, tif, gif SEC- Y,grd и / т.п.                 I

Rescue CMC, grid (Zmap, VIP, trap, EC LI PSE, CPS), xls, txt, doc, cdr, jpg, tif, aif и т.п.

Rescue CMC, grid (Zmap, VIP, Irap, ECLIPSE,CPS), xls, txt, doc, cdr, jpg, tif. aif и т.п.

У ГИС-форматы, / xls, txt, doc, cdr, jpg, tif, gij, SEG-Y^rd, dbf и т.п.

xls, txt, doc, cdr, IPS. tif. gif. dbf и

ГМ

ФЕС, пар-ры разработки гдм

Анализ, прогноз

Экономическая оценка

Принятие решений

(управление месторождением)

Экономические \ оценки мость нефти

• Ставки налогам

• Транспор тные затраты

(3D ГМ

• NTG

Хар-ки вариантов разработки

3D ГДМ

3D ГМ

ОФП+Кап

История разработ

Управленчес кое решение

Свойства, параметры

Свойства, параметры

Свойства, параметры

Свойства породы (пласта)

ФЕС в скважинах

[ Каркас ЗР-ГМ ]

Рис. 3. Схема обмена форматами данных на этапах моделирования в процессе проектирования

что пользователями являются различные по уровню технического и информационного обеспечения организации и компании. Более того, часть данных подготавливается в специализированных пакетах и модулях, поэтому для конвертирования, импорт-экспортных операций и анализа возможно использование ряда вспомогательных средств, не являющихся дорогостоящими, доступных для отдельных пользователей систем, которые легко интегрируются в базовые технологические линейки ПО.

На рис. 4 представлены программные средства, которыми предлагается дополнить базовую технологию моделирования. Таким вспомогательным ПО являются как специализированное ПО общего назначения (например, геоинформационные системы), так и авторские программные разработки компаний и организаций.

Таким образом, для полнофункционального обеспечения технологии моделирования месторождений нефти и газа в соответствии с перечисленными критериями, требованиями и задачами предлагается использовать комплекс базовых программных средств, прошедших апробацию в России, рекомендованных государственными контролирующими органами для выполнения проектной документации и дополненных комплексом оригинальных алгоритмических и программных средств, разработанных в лаборатории моделирования месторождений нефти и газа Института "Кибернетический центр" Томского политехнического университета. Примером такого средства является ПО "GMUpscale". В процессе проектирования последовательно осуществляются геологическое (ГМ), гидродинамическое моделирование (ГДМ) и формирование проектных документов. При этом вследствие больших объемов данных ГМ при переходе от ГМ к ГДМ осуществляется ремасштабирование, или так называемый апскейлинг – объединение ячеек модели с целью загрубления и снижения размерности модели, что оказывает существенное влияние на результаты ГДМ и получаемые прогнозные показатели разработки месторождений [4].

Геологическое моделирование

Гидродинамическое моделирование

Анализ и прогноз разработки

Экономический анализ

"

"

Petrel" ("Shlumberger")

Irap"

("Roxar")

"Straramodal"

("Landmark")

"DVGeo"

(ЦГЭ)

"TimeZYX"

(гр. комп. "TPACT")

"

"

Petrel/Eclipse" ("Shlumberger")

Tempest" ("Roxar")

"VIP"

("Landmark")

"TimeZYX"

(гр. комп. "ТРАСТ")

"

"

Petrel/Eclipse" ("Shlumberger")

Tempest/ResView" ("Roxar")

"VIP"

("Landmark")

"TimeZYX"/

"Экспетиза"

(гр. комп. "ТРАСТ")

"Merak"

("Shlumberger")

"DepthTeam"

("Landmark")

"TimeZYX"

(гр. комп. "ТРАСТ")

Варианты разработки

Геолого-технологические и экономические риски

Дополнительная ГИС

Визуализация, формирование планшетов,	Работа с пространственными данными	Автоматизация формирования систем	МУН, интенсификация	Расчет, моделирование, анализ,	Вспомогательные проекты
корреляция, вывод на печать, статистика	Визуализация, интерпретация, картопо-строение, анализ, пре-	расстановки, адаптация, настройка вариантов	Расчет, моделирование	принятие решений	Моделирование закачки, прогнозирование ФЕС, параметров ГРП и т. д.
	и постпроцессинг, тематическое картографирование и т. п.

Основные программные средства известных компаний-разработчиков

Вспомогательные функции и алгоритмы для основных проектных документов и сопровождения ПДГМ

Дополнительные функции и алгоритмы для вспомогательных проектов

Рис. 4. Схема взаимодействия программных средств и оптимизирующих технологию модулей

Рис. 5. Связь проектно-технологических решений, стадий ЖЦМ и этапов моделирования

В основу ПО "GMUpscale", разработанного для обеспечения точности загрубления исходной геологической модели и ускорения процесса выбора отдельных участков для осреднения, положен алгоритм, основанный на комбинированном применении методов средневзвешенных характеристик фильтрационно-емкостных свойств пласта в сочетании с корреляцией соседних геологических слоев [4]. ПО "GMUpscale" является универ- сальным продуктом, так как может использоваться с различными программными средствами для гидродинамического моделирования, представленными на российском и зарубежном рынках, к которым прежде всего относятся "Eclipse", "Roxar", "TimeZYX".

Как отмечено выше, ЖЦМ включает пять основных этапов, на каждом из которых последовательно осуществляются (рис. 5) геологическое моделирование; гидродинамическое моделирование; прогнозирование геолого-технологических показателей; экономическая оценка стоимости и рентабельности разработки; управление и принятие решений. При этом на каждом этапе создается, как правило итерационно, ряд проектных документов. Например, подсчет запасов неоднократно осуществляется по результатам уточнения геологического строения продуктивных пластов в результате бурения новых скважин и их исследования, что влечет дополнения и изменения проектов разработки.

На рис. 5 представлена взаимосвязь проектной геолого-технологической документации и стадий ЖЦМ. Так, на стадии поиска разрабатывается план геолого-разведочных работ, на стадии разведки – план, проект пробной эксплуатации и технико-экономическое обоснование инвестиций и т. д. (см. рис. 5). При этом на всех этапах, от геологического моделирования до управления и принятия решений, объемы работ соответствуют размерам сегментов спирали. Иными словами, чем более поздней является стадия ЖЦМ, тем больше объем накопленной геолого-технологической информации, а также роль экономической оценки и ответственность за управленческие решения.

Таким образом, оптимизация технологии моделирования за счет создания и внедрения алгоритмических и программных средств позволяет значительно сократить временные затраты на проектирование, повысить качество и достоверность 3D-моделей и на их основе увеличить эффективность разработки нефтегазовых месторождений.