Тема ЛЕКЦИЯ 16 (4.5) СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПК TEMPEST (ROXAR) Учебные вопросы

вопросы лекции:
1. Секция GRID
2. Секция INITIALIZATION
3. Секция RECURRENT

определение гидроди-
намической сетки и
свойств пласта

Секция FLUID
определение свойств
флюидов (PVT и др.)

Гидродинамический
симулятор

Cекция RELATIVE-
PERMEABILITY
задание фазовых
проницаемостей

Глобальные
ключевые
слова

Секция INPUT
определение параметров и
формата входной и выхо-
дной информации

Секция
RECURRENT
ввод данных по
скважинам

1. Секция INPUT

GRID
PRINT {NONE MAP NOMA PPCE ACTIVE array1 array2…NNC}
NONE

- данные секции GRID не будут выведены
MAP - определяет, что все массивы будут записаны в файл GRID для дальнейшей обработки.
NOMA - не выводит данные в файл GRID
PPCE - добавляет отображение процессора для каждой ячейки в файл grid для отображения в Tempest. Эта опция относится только к параллельным расчетам.
ACTIVE - записывает значения только для активных ячеек в файлы grid и arra.
аrray1 - обозначенные массивы выводятся в out файл.
NNC - выводит список всех несоседних соединений.

задать для одного слоя модели параметр (например, пористость) в режиме

BLOCK нам надо ввести 25 чисел, задающих значения в центре каждой ячейки:

Чтобы задать для одного слоя модели параметр (например, пористость) в режиме POINT нам надо ввести 36 чисел, задающих значения в узлах сетки:

блочной форме, поэтому, если заданы точечные данные, они автоматически интерполируются

на центры ячеек. Даже если параметры сетки вводятся в блочном режиме, геометрию сетки лучше задавать по узлам. Например, приведённая ниже сетка, получена интерполяцией глубин углов блоков:

массивов. Трактовка слоев MORE (VERT).
Это соответствует режиму ввода слоистой неоднородности

VERT PONT

Это соответствует режиму ввода слоистой неоднородности VERT DISC

слоев MORE (HORI).
Это соответствует режиму ввода HORI PONT
Это соответствует

режиму ввода HORI DISC

nz {RADI CART}
Размер блоков - в направлениях Y и Х

X-DI и Y-DI
{CONS VARI LOGA}


Задание глубины и толщины пластов
DEPT, THIC



Определение z-положения
Z-DI

Пример:

SIZE 10 10 5 /
X-DI
CONSTANT
3048 total x-length
Y-DI
CONSTANT
3048 total y-length
DEPTH 1 ST LAYER TOP
CONSTANT
1524
THICKNESS UNIF
CONS
60

Задание глубины ZCORn
Определение активных ячеек ACTN

Секция GRID
Импорт сетки в MORE

давления пересчитываются на эту глубину
Секция GRID
Значение глубины для пересчета забойных

давлений в скважинах

{TOPC} - если используется аргумент TOPC, то глубина приведения забойного давления будет привязана к верхнему вскрытому интервалу перфорации скважины (или просто к первой ячейке, через которую проходит скважина, если нет вскрытых интервалов)

Пример:
DATU 1500.
/Глубина приведения составит 1500
DATU 2500 TOPC
/Глубина приведения составит 2500, но забойные /давления будут посчитаны по отношению к /верхнему вскрытию.

нумеруются по
направлениям x, y и z с помощью индексов

I, J и K.

Система координат - правосторонняя

При вводе значений в модель используется так называемый “естественный” ('natural') порядок, то есть самым быстрым является x-индекс, а самым медленным z-индекс.

Секция GRID
Система координат

порового объема

3 3 3

3 3
3 3 3 3 3
3 3 3 3 3
3 3 3 3 3
3 3 3 3 3
3 3 3 3 3
3 3 3 3 3
. . .

вводить данные для каждого слоя?
Array – название массива;
(l1:l2) – слои

массива, для которых прописывается данное выражение;
UNIF – массив послойно постоянен, представлен только один слой значений
VARI – значения изменяются от слоя к слою и задаются для каждого слоя
VARI – значения изменяются внутри слоя (для одного значения z существует множество значений x и y);
CONS – все значения постоянны для одного слоя;
ZVAR – значения изменяются только послойно, для одного слоя все значения постоянны;

Пример задания проницаемости для модели с сеткой 10х10х4

K_X
100*43 100*46
100*39 100*70 /

K_X VARI
VARI
100*43 100*46
100*39 100*70 /

K_X
ZVARIABLE
43 46 39 70 /

- как массив пластовых запасов.

Пример:
DEFINE KMUL
'Permeability multiplier'
KMUL UNIF
CONS
2

/
/

Секция GRID
Работа с массивами

количество слоев не задано, выражение будет применено ко всей модели.

Пример:
K_Z=0.2*K_X

/ проницаемость K_Z будет равна 20% от проницаемости / K_X для всех слоев модели

Kz(1:2)=0.4*Kx / проницаемость K_Z будет равна 40% от K_X для первых Kz(3:4)=0.2*Kx / двух слоев и 20% для третьего и четвертого слоя
или
Kz(1:2)=0.4*Kx(1:2)
Kz(3:4)=0.4*Kx(3:4)

число слоёв в диапазоне одинаково для правой и левой частей

выражения:

Kz(1:2)=0.4*Kx
Kz(3:4)=0.2*Kx(3:4)

Значения массива Kz в слое 1 будут использованы, чтобы определить Kz в слоях 3 и 4. Отметьте, что за исключением случаев, когда используется один слой, число слоёв в диапазонах, заданных в правой и левой частях выражения, должно совпадать.

Kz(1:2)=0.4*Kx Kz(3:4)=0.5*Kz(1)

содержать любое число ранее заданных (определённых) массивов.

Кроме имён массивов

математические выражения могут включать:
Константы в различных формах: 4, 8.3, 5.6e+4.
Операторы +, -, /, * и **
Скобки для задания подвыражений - можно использовать (, [ и {
Функции

массива, комментарий обозначается прямым слешем со звездочкой (/*).

* min max>
Пример:
MODI 4*  2  2/

1* 0,4  / Умножить все значения в слое 2 на 0.4   MODI 6* ZERO 2*   0.02 /Любые значения меньше чем 0.02 приравниваются к 0

Секция GRID
Работа с массивами

REPL 1  3  4  5 2  2 .12  .23  .20 .15  .18  .19 /
Заменить первые три значения в строках (4 и 5) из второго слоя

Замена значений
REPL i1 i2 j1 j2 k1 k2

j1 j2 k1 k2 {REPL MODI} ZERO
1.

min max>
2.
Пример:
PVOL 4 6 1 10 1 5 MODI
0 2.0 /

Секция GRID
Работа с массивами

100 250 499 /
0.8 2 1.5

1.1 /
/
K_X=K_X*K_M

Секция GRID
Интерполяция

UNIF
INTE 2.5 5 TRIP
150 150 0.5

1350 1350 1.5
150 2850 3.5
2850 2850 5
2850 150 2
950 1620 1
/
K_X=K_X*K_M

Секция GRID
Интерполяция

интерполяция
Пример:
K_X UNIF
F(PO
–PORO K_X (mD)
0.20

50
0.25 200
0.28 400
0.30 600 /
/

Секция GRID
Функция пористости

5400 0.22
5800 0.25 /
/
Секция GRID
Функция глубины

0.1 /
/well 1138
MODI 35 37 105 107 14 14 /
2*

0.1 /
 
PVOL 51 70 40 53 1 19 MODI /
1* 10 /

Секция GRID
Пример работы с массивами

поровый объём
MINP {VALU} {MORE} {ECLI}
pvmin /
По умолчанию: 1*10-6 м3

Секция GRID
Возможные ограничения

массив
PNSW
16*1
16*1
16*1
0 1 0 1 1 0

1 1
0 0 0 1 1 0 1 0
16*1

izl izu name
REFI и ENDR
Эти ключевые

слова позволяют задавать значения статических параметров для локальных измельчений.

Секция GRID
Локальное измельчение сетки

Пример:
LGRD 3 3 3 1 1 1 1 1 1 MyLGR1
LGRD 2 3 4 10 10 10 10 1 1 MyLGR2
LGRD 8 5 2 1 3 8 10 1 2 MyLGR3

слова LGRD
CARFIN
Name ixl ixu iyl iyu izl

izu nx ny nz
ENDFIN
HXFIN, HYFIN, HZFIN – используются для неравномерного разбиения сетки.

Пример:
CARFIN
'Lgr_1' 1 1 1 1 1 1 5 5 3 /

HXFIN
3 1 1 1 3 /

HYFIN
3 1 1 1 3 /

ENDFIN

i2        j2        k2       tran
/
MULT - Значения обрабатываются как

множитель сообщаемости
MORE - система единиц, принятую в MORE ( md-ft или md-m)
ECLI  - система единиц, принятую в Eclipse (rb.cp/psi или m3.cp/bar)
ONPD vpd - использовать это несоединение только лишь, если перепад давлений между ячейками превышает значение vpd

Секция GRID
Определение несоседних соединений

/
Множитель разлома
FMULT fname xmult
Пример:
FAULTS
'F1' 43 43

18 18 99 99 'X+' /
'F1' 43 43 18 18 99 99 'Y+' /
'F1' 43 43 18 18 99 99 'Z-' /
FMULT F1 0 /

Секция GRID
Задание разломов

VARI
500*100.000 /
K_Y = K_X
K_Z = 0.1*K_X
PORO VARI
500*0.10000 /
CROC UNIF
CONS
4.35113e-05 /
REFE

UNIF
CONS
1.01353 /

глубины и давления для расчета начального состояния;
Начальное давление насыщения;

Начальный фазовый состав.

Данные для начальных условий могут быть указаны как равновесной (EQUI) так и неравновесной (NEQU) опциями инициализации. Для обоих вариантов симулятор позволяет различные варианты ввода данных, включая несколько регионов по уравновешиванию.

Секция INIT начинается с ключевого слова INIT

INIT {NEQU EQUI}
NEQU – неравновесная инициализация
EQUI – равновесная инициализация

равновесия на основе заданных глубин контактов и значений капиллярных давлений

на них.







Неравновесная инициализация - насыщенности задаются напрямую, а не рассчитываются исходя из условий капиллярно-гравитационного равновесия. Состав флюида и насыщенность могут варьироваться как по латерали, так и по вертикали. Однако такое произвольное задание начального состояния не будет стабильным.

Система находится в равновесии, вне действия внешних сил движение флюидов не происходит.

Секция INIT

Запущен пустой расчёт (без скважин) на 10 лет.
Гравитационное разделение

фаз не происходит , т.к. сила гравитации уравновешена капиллярной силой, которая подобрана симулятором.
Возможно подключение массива начальной водонасыщенности SWAT и массива начальной газонасыщенности SGAS.

Секция INIT
Пример расчета начального равновесного состояния

Запущен пустой расчёт на 10 лет.
На рисунке происходит гравитационное

разделение фаз. Капиллярная сила задана равной 0.
Возможно подключение массивов: SWAT (Начальная водонасыщенность), SGAS (Начальная газонасыщенность),PSAT (Давление насыщения), PRES (Начальное давление), TEMP (начальная температура).

Секция INIT
Пример расчета начального неравновесного состояния

в нефтяной фазе – 0.07 атм/м
Рс = Рв - Рн
Глубина,

на которой Pc становится равным 0 – ЗЕРКАЛО СВОБОДНОЙ ВОДЫ

На некотором уровне над ЗСВ давление вытеснения становтися таким, что нефть может вытеснить воду из самых крупных пор породы

Этот уровень – ВНК – наивысшая отметка в коллекторе, где водонасыщенность еще равна 100%

Выше некоторой отметки, вода осталась только в мельчайших порах коллектора. Давления вытеснения недостаточно, чтобы вытолкнуть из них воду
Выше этой отметки - ЧНЗ

Как распределяются вода и нефть в равновесии?

водонасыщенности
Секция INIT
Контакты

находятся нефть, газ и вода. За Рпл принимается давление в

некоторой точке пласта, не подверженной воздействию воронок депрессии соседних скважин, замеренное после остановки скважины и установления в пласте относительного статического равновесия.
Начальное пластовое давление, синоним - статическое пластовое давление - величина давления в продуктивном пласте до начала его разработки. За начальное пластовое давление обычно принимают статическое забойное давление первой скважины, вскрывшей пласт, замеренное до нарушения статического равновесия, т.е. до отбора сколько-нибудь значительного количества жидкости или газа.
Динамическое пластовое давление (в скважине), синоним - текущее пластовое давление - это пластовое давление, замеренное на определенную дату в скважине, находящейся под влиянием других действующих скважин, после ее остановки и установления в пласте относительного статического равновесия.
Забойное давление - это давление в пласте у забоя действующей скважины при установившемся режиме ее работы
Пластовое давление, приведенное по глубине - это пластовое давление, замеренное и пересчитанное на единую условно принятую горизонтальную плоскость, соответствующую:
- абсолютной отметке ВНК или ГВК;
- уровню моря;
- средней точке объема залежи;
середине этажа нефтеносности и т.п.
Давление насыщения пластовой нефти - давление, при котором начинается выделение из нее первых пузырьков растворенного газа.

Секция INIT
Виды давлений

pcwoc /
/
href – приведенная глубина, м
pref – давление на приведенной

глубине, Бар
hgoc – глубина ГНК, м
pcgoc – капиллярное давление на глубине ГНК, Бар
hwoc – глубина ВНК, м
pcwoc – капиллярное давление на глубине ВНК, Бар

Пример:
EQUI
1500 150 1000 0 1500 0 /
1620 170 1000 0 1620 0 /
/

Секция INIT
Задание глубин контактов и давлений при равновесной инициализации

/
nreg – индекс региона равновесия
temp – температура для свойств флюида,

0С
psat – начальное давление насыщения, Бар
compos – начальный композиционный состав (при работе с композиционной моделью)

Секция INIT
Задание константы начального состояния пласта при равновесной инициализации

Применение. Пластовую температуру и давление насыщения можно задавать константами в следующих случаях:
Модель двухфазная.
Модель трехфазная, но нет данных по зависимости глубины от Psat.
Модель трехфазная, Psat не значительно меняется по глубине или невысокая мощность пласта.
Свойства нефти, соответствующие заданным давлениям насыщения симулятор рассчитывает из таблиц OPVT, секция FLUID.

Пример:
CONSTANT 1
90 40 /

равновесия
h – глубина, м
temp – температура для

свойств флюида, 0С
psat – начальное давление насыщения, Бар
compos – начальный композиционный состав (при работе с композиционной моделью)

Секция INIT
Задание параметров как функции от глубины при равновесной инициализации пласта

Применение. Пластовую температуру и давление насыщения необходимо задавать как функции глубины в следующих случаях:
Для трехфазной модели.
Psat значительно меняется по глубине, высокая мощность пласта.
Изменение температуры по глубине влияет на расчет для высоковязких нефтей.
Свойства нефти, соответствующие заданным давлениям насыщения симулятор рассчитывает из таблиц OPVT, секция FLUID.

Пример:
F(DEPTH)
/DEPTH T Psat
1300 1* 50
1500 1* 50
/

nreg

d1 Rv1 /
Начальная зависимость газового фактора при растворенном газе от глубины
RSVD nreg
d1 Rs1 /

Секция INIT
Зависимость нефтегазового отношения и газового фактора от глубины

вводятся дополнительные капиллярные давления, позволяющие сделать заданное пользователем поле насыщенности

равновесным.

Настройка сдвижки начальных капиллярных давлений

PCSH MIN LIMI FULL OFF
MIN - Добавляет минимальные сдвиги для ячеек, содержащих две подвижные фазы.
LIMI - Сдвиги Pcog считаются только для ячеек ниже ГНК, заданного с помощью EQUI. Сдвиги Pcow считаются только для ячеек выше ВНК, заданного с помощью EQUI.
FULL - Сдвигает капиллярные давления во всех ячейках пласта таким образом, что все фазы распределяются так, что лежат на кривых их гидростатических давлений.
OFF - Запрещает сдвиг капиллярных давлений.

Секция INIT
Сдвижка капиллярных давлений

poro Compr radius θ h Pinit viscw

[EQUI] [NOBAck]
name – название водонапорного горизонта
depth – глубина водонапорного горизонта
perm – проницаемость
poro – пористость
compr – сжимаемость
radius - внутренний радиус водонапорного горизонта
Θ - Угловое простирание водонапорного горизонта
h – высота водонапорного горизонта
Pinit – начальное давление водонапорного горизонта
viscw – вязкость воды
[EQUI] – функция равновесия водонапорного горизонта
[NOBAck] – функция отключения потока воды из водонапорного горизонта

Пример:
AQCT AQ1 3390 200 0.3 0.00005 10000 360 150 1* 0.39 NOBA /

compr PI Pinit [EQUI] [NOBAck]
Секция INIT
Задание водонапорных горизонтов
Модель водоносной области

Картера-Трейси
AQCT name depth perm poro Compr radius θ h Pinit viscw
[EQUI] [NOBAck]

Face /
грань ячейки, указать одну из x-, x+, y- ,y+

,z- или z+

AQCT AQ1 7450 10 0.1 0.00001 1000 360 50 4000 0.3 /
AQCO AQ1 4* 17 17 Z- /
 (Подсоединение к подошве 17-слойной модели.)

Подсоединение водонапорного горизонта на заданной глубине ( в секции GRID)

AQCD nameA depth nreg /

Pcow(bar)
EQUI
1500.00 160 2* 1660.00 0.00000

/
/
-- Temp(C) PSat(barsa)
CONS 1
121.111 0.00000 /

INCLUDE
'Sw.inc'

PCSH MIN

групп скважин
RATE tprinc {DAY MONT YEAR}{EXACT} {STAT}{FIELD}{GROUP}{WELL}{SLIM}{CRAT}{LRAT}  
tprinc Временной интервал между

отчётами. RATE используется совместно с FREQ для определения моментов выдачи отчётов.
DAY tprinc задан в днях.
MONT tprinc задан в месяцах.
YEAR tprinc задан в годах.
EXACT Выбирать временные шаги таким образом, чтобы отчеты выдавались точно на заданные даты.
STAT Выдача пакета показателей 'Statistics' статистических данных.
FIELD Выдача пакета показателей 'Field' по месторождению.
GROUP Выдача пакета показателей 'Group' по группам скважин.
WELL Выдача пакета показателей 'Well' по скважинам.
SLIM Выдача пакета показателей 'Slimtube‘ (коэффициент извлечения, поровые объемы закаченного флюида).
CRAT Выдача дебитов и накопленной добычи скважин по перфорациям.
LRAT Выдача дебитов и накопленной добычи скважин по слоям.
 
Частота вывода данных
FREQuency  nstdout    naltout    nqtotal /

time2 ... /

Основные динамические массивы
GENE {PRES}{FLIP}{CPU}{REST}{CMPL} {WELL}{GROUP}{AQUI}{RTEM}{CPLY}

deno, deng, denw, pcgs, pcgs, Rs, pvol}
viso,visg,visw

Вязкость фаз;
kro,krg,krw Относительная проницаемость фаз;
mobo,mobg,mobw Подвижность фаз (Kr/visc);
deno,deng,denw Плотности фаз;
pcgs,pcws Сдвижка капиллярных давлений для
стабилизации начального решения;
pcog,pcow Капиллярные давления в системах нефть-газ, и нефть-вода;
pvol Текущий поровый объем.

Выгрузка дополнительных массивов

и газонефтяных месторождений. РД 153-39.0-047-00. Утвержден и введен в действие

Приказом Минтопэнерго России N 67 от 10.03.2000.
Тынчеров К.Т., Горюнова М.В. Практический курс геологического и гидродинамического моделирования процесса добычи углеводородов: учебное пособие / К.Т.Тынчеров, М.В.Горюнова – Октябрьский: издательство Уфимского государственного нефтяного технического университета, 2012, 150 с.
Закревский К.Е., Майсюк Д.М., Сыртланов B.R «Оценка качества 3D моделей» М.: ООО «ИПЦ Маска», 2008 - 272 стр.