Применение многомасштабного метода для решения задач оптимизации системы разработки и адаптации гидродинамической модели

Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2016. Том 2. №3

Название: 
Применение многомасштабного метода для решения задач оптимизации системы разработки и адаптации гидродинамической модели


Об авторах:

Зеленин Дмитрий Валерьевич, младший научный сотрудник, ЮНИ-КОНКОРД; старший лаборант с высшим образованием, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; jerry_2008@mail.ru

Косяков Виталий Петрович, кандидат физико-математических наук, доцент базовой кафедры расходометрии нефти и газа, Тюменский государственный университет; старший научный сотрудник, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; заведующий лабораторией прикладной математики, Юни-КОНКОРД (г. Тюмень); hammer-rav@mail.ru

Аннотация:

При проектировании разработки нефтяного месторождения часто приходится решать задачи, требующие большого числа расчетов на гидродинамическом симуляторе. К таким задачам относятся задачи выбора оптимальной системы разработки месторождения и адаптации гидродинамической модели на историю разработки. Однако при большом количестве ячеек в гидродинамической модели расчет требует больших временных затрат, т. к. задача подземной гидромеханики требует нахождения полей давления и водонасыщенности на каждом временном шаге. Для нахождения поля необходимо решить систему линейных алгебраических уравнений; размерность такой системы равна количеству расчетных блоков. В этой связи необходимо использовать методы, позволяющие ускорить расчет на симуляторе. Одним из таких методов является многомасштабный метод, позволяющий существенно сократить время расчета за счет снижения числа расчетных блоков для нахождения поля давления. В статье приведены примеры решения задач оптимизации системы разработки и адаптации гидродинамической модели с использованием многомасштабного метода. Задача оптимизации системы разработки решалась полным перебором всех вариантов назначения скважин c учетом исключения вариантов с одними нагнетательными и одними добывающими скважинами. Задача адаптации решалась итерационным методом с регуляризацией абсолютной проницаемости методом деления отрезка пополам. Абсолютная проницаемость настраивалась таким образом, чтобы накопленная добыча жидкости на каждой скважине совпадала с историей. Было получено хорошее совпадение результатов решения задач без использования многомасштабного метода с результатами решения задач с использованием многомасштабного метода. Показано, что применение многомасштабного метода позволяет в два раза сократить время расчета.

Список литературы:

  1. Азиз Х. Математическое моделирование пластовых систем / Х. Азиз, Э. Сеттари. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004.
  2. Басниев К. С. Подземная гидромеханика / К. С. Басниев, И. Н. Кочина, В. М. Максимов. М.: Недра, 1993. 402 с.
  3. Зеленин Д. В. Совершенствование и реализация многомасштабного метода для повышения скорости расчета при гидродинамическом моделировании разработки нефтяных месторождений / Д. В. Зеленин // Наука будущего — наука молодых. Севастополь, 2015. Том 1. С. 331-332.
  4. Зеленин Д. В. Численное моделирование полимерногозаводнения на основе уравнений двухфазной, двухкомпонентной фильтрации с использованием нерегулярной сетки: выпускная квалификационная работа / Д. В. Зеленин. Тюмень, 2014.
  5. Каневская Р. Д. Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождения углеводородов / Р. Д. Каневская. М.-Ижевск, 2002. 139 с.
  6. Efendiev Y. Multiscale Finite Element Methods / Y. Efendiev, T. Y. Hou. NY: Springer-Verlag, 2009.
  7. Moyner O. Multiscale Finite Volume Methods / O. Moyner. Norwegian University of Science and Technology, 2012.
  8. Zhou H. Algebraic multiscale finite-volumemethods for reservoir simulation: PhD dissertation / H. Zhou. Stanford, 2010.