Построение постоянно-действующих геолого-технологическая моделей месторождений УВС

 

Адресная постоянно-действующая геолого-технологическая модель (ПДГТМ) - это объемная имитация месторождения, хранящаяся в памяти компьютера в виде многомерного объекта, позволяющая исследовать и прогнозировать процессы, протекающие при разработке в объеме резервуара, непрерывно уточняющаяся на основе новых данных на протяжении всего периода эксплуатации месторождения.

Выделяют два основных вида моделей залежей углеводородов: статические и динамические. Статические модели характеризуют залежь в начальном, не затронутом разработкой состоянии. Они позволяют построить модель и определить на ее основе начальные запасы углеводородов, а также решать вопросы разработки на любой стадии независимо от степени изученности месторождений.

Создаваемые статические модели залежей применительно к стадиям изученности могут быть предварительными, рабочими и уточненными.

Динамические модели создаются только на разрабатываемых месторождениях, меняющих свое состояние по мере отбора запасов углеводородов. Это модели, позволяющие определить текущие остаточные запасы и принимать решения по совершенствованию системы разработки.

Под цифровой трехмерной адресной геологической моделью (ГМ) месторождения понимается представление продуктивных пластов и вмещающей их геологической среды в виде набора цифровых карт (двухмерных сеток) или трехмерной сетки ячеек, характеризующих:

- пространственное положение в объеме резервуара коллекторов и разделяющих их непроницаемых (слабопроницаемых) прослоев;

- пространственное положение стратиграфических границ продуктивных пластов (седиментационных циклов);

- пространственное положение литологических границ в пределах пластов, тектонических нарушений и амплитуд их смещений;

- идентификаторы циклов, объектов, границ (пластов, пачек, пропластков);

- средние значения в ячейках сетки фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС),

позволяющих рассчитать начальные и текущие запасы углеводородов;

- пространственное положение начальных и текущих флюидных контактов;

- пространственные координаты скважин (пластопересечения, альтитуды, координаты устьев, данные инклинометрии). Возможно также представление модели в виде набора объемных функций, позволяющих получать цифровые сетки указанных выше параметров.

Построение геологических моделей выполняется с использованием программных средств

Под цифровой фильтрационной (гидродинамической) моделью (ФМ) понимают совокупность представления объекта в виде двухмерной или трехмерной сетки ячеек, каждая из которых характеризуется набором идентификаторов и параметров геологической модели, дополнительно включая:

- фильтрационные параметры - относительные фазовые проницаемости, капиллярные

давления, данные PVT и другие дополнительные данные;

- массив данных по скважинам, который содержит - интервалы перфорации, радиус скважины, пластовое или забойное давление, данные о дебитах (расходах) фаз, коэффициенты продуктивности (приемистости) скважин, сведения об ОПЗ, РИР, ГРП, результатах испытаний, обустройстве месторождения. Указанные сведения должны охватывать весь период разработки объекта.

 

На основе анализа всех перечисленных данных должна быть построена цифровая геологическая модель месторождения и произведен дифференцированный подсчет запасов углеводородов по выбранным участкам, вертикальным и латеральным зонам, продуктивным пластам, залежам и по месторождению в целом. Степень дифференциации определяется стадией изученности месторождения.

Затем, с учетом особенностей применяемой системы разработки, выбирается тип фильтрационной модели, формируется ее сеточная область, и параметры геологической модели преобразуются в параметры сетки фильтрационной модели.

ПДГТМ служат основой для подсчета балансовых запасов по пластам и горизонтам, составления ТЭО коэффициентов нефтеизвлечения, технологических схем и проектов разработки, годовых и перспективных прогнозов добычи нефти и газа, объемов буровых работ и капиталовложений, геолого-технических мероприятий, внедряемых на месторождении.

ПДГТМ может использоваться в целях доразведки залежей, выбора мест заложения разведочных и первоочередных эксплуатационных скважин, площадей постановки сейсморазведочных работ, выявления новых объектов разведки и эксплуатации, оптимизации эксплуатации содержащихся запасов углеводородов при текущем управлении процессом разработки.

Постоянно действующие геолого-технологические модели создаются на всех месторождениях, вводимых в разработку, с балансовыми запасами свыше 1 млн. т нефти, а также на разрабатываемых месторождениях сложного строения, независимо от объема балансовых запасов, и на разрабатываемых месторождениях, определяющих основной объем добычи нефтяной компании, независимо от формы собственности.

Экспертиза ПДГТМ проводится в рамках экспертизы проектной документации на разработку месторождений Центральной и Территориальными комиссиями по разработке.

Трехмерная ЦИФРОВАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ представляет собой объемное поле в координатах X, Y, Z, каждая ячейка которого характеризуется набором данным, включая значения фильтрационно-емкостных свойств пород. Для построения детерминированных моделей необходимо большое количество данных и большая точность определения коллекторских свойств пород. В отсутствие таких данных и при наличии сведений о закономерностях распределения ФЕС в объеме резервуара целесообразно использовать стохастические (вероятностные) модели залежи.

Исходные данные для построения цифровой геологической модели: Для построения геологических и фильтрационных моделей могут использоваться следующие данные и информация:

Методика и результаты обработки и интерпретации сейсмических данных

Методика и результаты интерпретации данных керна и ГИС

Методика и результаты детальной корреляции продуктивных пластов

Геометризация резервуара использует задание оцифрованных поверхностей (кровли, водонефтяного контакта, тектонических нарушений и т.д.) и формирует пакет параллельных слоев, каждый из которых представляет собой зональную карту распространения выделенных типов коллекторов на соответствующей глубине.

Геологические профили и карты, определяющие состояние и характер перемещения водонефтяного, газоводяного и газонефтяного контактов залежей нефти и газа во времени составляются на основании данных о гипсометрии водонефтяного, водогазового и газонефтяного контактов по скважинам изучаемого месторождения [5]. Они позволяют устанавливать влияние структурных особенностей и литологии коллектора, параметров разработки на характер извлечения нефти и газа. Профили составляются на различные периоды разработки залежей и в последующем анализируются путем их сопоставления.

К пластовым картам, иллюстрирующим характер перемещения водонефтяного, водогазового и газонефтяного контактов, относят карты внутреннего и внешнего контуров нефтегазоносности (контуров площадей обводнения скважин), карты начальных и текущих изогипс поверхностей рассматриваемых контактов. Такие карты, составленные на различные периоды эксплуатаций изучаемого объекта, дают возможность установить особенности перемещения контактной поверхности.

Существенный интерес представляют карты динамики наступления контурных вод — пластовые карты, на которые по данным. определения положения текущего водонефтяного контакта наносят векторы средних скоростей горизонтального и вертикального продвижений контакта (в м/год, м/мес или см/мес). Изменения в величинах и направлениях векторов во времени дают возможность устанавливать характер «стягивания» залежей в процессе их разработки.

Решение этой задачи напрямую связано с определением гидродинамической связи между соседними скважинами.

- Особенности построения моделей на различных стадиях изученности:

В соответствии со схемой стадийности геологоразведочных работ на нефть и газ выделяются следующие этапы: региональный; поисково-оценочный; разведочно-эксплуатационный.

Выделяют два основных вида моделей залежей углеводородов: статические и динамические. Статические модели характеризуют залежь в начальном, не затронутом разработкой состоянии. Они позволяют построить модель и определить на ее основе начальные запасы углеводородов, а также решать вопросы разработки на любой стадии независимо от степени изученности месторождений.

Создаваемые статические модели залежей применительно к указанным выше стадиям изученности могут быть предварительными, рабочими и уточненными.

Динамические модели создаются только на разрабатываемых месторождениях, меняющих свое состояние по мере отбора запасов углеводородов. Это модели, позволяющие определить текущие остаточные запасы и принимать решения по совершенствованию системы разработки.

Полученные в результате создания геологической цифровой модели двухмерные или трехмерные сетки геологических параметров, величины балансовых запасов передаются далее в пакеты, преобразующие исходные геологические данные для программ гидродинамического моделирования.