Иерархия интегрированных моделей. Применение интегрированного моделирования различной степени сложности на всех этапах жизненного цикла газоконденсатных проектов

Введение. Интегрированная модель — единая цифровая модель месторождения, состоящая из связанных моделей пласта, скважин и детальной модели наземной инфраструктуры — незаменимый инструмент на всех этапах развития проекта, так как позволяет учитывать максимально возможное количество факторов и ограничений, получать системные решения. Интегрированный подход особенно актуален для пластов с нефтяными оторочками, газовых и газоконденсатных объектов, когда в добываемой продукции содержится большое количество попутного нефтяного и природного газа, когда система «пласт — скважина — сеть сбора и подготовки УВ» неразделима и для прогнозирования добычи, поиска оптимальных проектных решений требуется учитывать взаимовлияние ее компонентов. Однако при работе с интегрированными моделями увеличиваются требования к исходным данным, возрастают трудозатраты и требуемые вычислительные ресурсы как на создание, так и на сопровождение, поддержание модели в актуальном состоянии, снижается оперативность выполнения расчетов и принятия решений. Одна из ключевых стратегических задач компании — обеспечение оптимума создаваемой ценности, следовательно, требуется баланс между детальностью модели и точностью расчета.

Как показывает практика, корректнее говорить не о единой интегрированной модели, а об иерархии интегрированных моделей, или инструментах интегрированного моделирования. Мы используем композиционный принцип применения инструментов интегрированной модели (ИМ), который подразумевает создание готовых моделей-компонент и объединение их в полную модель месторождения в конфигурации, необходимой для решения конкретных задач. При этом для выбора конфигурации интегрированной модели целесообразно использовать принцип Парето: для отдельных задач мы можем несколько упростить модель (модели-компонент), потеряв только 20 % ее свойств, и возможно, что потерянные свойства не будут оказывать какого-либо влияния при решении данной задачи исследования.

Целью работы является создание матрицы применимости интегрированных моделей разной детальности на разных стадиях разработки НГКМ, основанной на многолетнем опыте сотрудников компании.

Материалы и методы. Работа содержит описание на примере крупного газоконденсатного месторождения используемых инструментов интегрированного моделирования, детальность которых изменялась по мере развития проекта:

• модель на основе уравнения материального баланса;
• полноценная модель сети сбора (GAP) с упрощенной моделью пласта (темпы падения), учитывающей расположение проектного фонда и изменчивость геологического строения;
• гидродинамическая модель с опцией Network, которая включает максимально детализированную подземную часть и упрощенную модель системы сбора (VLP);
• полноценная связка подземной части (ГДМ) и наземной (GAP) с помощью Resolve.

Проведены сравнительные расчеты профилей добычи для каждой из них, выделены их преимущества и недостатки, решаемые задачи и роль каждой модели в иерархии интегрированных моделей. Приводится обобщение опыта интегрированного моделирования на ряде нефте- и газоконденсатных месторождений компании в виде матриц применимости ИМ. Детальность ИМ связывается с этапом проекта, исходной информацией, задачи интегрированного моделирования — с задачами проекта на данном этапе.

Результаты. Показано, что введение разумных и обоснованных упрощений, устранение дефектов более простых моделей с помощью аналитических методов, создания пользовательских алгоритмов и Workflow позволяет уменьшить недостатки более простых инструментов и добиться совпадения результатов расчетов разных моделей с высокой точностью.

1. Апасов Р.Т., Чамеев И.Л., Варавва А.И., Верниковская О.С., Ильясов А.Р., Вирт В.И. Интегрированное моделирование — инструмент повышения качества проектных решений для разработки нефтяных оторочек многопластовых нефтегазоконденсатных месторождений // Нефтяное хозяйство. — 2018. — № 12. — С. 46–49.

2. Богданов Е.В., Чамеев И.Л., Решетников Д.А., Перевозкин И.В., Ткачук А.В., Шорохов А.Н. Интегрированное моделирование как инструмент, повышающий эффективность разработки многопластового нефтегазоконденсатного месторождения // Нефтяное хозяйство. — 2019. — № 12. — С. 52–55.

3. Varavva A.I., Apasov R.T., Samolovov D.A., Elesin A.V., Apasov G.T., Voyevoda E.V., Reshetnikov D.A., Senachin M.A. Creating the Integrated Model for Conceptual Engineering of Reservoir Management and Field Facilities Construction — Experience of Tazovskoe Oil and Gas-Condensate Field // Paper presented at the SPE Russian Petroleum Technology Conference, Virtual, October — 2021. — SPE-206540-MS.

4. Хилько В.А., Ситников А.Н., Борисов Д.В. Решение задачи управления работой куста газовых скважин с различающимися продуктивными характеристиками // Газовая промышленность. — 2019. — № 1. — С. 12–16.

5. Varavva A.I., Apasov R.T., Badgutdinov R.R., Yamaletdinov A.F., Koryakin F.A., Sandalova E.E., Samolovov, Bikbulatov S.M., Nekhaev S.A. Hierarchy of Integrated Models of Varying Detail to Solve Problems at Different Stages of Gas Condensate Projects Development // Paper presented at the SPE Russian Petroleum Technology Conference — 2021. — SPE-206545-MS.