Gaz Reservoirs için Akış Modelleme

Akış modellemesi, sayısal rezervuar simülasyonu olarak da bilinir, kütle, momentum ve enerji taşımalarını kontrol eden kısmi diferansiyel denklemleri çözer.Anasında Darcy'nin her sıvı bileşeni ve sabit basınç ile ilgili denklemleri birleştirir ve basınçla ilgili bir denklem uygular, hacim ve sıcaklık. rezervuar, milyonlarca ağ hücresine ayrılmıştır, her yerel özellikleri porosity, permeability, göreceli geçirgenlik basıncı sağlar.

Modern simülatörler, gaz kaynaklı ve uçucu yağ sistemleri için karmaşık faz davranışını ele alan kompozisyonlar ile milyarlarca hücreyi kompozisyonel açıklamalarla yönetebilirler. Sayısal motorlar genellikle sonlu işlem için hesaplama süreleri hızlandırılmış (FD) veya sonlu olmayan gaz akışı için uygundur. Açık kaynaklı havalimanları, OPM (Açıklama) ve ticari Tutumlama (IMPES) gibi daha ileri yaklaşımlar, belirli bir hesaplamaya bağlı olarak hesaplama süreleri hızlandırılır.

Key Physical Phenomena Yakalandı

Akış modelleri, statik yöntemlerin görmezden geldiği birkaç kritik fiziksel fenomenin dahil edilmesiyle basit kütle dengesi ötesine geçer:

  • [FONT:0)Basın diffüzyon: [Döneticileri, sabit olmayan kayalar tarafından üretilen hız, düşük kullanılabilirlik sistemlerinden 5-10 yıl önce sınır etkileri hissedilebilir hale gelebilir, geleneksel düşüş ekstrapolasyona ulaşmak için nadiren onurlandırılabilir.
  • [FONT:0) Çokfak etkileşimleri: [Dönemli gaz rezervuarlarında bile, kontamine su, gaz hareketliliğini azaltan göreceli geçirgenlik etkiler yaratır. zengin gaz tasarrufu için, iyibore yakınlarındaki sıvı bankacılık, sadece% 50 veya daha fazla toz verimini kesebilir.
  • [FONT:0)Geomechanical coupling:[DDDDK 1: 1] Sıkı rezervuarlarda ve unconsolidated kumlar, porosity ve permeability, stresin azaltılması nedeniyle etkili bir stresle değişebilir; Bu strese karşı hassas davranışlar, yakalanmadığı takdirde nihai kurtarmaya yol açabilir.
  • [FONT:0]Non-Darcy akışı:[Dönderlik: 0,8|Dönderlik gazı akışı, sabit etkiler nedeniyle lineer Darcy ilişkisinden sapmak, bir Forchheimer terimi veya hız bağımlı deriyi doğru bir şekilde tahmin etmek, özellikle yüksek çözünürlükte yüksek oranda gaz akışı, toplam çekme etkisinin% 30'u hesaplayabilir.
  • [FONT:0]Adpsiyon ve dehidrasyon:[Dönetici:0)[Dörtücük kota ve organik-zenginkler, düşük basınçlarda depolanan gaz, Langmuir veya BET kullanılarak yapılan bir işlem bu gecikmeyi yakalıyor.
  • [FONT:0) ⁇ etkiler: [Dönder: [Dönderlik, yüksek sıcaklık (HPHT) gaz alanları, üretim sırasında sıcaklık değişiklikleri, rezervuar basıncı ve faz davranışlarındaki hidrasyona neden olabilir. Bazı simülatörler, Joule-Thomson soğutmasını modellemek için enerji dengeleri içerir, bu da sığ tamamlamalarda hidrat oluşumuna neden olabilir.

Modern kompozisyonal simülatörler zengin gaz kaynaklı sıvıların faz davranışını takip eder, çünkü baskı noktasının altında basınç azalır. Bu, sıvı damlatının dramatik bir şekilde gaz teslim edilebilirliğini azaltabileceği doğru rezerv tahminleri için önemlidir.Bu fizik tabanlı özelliklerin kombinasyonu, bir statik sayıdan dinamik, zamana bağlı bir tahmine dönüşür.

Data Accesss That Drive Model Truth

Akışkan bir akış modelinin kalitesi[Dönetici:0) Çıktılar, laboratuvar koşullarında ölçülen verilerin kalitesinden elde edilebilirdir. Bunlar, sismik anketler ve iyi loglar gibi teknikleri kullanarak, yapısal çerçeve ve kaya mülk dağıtımları sağlar. Core analiz verimleri porosity, yatay ve dikey geçirgenlik ve kapillary basınç eğrileri için ölçülen temel analizler için ölçeklendirmek ve etkili bir şekilde ayarlanabilirlik sağlar.

Akışkan örnekler -özellikle bir formasyon testi veya ayırıcı kullanarak rezervuar koşullarda alınır - PVT çalışmaları ile denklem-devlet parametrelerini oluşturmak için karakterize edilir. Basınç-volume- sıcaklık ilişkileri özellikle de gaz-konden sistemleri için hassastır, küçük hataların (örneğin, iyi bir miktar gecikmenin ötesinde), tahmini sıvı verim ve dew nokta basıncında 1.500 ftagate ile ifade edilebilir.

Geleneksel olmayan oyunlarda, uzun vadeli üretim verilerinin hızı analizleri, rezervuar hacmi ve yarı uzunlukları, sık sık sık mikrozorlu verilerle kalibre edilir. Bu tamamen entegre varlık modeli, simülasyonun tahminlerini çalıştığı temel haline gelir.Her veri elime doğru kaliteli kontrol olmadan - derinlik kaymaları, mülkiyet kesintileri ve ekstraktları ve testi ölçümler dahil olmak üzere - en sofistike algoritmalar arasındaki dengeleri - en sofistike algoritmalar yanıltıcı rezerv numaraları üretecektir.

Data Girişlerinde Belirsizlik Yönetimi

Her veri kaynağı belirsizliği ile ilişkilendirilebilir. Seismic yorumu, 50 ft tarafından atlanan hataların üstesinden gelebilir; Güvenilirlik ölçümleri yalnızca heterojen bir aralıkta en uygun bölgeyi temsil edebilir; PVT örnekleri, tüm sıvı sütununu temsil edemez.Bu belirsizleri işlemek için, modelleyicileri kullanarak olasılıksal akışlar kullanarak, veri dağılımının yüzlercesini seçebilir ve P10, P50 ve P90 rezerv profilleri, P90 rezerv profilleri, mevcut verilerin tamamına daha dar bir şekilde destekleyebilir.

Dinamik Akış Modelleri Geliştirmek Faydaları

  • [[Düzücükler:0) Daha gerçekçi drenaj modelleri: [Dönergeler: [Döneticiler:0) Daha gerçekçi drenaj modelleri: [Dönergesel yöntemler:[Döneticiler) Doğrulanmış veya iyi bir kanal sistemi ile hedef alınabilecek, model, bankadaki gazın aşırı derecede düşük ücretli bir akış koridorları ortaya çıkardığını ortaya çıkarabilir.
  • [FONT:0)Early risk tanımlaması:[Dönetici:[Dönetici:0)) Tamamlanan 10 acil müdahaleden daha hızlı ayrılan bölmeler, aksi takdirde mahsur kalan diğerlerinden daha fazla tasarruf edilen yedekler.
  • [FONT:0]Scenario testleri saha denemeleri olmadan: Operatörler onlarca yıllık gelişim kavramlarını değerlendirebilir - Montney formlarında farklı olarak, uyarılama tasarımları, sıkıştırma zamanlaması - bir sanal ortamda, satış maliyetinin 10 ila 8 iyi olması için kullanılan bir simülasyon çalışması, ek bir sondaj olmadan% 12'si ile artacaktır.
  • [[Dönetici:0)Enhanced tarihi eşleştirme:[Dönetici: 0,2) Bu tür bir baskı ve oranlar tespit edilen verilere kadar, mühendisler kalan rezerv tabanına daha güvenilir tahminler sağlayan bir kalibre aracı inşa ederler. Tarih eşleştirmesi, hangi belirsiz hacimleri etkileyen parametrelerin, rehberlik eden veri alımının. Örneğin, model, göreceli geçirgenlik uç noktaların belirsizliği hakim olduğunu gösterirse, ekip ek sismik üzerinden özel temel analizlere öncelik verebilir.
  • [FONT:0]Yönerge ve finansal uyumluluk:[Döneticiler ve borsalar artık modern raporlama kuralları altında yapılan simülasyonların rutin olarak onaylanmasını beklerler.The Society of Petrol Mühendisleri (SPE) özellikle de ABD Securities ve Exchange Komisyonu (SEC) tarafından yapılan simülasyona dayalı tahminlere izin verir.

Bu avantajlar doğrudan sermaye verimliliğine yol açıyor. Kuzey Amerika E &P şirketi yakın zamanda tam zamanlı kompozisyonal simülasyonu Marcellus shale portföyünü% 15 oranında korumak için gerekli olan yer sayısını azalttı, çünkü model iyi ayarlandığında, statik haritaların kaçırıldığını tespit etti.Bir başka örnekle, bir Permian Basin operatörü, bir tarihe kıyasla, bir tarihe kadar iki-porosity modelini optimize etmek için gerekli olan bir model kullandı.

Probabilistic Dynamic Simülasyon ile Tahmin

Tek determinist rezerv tahminleri, yüksek ücretli yatırım kararları için yetersiz olarak görülüyor. Probabilistic, akış modellerini kullanarak hesaplama yükünü azaltmak için bir dizi temel uzaysal değişkenlik ve veri belirsizlikleri yansıtan bir dizi deney oluşturur. Bu yaklaşım genellikle çok sayıda jeolojik gerçekleme (genellikle 100-500) geostatistik yöntemler kullanarak, o zaman simülasyonu hesaplama yükünü azaltmak için alt set üzerinde çalıştırın. Sonuçlar hesaplanabilirlik fonksiyonlarına (CDFs) işlenir.

Markov zinciri Monte Carlo (MCMC) örnekleme kullanarak, üretim verilerinin kısaltılmasına izin vermek için modelin yeniden yapılandırılması mümkündür. Bu Bayesian çerçevesi, yeni bilgilerin belirsizliği nasıl azaltacağını ölçmek için titiz bir yol sunar. Örneğin, üç yıl süren üretimden sonra, P90-P10 serisi, bu tür rezerve edilmiş 200 Bcf'den 80 Bcf'ye kadar daraltılabilir ve tesis genişlemeye güvenmeye olan güven sağlar.

Subsurface Workflows ile Akış Modelleri Bütünleştirmek

Pratikte, sıvı akış modelleme bir standalone egzersiz değildir. geofizik yorumu ile başlayan ve devam eden üretim gözetimine kadar uzanan geniş bir varlık yaşam döngüsü içinde uyum sağlar. Tipik olarak entegre bir iş akışı devam eder:

  1. [FONT=0] Statik modeli temel edin:[Dönetici: [Dönetici:0) Statik modeli inşa edin: [Dönetici: [Döneticileri, iyi loglar ve temel veriler yapısal yüzeyleri, hata ağları ve 3D ızgaralar, facies, porosity ve su saturasyonları ile dolu bir şekilde. Geostatistik yöntemler, iyi niyetli Gaussian simülasyonu veya birden çok noktalı istatistiki populate özelliklerini iyi tanımlarken.
  2. [[Dönetici:0) Simülasyon ağı için ölçeklendi:[Dönetici: 0,3,6,5|speratif bir ağ, özellikle de, uygun zamanlar için anahtar akış özelliklerine sahip olan bir koarser üzerinde yeniden inşa edilmiş olan bağlantı özellikleri.
  3. [FONT=0] Dinamik özellikler:[Döneticileri, Permeability, göreceli geçirgenlik eğrileri ve kapillary basıncı işlevleri, dourasyon-height işlevleri veya kaya tipleme şemaları üzerine kuruludur. PVT modelleri sıvı kompozisyon ve baskı gradientlerle başlar ve bir denge başlangıçlama modelinin çekimsel ve kapillary dengesinde olmasını sağlar.
  4. [FONT:0)Tarih maçı:[Dönetici:[Dönetici:0) Model tarihsel üretim ve enjeksiyon verileri ile çalışır. Mühendislik kararı, bazen otomatik algoritmaların (örneğin, evrimsel algoritmaların veya proxy temelli yöntemler), belirsizliği, aquifer gücü, göreceli geçirgenlik uç noktaları – kabul edilebilir bir tolerans içinde iyi performans alanları ölçümlerini simüle etmek için. İyi tarih eşleştirmesi genellikle RMS hataları için% 5 altında alan düzeyindeki fiyatlar ve alt delik basıncının% 100 psi.
  5. [[Dönem:0)Forecast:[Dönetici:[Dönerge:0)Bir zamanlar kalibre edildiğinde, model, birçok stochastic gerçekleştirme dahil olmak üzere tahmin vakalarını yürütmek için kullanılır. Bunlar genellikle P10, P50 ve P90 profilleri olarak ifade edilir ve aralıkları yatırım kararlarında risk değerlendirmesi için kullanılır.
  6. [FONT:0]Yeni iyiler, 4D sismik veya zaman sonu basıncı verileri mevcut hale gelir, model tahmin edilebilir güvenini korumak için yeniden bir araya gelir. Daha yüksek performanslı bir gaz-su oranı ile online olarak ortaya çıkan iyi bir miktar, evcil hayvan-dokuzsuz bir su bacaklarını gösterir, evcil hayvan modelinin revizyonunu ve rezerv güncellemesini önerebilir.

Bu döngüsel süreç, rezerv tahminlerinin yaşayan sayılar olduğundan, tek zamanlı hesaplamalar değil, rezervuarın birden fazla disiplin tarafından erişilebilir dijital ikizini sağlar -stologlar, matkaplar, tesisler mühendisler - saha geliştirme planının çapraz işlevsel optimizasyonu. Birçok operatörler artık geoscience ekibindeki geri bildirim ve modelleme arasındaki geri bildirim döngüsü kısaltır.

Vaka Çalışması: Kuzey Deniz Gaz Rezervleri Dinamik Simülasyon ile Dikkat

Kuzey Denizi'nin yaşlanma gaz altyapısı ve karmaşık geoloji, gelişmiş akış simülasyonu için kanıtlanmış bir zemin haline geldi.Bir büyük Permian-Rotliegend alanında, operatör, sabit olmayan bir sabitlemede belirtilen basit bir sabitleme eğilimi tahmin etmek için tarihsel olarak 3D sismik özellikleri, temel sabit olmayan ve sorgulayıcı olmayan bir sabitleme analizin yanı sıra, sabit olmayan bir şekilde sabitlemenin doğrulanmasının doğrulanmasının ardından 3D sismik özellikleri, temel-derliksel olmayan yükseltilebilirlik eğilimlerin değerlendirilmesi için daha düşük bir şekilde geliştirildi.

Unconventional Shale Gas Reservoirs'de Uygulama

Akış modelleri özellikle gölge gaz oyunları, nanodarcy permeability, karmaşık kırık ağlar ve adsorpsiyon fenomenleri onları geleneksel rezervuarlardan ayrı olarak belirlediler. Dual-porosity veya dual-permeability formülasyonları ile birlikte, daha sıkı bir matris (tabiya ve dehidrasyon ile yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş) ve hidrolik kırıklık hacmini, kırık bir kırılabilir bir tüp hacmi olarak ayarlanabilmektedir.

Haynesville oyununda, operatörlerin, yarı iletken hacimler ve daha derin yerleştirme modellerini tahmin etmek için çift geomechanical-flow modellerini kullandı; daha sonra tekrarlanan basınç azalır, ilk yüksek hızlarda, çok değerli pedlerin kompozisyonal simülasyonu, eklenebilirlik biçimleri nedeniyle, altoptimal depletion modellerini ortaya çıkardı - daha genişleyen operatörlerin farklı aşamalarını benimsemelerini ve kümeslediğini tahmin etmek için yol göstericiler.

Güvenilir Akış Modelleri Uygulanan Zorluklar

Onların gücüne rağmen, sıvı akış modelleri, dikkatlice yönetilmese güvenilirliğini zayıflatabilecek birkaç pratik engelle karşı karşıyadır:

  • [FONT=0]Data yoğunluk ve kalite:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)Data yoğunluk ve kalite:[Dönetici:[Dönetici: 0) Bir model sadece yerel olmayan tarih maçlarında, her biri farklı rezerv sonuçları ile ilgili olarak iyi bir şekilde elde edebilir. Pareto prensibi geçerlidir: birkaç giriş (örneğin, permeability, transmisability, göreceli geçirgenlik şekli) hakimiyete hükmedebilir ve sınırlı temelin bu önemli faktörlere odaklanması gerekir.
  • [FONT=0]Non-uniqueness ve over-parametreizasyon:[Döneticileri ölçümlerden daha ayarlanabilir parametreler varsa, Jeolojik gerçekçilik, parametre aralıkları ve "mühendislik" modellerinden kaçınmalıdır, örneğin tahmin edilemez bir değere sahip olmaz. Örneğin, bir modele göre, bir modele güç veren bir şekilde üretime sahipse, ancak gerekli olan aquifer hacmi jeolojik gerçek değildir (örneğin, 100 kez rezervuar hacmi), tahmin edilemez olacaktır.
  • [FONT:0)C ⁇ talepleri: [Döneticileri ve bulut altyapısında ilerlemelere rağmen, test edilen milyonlarca hücre ve kompozisyonel sıvı açıklaması ile birlikte, özellikle Monte Carlo belirsizlikleri için 100-500 gerçekleştirme ile çalışır. GPU-akcelerated çözücüler ve bulut altyapısında ilerlemelere rağmen, test edilen senaryoların sayısını sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık hesaplama modelleri için uygular.
  • [FONT:0]Güncelleme eserler:[Dönetici:[Dönetici:0)) Katıların ince bir şekilde kırılmalarına veya kırılmış bölgelere yol açan bazı fiziksel engellerden dolayı, bazı katmanlarda ve karamsarların hala gaz kontrol ettiği ağların dinamik bağlantılarını onurlandırmak için dikkatli olmalıdır.
  • [FONT:0] İnsan uzmanlığı: [DÜDÜDÜT:1] Bina, kalibre edici, bir sonraki jeoloji, petrofizik, kimyasal mühendislik ve sayısal yöntemlere sahip olmak, deneyimli alt yüzey modellemelerinin eksikliği, kritik fiziksel davranışları kaçırabilecek otomatik akışlara yol açabilir.

Bu zorlukların ele alınması, yapısal bir belirsizlik yönetim çerçevesi gerektiriyor.Tek bir determinist rezerv figürü üretmek yerine, takımlar giderek farklı modellerle birden fazla model çalıştıran bir dizi sonuç elde ederler, daha iyi bir yatırım kararlarını içeren bir dizi sonuç üretirler.Deversiyonel inversiyonlar farklı rezerv sonuçları doğru olasılıklarını artırabilir, P10/P50/P90 raporlama için bir şekilde bir şekilde savunulabilir.

Future: Machine Learning and Digital Twins

Akışkan akış modelleme ve makine öğreniminin kesişimleri, gaz rezervi tahmininde yeni sınırlar açıyor. Derin öğrenme yarı iletken modelleri, binlerce tam fizyoterapi simülasyonu çalıştırıyor, ağ mimarisine doğrudan bağlı olarak karmaşık olmayan akış davranışını ortaya çıkarabilir. Bu keşifler, operatörlerin gerçek zamanlı bir senaryo testlerini gerçekleştirmesine ve iyi kontrol etmelerine izin verir ve tam bir simülatörün sabit diskometrik parametrelerini doğrudan doğrulayıcı olarak kullanmalarını sağlar.

Bulut bilişimi büyük ölçekli simülasyona erişimi demokratikleştirmektir. Küçük bağımsızlar şimdi talep üzerine büyük bir paralel hesaplama kümelerini talep edebilir, süpervizörlere özel olarak bir kez kümesler halindeki kümeleri değiştirir ve veri toplama yöntemlerinin daha geniş bir şekilde benimsenmesini teşvik eder.Bu seviyeler, otomatik olarak, "dijital ikiz" konseptini otomatik olarak alır ve her zaman otomatik olarak dinamik bir şekilde sabitlenmiş bir gaz sahasını kullanarak, dijital olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak uygular.

Akış Modelleme Uygulamalı Uygulamalı Uygulamalı

Statik yöntemlerden geçiş yapmak için, bir fazlı yaklaşım genellikle en iyi şekilde çalışır.Bir materyal dengeleme modeliyle bir temel oluşturmak ve daha ayrıntılı soruşturma talep eden tutarsızlıkları tanımlamak için.Sonra gerçek üretime karşı bir sektör modeli inşa etmek için bir üretim alanı etrafında bir sektör modeli inşa etmek, tam bir sayısal maç geliştirmek için, ancak zaman içinde yüksek oranda yükseltilebilir bir denetim kurmak için.

Kapılarla "model maturasyon" süreci kurmayı düşünün: Hızlı bir tarama modeli (tip eğri bazlı) bir sektör modeline, tam donanımlı bir modele, tam bir entegre varlık modeline, belirsizlik ölçümüne sahip bir veri kalitesi ve model güveninin arttırılmasına ihtiyaç duyar.En düşük maliyetliliğe doğru hareket eden bir zaman: en üst üç ila beş belirsizlikli alan veri toplama programlarını (örneğin, temel analiz ve iyi testlere, 4D sismik) göre, her bir şekilde, endüstrideki bu hassas kaynakları sürekli olarak azaltabilecek şekilde sabit bir şekilde sabitlenebilirlik için belgeli kaynak akışının belirlenmesi.

Yerdeki uçucu gaz fiyatlarının ve yedeklerin yedeklenmesi, dinamik yaklaşım, sıvı taşımanın temel fiziklerinde, yeraltında bulunan temel bilgilerin belirlenmesi için belirli bir çerçeve sağlar.Bu, rezerv tahminlerini statik bir envanter figüründen, bir dizi yatırıma dönüştürür ve portföy kararları verir.