ракурс
■jib,
щ
Многовариантная адаптация динамической модели в условиях неопределенности входных данных
пыт использования в ОАО «Сургутнефтегаз», перспективы и возможности для работы и бизнеса
MULTIVARIANT ADAPTATION OF THE HYDRODYNAMIC MODEL
UNDER UNCERTAINTY OF INPUT DATA
Experience in «Surgutneftegas» OJSC, the prospects and opportunities for
work and business
N. BOZHENYUK, P. BABYNIN, OJSC «Surgutneftegas» S. VOZNIUK, Schlumberger (Russia), The division of Software Integrated Solutions (SIS)
The article describes the practical approach to history matching of 3D hydrodynamic models. Through an example of a real field it is illustrated how the uncertainty analysis and the history matching process based on multiple cases could be implemented into a workflow for the development of reservoir systems models and also the benefits of the given
approach for the increase of the field development efficiency.
Keywords: «Surgutneftegas», Schlumberger, adaptation to the actual data, uncertainty analysis, representative model
АНАЛИЗ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ И ЕГО АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИ СОЗДАНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В РОССИИ И В МИРЕ
Анализ сложившейся ситуации в нефтяной геологии показывает, что эпоха «легкой нефти» подходит к концу как в России, так и в мире. Истощение запасов разрабатываемых месторождений, необходимость ввода в эксплуатацию новых месторождений, более сложных в освоении (характеризующихся сложным геологическим строением и требующих значительных затрат на строительство инфраструктуры), приводят к необходимости применения особых технологических методов извлечения углеводородного сырья - бурения горизонтальных и многоствольных скважин, «умных перфораций», применения методов увеличения нефтеотдачи и т.д. Ввиду высокой себестоимости подобных мероприятий любая ошибка может привести к весьма значительным экономическим потерям, поэтому сейчас для уменьшения рисков разработки применение на практике анализа неопределенностей исходных данных актуально как никогда. Практически каждый специалист по разработке месторождений сталкивается с разной степенью неопределенности входной информации: неоднозначностью интерпретации каротажных данных, нехваткой данных по исследованиям свойств керна и пластовых флюидов, ошибками в базе промысловых данных и др. Несмотря на то что качество входных данных с каждым годом растет, процессы их замера и интерпретации содержат в себе
некоторую степень неопределенности, которую необходимо учитывать при планировании операционной деятельности. В настоящее время существует возможность минимизировать ошибки и погрешности, а также рационализировать процесс построения модели, поскольку одной из черт современного мира является стремительное развитие информационных технологий и мощностей машинных ресурсов. Если раньше подготовка данных и расчет фильтрационной модели были длительным ручным процессом, то сейчас существует возможность генерировать и запускать множество расчетных вариантов в автоматическом режиме; расчеты гидродинамической модели, которые ранее занимали несколько суток, сейчас могут быть посчитаны за 1 - 2 часа. Таким образом, использование современных компьютерных технологий позволяет инженеру-проектировщику высвободить дополнительный запас времени, который может быть использован для детального анализа влияния неопределенных данных на результат расчета. Этот подход позволяет оценивать поведение модели во всем возможном диапазоне входных данных, создавать несколько альтернативных вариантов, адаптированных на историю моделей, и использовать такую многовариантную адаптацию для уменьшения рисков окупаемости при планировании стратегии разработки месторождения в условиях высокой неопределенности входной информации.
Эта статья раскрывает практический подход к реализации анализа неопределенности на месторождениях с различной степенью изученности. В таком подходе
Н.Н. БОЖЕНЮК,
главный специалист
Bozhenyuk_NN@surgutneftegas.ru
П.А. БАБЫНИН,
ведущий геолог
ОАО «Сургутнефтегаз»
С.А. ВОЗНЮК,
инженер технической поддержки программ по ГД моделированию
«Шлюмберже» (Россия), подразделение Software Integrated Solutions (SIS)
Статья раскрывает практический подход к адаптации гидродинамической 3D модели на фактические данные. На примере реального месторождения показано, как анализ неопределенности, многовариантная адаптация могут быть внедрены в рабочий процесс по созданию моделей пластовых систем, а также преимущества данного подхода для повышения эффективности разработки месторождения.
Ключевые слова: «Сургутнефтегаз», «Шлюмберже», адаптация на фактические данные, анализ неопределенности, репрезентативная модель
щ
ракурс
Рис. 1. Концепция подхода многовариантной адаптации
результаты оценки неопределенности должны послужить основой для выбора репрезентативных моделей при адаптации на исторические данные, что обеспечит возможность уменьшить риск при планировании и оперативном управлении разработкой. Ключом к успешной реализации подхода является интегрированная работа инженеров смежных дисциплин при построении геологической и гидродинамической модели. Фильтрационная модель пласта - это результат синтеза данных геологии, петрофизики и гидродинамики, наследующий все присутствующие в них неопределенности. Поэтому полноценный анализ неопределенности при проектиро-
Практически каждый специалист по разработке месторождений сталкивается с разной степенью неопределенности входной информации: неоднозначностью интерпретации каротажных данных, нехваткой данных по исследованиям свойств керна и пластовых флюидов, ошибками в базе промысловых данных и др. Несмотря на то, что качество входных данных с каждым годом растет, процессы их замера и интерпретации содержат в себе некоторую степень неопределенности, которую необходимо учитывать при планировании операционной деятельности.
вании должен включать в себя согласованную работу геолога, петрофизика и гидродинамика, в связи с чем особенную ценность представляют инструменты и методы анализа данных, основанные на комплексных критериях оценки, совмещающих в себе различные дисциплины и области знаний. Данный подход был реализован на примере программного продукта Petrel* (модуль Uncertainty and Optimization) компании Software Integrated Solutions.
Концепция подхода включает в себя три основных этапа:
• На первом выделяются репрезентативные геологические модели, которые в последующем будут адаптироваться на историю. Для этого сначала проводится анализ чувствительности для параметров, неопределенность которых наиболее сильно влияет на выходной результат (к примеру, на распределение запасов). Далее, варьируя выбранные параметры неопределенности, инженер-геолог создает геологические модели на основе планирования экспериментов (например, стохастическим методом Монте-Карло). Результатом анализа неопределенности является выборка геологических моделей, которые отражают максимальный разброс оцениваемого критерия -так называемые P10, P50, P90 по полученному диапазону значений.
• Вторым этапом является адаптация выбранных геологических моделей на историю разработки. При этом исследуются параметры неопределенности, влияющие на добычу, для выявления которых можно также провести анализ чувствительности. Адаптированные гидродинамические модели используются для более глубокого анализа дальнейшей разработки месторождения.
• Третьим (конечным) этапом рабочего процесса можно назвать процедуру обработки и представления результатов многовариантной адаптации. Здесь полученные ранее альтернативные варианты адаптации комбинируются для получения единой картины, показывающей степень неопределенности результатов расчетов в том или ином регионе пласта, и таким образом позволяют оценить риски при планировании мероприятий в данном регионе. Схематично основные этапы подхода отражены на рис. 1.
PETREL UNCERTAINTY AND OPTIMIZATION КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ АНАЛИЗА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ И ОПТИМИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ СЖАТЫХ СРОКОВ ПРИ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЕ ГЕОЛОГА И ГИДРОДИНАМИКА
Процедура анализа неопределенности предполагает необходимость создания большого количества расчетных вариантов. Ручная процедура создания такого количества вариантов непродуктивна ввиду больших затрат времени, потому вопрос автоматизации выбора значений параметров и создания вариантов расчетов приобретает определяющее значение. Другим необходимым элементом успешного анализа неопределенности является наличие в распоряжении инженера инструментов анализа большого числа моделей с точки зрения входных неопределенностей и их влияния. Инструментом для проведения анализа неопределенности является модуль Petrel Uncertainty and Optimization, который позволяет запускать расчеты в симуляторах, таких как ECLIPSE* и INTERSECT*. Отличительной особенностью данного модуля является возможность анализа пространственного распределения свойств в интерфейсе программы, что позволяет легко переходить от анализа неопределенности («математической» задачей) к анализу причин поведения модели (задачей нефтеразработки). Таким
*Марка Шлюмберже
БУРЕНИЕ И НЕФТЬ 06/2015
ракурс
щ
Использование современных компьютерных технологий позволяет инженеру-проектировщику высвободить дополнительный запас времени, который может быть использован для детального анализа влияния неопределенных данных на результат расчета. Этот подход позволяет оценивать поведение модели во всем возможном диапазоне входных данных, создавать несколько альтернативных вариантов, адаптированных на историю моделей, и использовать такую многовариантную адаптацию для уменьшения рисков окупаемости при планировании стратегии разработки месторождения в условиях высокой неопределенности входной информации.
образом, обеспечивается существенно лучшее понимание физики пласта.
Используемый модуль позволяет решить следующие задачи:
• Возможность использовать как геологические параметры неопределенности, так и гидродинамические, что облегчает взаимодействие в мультидисциплинарной группе.
• Задание различных видов распределений и типов переменных (ключевые слова, зависимости, усло
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.