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

Abstract

In the design of the development of oil fields it is often necessary to solve problems that require a large number of hydrodynamic calculations on the simulator. These problems include the problem of choosing the optimal field development system, as well as the adaptation of hydrodynamic models on the development of the story. However, when there is a large number of cells in the simulation model, the calculation is time consuming. In this connection it is necessary to use the methods allowing to speed up the calculation of the simulator. One of these methods is the multiscale method to significantly reduce the time of calculation. This article provides examples of solving the challenges of field development optimization and solving the problem of reservoir history matching using multiscale method. The problem of optimizing the development of the system was considered a complete listing of all wells destination options. Adaptation problem is solved iteratively with regularization of absolute permeability by bisection of the segment. There was found a good agreement between the results of solving problems without using multiscale method with the results of solving problems with the use of multi-scale method. The article shows that the application of multiscale method allows to reduce the time of calculation in two times.

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.