Методика использования упрощённой гидродинамической прокси-модели для решения задачи восстановления недостающих замеров забойного давления

Abstract

В настоящей работе предлагается подход к решению задачи восстановления пропусков в данных замеров давления на нефтяном месторождении. В настоящее время использование гидродинамических моделей является обязательным требованием к системе разработки месторождений. Математические модели используются для расчёта технологических показателей разработки при подготовке проекта разработки или его сопровождении. Однако точность решений, получаемых при их использовании, часто ограничивается качеством и количеством исходных данных. Основным типом исходных данных, характеризующих энергетику пласта, является пластовое давление, которое обеспечено замерами хуже, чем другие промысловые данные, такие как добыча, закачка и обводнённость. Для восстановления пропусков в данных давления на практике часто применяется метод протяжки последнего замера, который не учитывает динамические изменения остальных параметров и может приводить к рассогласованности данных. Этот метод не всегда эффективен, особенно при наличии пропусков в данных нескольких замеров. Предлагаемый подход основан на использовании упрощённой гидродинамической модели для решения задачи восстановления пропусков в данных давления. Упрощённая модель позволяет оперативно использовать оптимизационные алгоритмы и выполнять многовариантные расчёты, оставаясь в рамках физических законов, заложенных в модель. На примере синтетической фильтрационной модели показан подход, позволяющий заполнить пропуски в данных давления. Восстановление выполняется с учётом многовариантности параметров модели. Оптимизационная задача решается с использованием приёма «мультистарт», а начальные приближения генерируются методом латинского гиперкуба. Качество результатов оценивается с помощью метода кросс-валидации, а прогнозные характеристики модели – методом разбиения периода моделирования на обучающий и прогнозный интервалы.

The paper proposes an approach to solve the problem of missing data in pressure measurements at an oilfield. Currently, the use of hydrodynamic models is a mandatory requirement for a field development system. Mathematical models are used in calculating technological development indicators during the preparation of a development project or during its support. The main input data that characterize reservoir energy are pressure measurements, which are less accurate than other field measurements such as production and injection. To recover missing pressure measurements, a common practice is to rely on the latest measurements, which may ignore dynamic changes in other variables and lead to inconsistent data. While this approach may be effective for some cases, it may not be reliable when there are multiple missing measurements. An alternative is to use simplified hydrodynamic models to address missing pressure issues. These models allow for quick optimization and multidimensional computations while staying within physical constraints. A demonstration is provided by using a synthetic flow model to replace missing pressure values, considering multivariant model parameters. Optimization is done using a multistart technique with initial guesses generated by the Latin hypercube sampling method. The quality of results is assessed using cross-validation and the predictive ability of the model is evaluated by splitting the modeling time into training and testing segments.