Моделирование изменений температуры в REVЕАL

У нас была задача, в которой требовалось смоделировать температуру пласта после продолжительного периода закачки холодной морской воды и дальнейшего прекращения разработки месторождения. Необходима была оценка пластовой температуры в районе прошлых нагнетательных скважин. 

В наличии имелась адаптированная модель в Eclipse (Е100), который как известно является изотермическим симулятором. Для построения термической модели, решили не заморачиваться с переводом модели в Е300, тем более, что знание температуры не являлось основной задачей. Поэтому было решено воспользоваться симуляторм Reveal, который позиционируется, как полностью “термальный”  симулятор, специально созданным для моделирования всевозможных эффектов, происходящих в пласте. Тем более, что Reveal, предоставляет достаточно простой конвертер Eclipse моделей.

После конвертации, которая к слову сказать не прошла без проблем, перезапустили модель на полный цикл и стали анализоровать результаты моделирования.

Один момент, на который мы первым делом обратили внимание. После остановки закачки, в зоне заводнения мучительно долго растет температура. Оказалось, что несмотря на то, что REVЕАL позиционируется, как полностью термический симулятор, в нем некорректно моделируются изменения температуры в ячейках, разделенных неактивными ячейками. Это не то чтобы баг, скорее “неприятная особенность”. В общем неактивные ячейки в модели, по сути представлены, как пустоты с вакуумом, через которые не происходит фильтрация и теплообмен. И это не совсем, что нам было нужно, да и собственно для большинства задач, где нужно оценить изменения температуры. 

По тестовым синтетическим примерам этого не видно, т.к. для этого используются простенькие модели, в которых неактивных ячеек попросту нет. Также в документации вскользь указывается, что теплообмена через неактивные ячейки не происходит, но предлагаемое альтернативное решение с заменой непроницаемых пластов ячейками с очень низкой пористостью и проницаемостью, если честно не очень привлекает. Во первых, из-за значительной дополнительной работы, которую придется проделать, для того чтобы заменить неактивные ячейки низкопроницаемыми, но активными . И во-вторых, из-за значительного увеличения времени расчета, за счет общего увеличения числа ячеек и значительного ухудшения сходимости числовых алгоритмов при наличии высоких контрастов по проводимости.

Для визуализации проблемы, ниже приведен простой пример, с одной вертикальной нагнетательной и одной горизонтальной добывающей скважиной. Нагнетательная скважина, осуществляет закачку в среднюю часть пласта. Верхняя часть пласта изолирована глиняным пропластком. Начальная пластовая температура 105 градусов C, а температуру закачиваемой воды возьмем равной 14 C. В данном примере, месторождение разрабатывалось с 1995 по 2011 гг, а затем было в простое до 2025 года.

Также допустим, что в верхней четверти пласта в районе нагнетательной скважины имеется непроницаемый глиняный пропласток, разделяющий коллектор на 2 части. И закачка ведется в верхнюю половину второго пропластка.

В случае, если глиняный пропласток представлен неактивными ячейками, то теплообмена с верхним пропластком, в который не осуществляется закачка, не происходит.

Значения температуры в 2025 году:

Для корректного моделирования теплообмена необходимо задать все непроницаемый пропластки активными, но с нулевой проводимостью. В следующем примере, неактивные ячейки были заменены на активные ячейки с низкими значениям пористости (PORO=0.001) и нулевой проницаемостью по всем направлениеям (MULTX, MULTY. MULTZ=0). При этом теплообмен моделируется, как следует, НО значительно страдает сходимость численной схемы. И как следствие, значительно возрастает время расчетов и без того не быстрого Reveal-а.

Значения температуры в 2025 году:

Направления движения воды (Water Flow Vectors) в момент прорыва воды (1998 г.):

Температура пласта в 2002 г. (видно, что происходит охлаждение верхнего пропластка)

На следующих графиках приведены профили изменения температуры в выделенных ячейках от нагнетательной скважины до добывающей

С неактивными ячейками:

С непроницаемыми (активными ячейками):

Из графиков видно, что изменения температуры в непосредственной близости к добывающей скважины в случае с неактивными ячейками близки к модели с теплообменом в неколлекторе. Но профили температуры в районе нагнетательной скважины при начилии неактивных ячеек неприемлимы.

Share

Leave a Comment


NOTE - You can use these HTML tags and attributes:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>