УДК 622.279:622.276
Э.С. Закиров, Д.П. Аникеев, И.М. Индрупский
ПРИМЕНЕНИЕ ДВУХ КЛАССОВ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКОЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
Аннотация
В статье рассматриваются два класса обратных задач в моделировании разработки месторождений углеводородов: оптимизации и адаптации истории разработки. В совокупности они формируют основу для управления разработкой месторождения в замкнутом цикле, на основе постоянно обновляемой 3D геолого-технологической модели.
Задачи адаптации (идентификации) модели возникают из-за точечного характера измерений и неточности определения исходных данных о фильтрационно-емкостных свойствах вмещающих пород и других параметрах залежи при построении 3D-модели. Такие задачи относятся к обратным, поскольку по следствию – промысловым замерам – определяется причина, их вызвавшая. Рассматриваемые задачи связаны с идентификацией как фильтрационно-емкостных свойств пласта, так и других ключевых параметров, определяющих динамику разработки. Геологически согласованная постановка обеспечивает сохранение в адаптированной модели исходно заложенных геологических принципов распределения свойств пласта.
Второй рассматриваемый класс задач – задачи оптимизации (регулирования) разработки. Одна из востребованных постановок связана с оптимальным перераспределением заданного целевого уровня добычи продукции из месторождения по всем скважинам эксплуатационного фонда во времени. При этом учитываются технологические ограничения наземного оборудования. Максимизируемый критерий отражает экономический эффект от разработки актива.
В данной статье, не вдаваясь в подробности математической реализации, авторы рассматривают практические примеры решения указанных задач с использованием полномасштабных 3D многофазных фильтрационных моделей реальных месторождений. Используются алгоритмы на основе современных методов теории оптимального управления, разработанные и реализованные сотрудниками Института проблем нефти и газа РАН Junior Researcherв программном комплексе SimMatch и подтвердившие свою эффективность на многочисленных синтетических и реальных примерах.
Применение и дальнейшее развитие рассматриваемых методов в рамках единого цикла, с учетом непрерывно поступающей информации от всей совокупности датчиков, позволит значительно повысить эффективность применения интеллектуальных скважин и систем управления промыслом.
Ключевые слова: оптимизация разработки в замкнутом цикле, обратные задачи, адаптация истории разработки, автоадаптация, геологически согласованная адаптация, управление разработкой месторождения
E.S. Zakirov, D.P. Anikeev, I.M. Indrupskiy
APPLICATION OF TWO CLASSES OF INVERSE PROBLEMS FOR OPTIMIZATION AND MANAGEMENT OF THE NATURAL HYDROCARBON FIELD DEVELOPMENT PROCESS
Abstract
The article considers two classes of inverse problems in the modeling of hydrocarbon field development: optimization and adaptation of the development history. They jointly form the basis for field development management in a closed loop, based on a constantly updated 3D geological and technological model.
The problems of model adaptation (identification) arise due to the point-by-point measurements and the inaccuracy of determining the initial data on porosity and permeability of the host rocks and other parameters of the deposit when building the 3D model. Such problems are regarded as the inverse ones, because the consequence – field measurements – is used to determine their cause. The problems under consideration are related to the identification of both porosity and permeability of the reservoir and other key parameters that determine the dynamics of development. Geologically consistent formulation ensures that the adapted model retains the original geological principles of the distribution of reservoir properties.
The second class of problems under consideration is the problems of optimization (regulation) of development. One of the sought-after formulations is related to the optimal redistribution of a given target level of production from the field to all production wells in time. In this case, the technological limitations of surface equipment are taken into account. The maximized criterion reflects the economic effect of the asset development.
In this article, without going into details of mathematical realization, the authors consider practical examples of solving these problems using full-scale 3D multiphase filtration models of the real fields. The algorithms based on the current methods of optimal control theory are used, which were developed and implemented by the researchers of Oil and Gas Research Institute of the Russian Academy of Sciences in the SimMatch software package and confirmed their effectiveness on numerous synthetic and real examples.
Application and further development of these methods within the framework of a single loop, taking into account continuous information from the entire set of sensors, will significantly increase the efficiency of intelligent wells and field control systems.
Keywords: optimization of development in a closed loop, inverse problems, automated history matching, autoadaptation, geologically consistent history matching, management of field development
DOI 10.29222/ipng.2078-5712.2023-42.art9
Полный текст статьи в формате PDF
