Файл: Салимжанов Э.С. Алгоритмы идентификации и оптимизации режима скважин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.07.2024

Просмотров: 100

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Pt = P0

.

<?Pf, (t—x)

P 2 ] -

-'V------ -qj (r) - clr; i, /=1 , • • ■, n . . .

 

'I

(1.2)

где Pj

— давление в точечном реагирующем стоке; Р0 — ре­

шение (1.2) для случая нулевых внутренних граничных усло­ вий; qj •— дебит возмущающего стока; I, т — время.

Заметим, что модель системы «пласт-скважины» вида (1.2) содержательней модели (1. 1), и что можно попытаться вы­

полнить на этой основе идентификацию взаимодействий

(в об­

ход традиционного

физического моделирования)

на

базе

промысловой

статистики (используя,

например,

методы ре­

грессионного

анализа).

идентификации пласто­

• Не менее важной

является задача

вых полей (давлений, потоков, температур, нефте- и водонасыщенпостн и др.), структура которых чрезвычайно сложна | 1].

К тому же, подземные поля — нестационарны

(функциониру­

ют во

времени) *.

функциональных нолей

.при наличии

Моделирование

пласта

известных

параметров

 

 

Р * ( х , у , г ) ;

р = - - - - -

(1.3);

 

 

 

к -h

 

(р—удельное гидравлическое сопротивление среды, ц — вяз­ кость флюидов, k, h—проницаемость и мощность пластов) вы­ полняется на емкостно - резистивных сетках, однако, досто­ верность и качество временной развертки обычно не высоки и падают с увеличением дальности прогноза. Впрочем, извест­ ны предсказания поразительной точности при дальности про­ гноза в 10 лет [б].

Моделирование режимов поставлено на научную основу в конце сороковых — начале пятидесятых годов двадцатого ве­ ка созданием теории интерференции скважин [1], [7]. При этом были .получены качественные результаты, имеющие прин­ ципиальное значение. Главным из них является обоснование эффективности поддержания давлений путем закачки в пласт воды.

* Во многих Случаях темп изменении — небольшой («дрейф»), что не­ сколько упрощает задачу идентификации, позволяя использовать метод функционально стабильных состояний (включая способ последовательной смены стационарных состояний) [2].


В условиях стабильного давления гидродинамические поля становятся квазнстацпоиарными, что, в ряде случаев, позволя-

ет существенно упростить модель. Положив в (1. 1)—------ О

Hперейдя (ради простоты) к плоскому течению, имеем уравне­ ния типа Лапласа:

д

I .

ÙP

д_

 

 

 

= Г(х, у)

(Ы).

 

V^1 д\

ду

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д*Р

 

 

.'/)

 

 

(1.5).

 

 

àx-

ôy~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

(1.5)

моделирует процессы в однородном плас­

те (ç (х, у) —const),

что влечет,

вообще говоря,

требование

нзопараметрнчпоетн

флюидов

 

(

-

р-,, ).

Гомоморфизм

П. 1) ->

(1. 5) позволил найти

ряд

изящных конечных ре­

шений, из которых отметим зависимость Q (п) общего дебита

жидкости

от

числа

скважин

 

в

виде:

 

 

 

 

 

 

9

 

 

I и- Rr*

 

 

 

 

 

 

= п

 

 

а

 

 

1 6

) ,

 

 

От

 

Rr

 

 

 

( .

 

 

I

п

 

 

 

 

 

 

 

 

и •

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Qr — дебит галереи, R r — расстояние

до стационарной

изобары (границы), принятой за контур питания, а — радиус дренажной батареи (галереи), гс — радиус скважины, * — индекс параметров.

Формула (1.6) показывает, что график Q (п) суть выпук­ лая вверх кривая (с насыщением). Данное обстоятельство повлекло многочисленные исследования по оптимизации раз­ мещения скважин; интенсивность и плодотворность этих ра­ бот высоки до сих пор.

Следуя монографии [1], рассмотрим более детально* ре­ жим и гидродинамические поля для одной и двух взаимодейст­ вующих скважин, полученные на основе интегрирования

.CL,5)-

* Это будет использовано в дальнейшем.


Плоско-радиальное течение к одиночной скважине:

 

 

 

 

Г с

 

 

 

 

 

Ч

 

 

 

 

 

q — дебит, І<, m, h — проницаемость, пористость и

мощность

пласта, р. — вязкость флюида;

Рг ,

Р 30

давление на

границе пласта и забое скважины; г — начальный

радиус

контура нефтеносности; t — время, за которое

нефтеносная

зона (в форме круга)

стягивается в скважину.

 

 

Плоское квазирадиальное течение к двум равнодебитным

скважинам:

 

 

 

 

 

 

 

'J • л • k • li

p

p36 \

 

 

 

-

:

 

 

 

q ~ P •

In

Rr2 (

r

)

 

 

 

 

 

2 • 8 . rc

 

 

 

 

 

(x2 + y 2) 2- p 2 ( y 2— x2) 2d2 + tf4— d2 =

0,

 

 

X2— y2— 2 do-x-y— tf2=

0,

 

 

 

 

P = Pr

2

4 - P _ . /л _£»

 

 

 

- •

k • h

r !

 

 

 

 

4

 

 

''

 

 

 

K•

Il

r , ■r

- • ni

■Il

( x'

X- I —

й'Чп

tx

 

4

 

21

«

 

 

- ■ni •h

[ y2 — )-) - o - l n ^

ty

 

 

2

Г о

 

4

y j

( 1. 8)

(1.9)


Здесь:

ô — половина расстояния между скважинами;

 

сі, СІ0— параметры семейства изобар н линий тока;

ко­

г, г,, г„— расстояния от контрольной точки до начала

 

ординат, до первой и до второй скважин;

 

tx, ty — время перемещения частицы вдоль осей х, у;

у,

у,, — текущие

и начальные ординаты

контролируе­

 

мых частиц.

 

 

для

В работе [1] приведены аналоги формул (1.7-М. 10)

батареи

равнодебитных

скважин, дренирующих

однородные

пласты

(несложного строения). В 1956 г.

уравнение (1.5)

было проинтегрировано

при более общих

(в смысле располо­

жения нсравнодебитиых скважин) предпосылках [8]; оказа­ лось, что в качестве модели интерференции можно брать си­ стему линейных алгебраических уравнений, где слева будет произведение параметрической матрицы (элементы которой суть некоторые, достаточно простые функции координат) на вектор дебитов, а справа — вектор депрессий скважин. Этог результат имел, по-видимому, «спусковой эффект». В конце пятидесятых, начале шестидесятых годов П. М. Белаш опуб­ ликовал своп результаты по матрицам влияний, обобщив мо-

дель И. А. Чарпого на неоднородные пласты сколь

угодно

1ложного

строения.

 

 

 

 

 

Модель

П. М. Белаша имеет вид:

 

 

 

 

 

 

А •

Q

- Р

 

 

(1.1 і),

где

 

 

А

= Il (7[j

II

;

ßj*j* =

. д Pj*

(1.12)

— матрица

и

коэффициенты

влияний.

*lj*

 

 

Q =

[qj

] ,

Р = [ Pj ] ,

Pj =

Pr — Р[36

— векторы деби­

тов н

депрессий.

 

 

 

 

 

і, j = I,

............, и — порядковые номера строк ігстолбцов

(номера

скважин).

 

 

 

 

 


Значение модели (1.11) трудно переоценить*. Сегодня ре­

зультат (1. 11) представляется достаточно

очевидным и мо­

жет быть выписан непосредственно из (1.4)

па основе принци­

па суперпозиции.

 

пластов

Следует, однако, отметить, что идентификация

системой типа (1. 11) встречает весьма значительные затруд­ нения**. Дело в том, что большая часть А определена слабы­ ми взаимодействиями, не отвечающими точности измерений. Попытки найти матрицу влияний на основе промысловой ин­ формации оказались безуспешными: реальной статистики не­ достаточно, чтобы преодолеть плохую обусловленность (в Ти­ хоновском смысле [9]) системы (1. 11) относительно коэффи­ циентов а-\ф\ \ i, j = 1 п — применялся метод наи­

меньших квадратов. На практике для определения влияний прибегают к сеточным интеграторам (методы настойки кото­ рых не достаточно отработаны). Вначале пласт идентифици­ руют резистивной сеткой; ставится «смешанная» краевая зада­ ча: внешние (давления) и внутренние (дебиты) граничные ус­ ловия набирают в соответствии с натурными данными, и отыс­ кивают (методом проб и ошибок) такое поле гидравлических сопротивлений, при котором пластовые давления (определя­ емые как давления в остановленной скважине при стабильных дебитах других скважин) согласуются с промысловой картой изобар (однозначность решения задачи таким способом не гарантирована). На втором этапе настройки интегратора на­ ходят параметры резисторов, имитирующих ( в виде адди­ тивных добавок) несовершенство вскрытия пласта скважина­ ми. После этого приступают к расчету А, реализуя на сетке

формулу (1.12)

при условии

C]j ф j - О .

В случае боль­

ших матриц (п

10) значительная часть А оказывается пред­

ставленной нулями, вследствие недостаточной чувствительно­ сти измерительных схем электроинтегратора. Таким образом, можно констатировать отсутствие регулярных методов опре­

деления параметров взаимодействия скважин; точность

ис­

пользуемых эвристических приемов не поддается контролю

и:

оставляет желать лучшего. Перспективы применения матриц влияний (в том виде, как они были предложены в работе [10] 1 в отраслевых АСУ — сомнительны, что, однако, не исключает

* На этой основе двое из авторов совместно с М. В. Мееровым сфор­

мулировали в начале шестидесятых годов опорную

задачу

управления

режимами

скважин.

в настоящей работе

** которые удалось, отчасти, преодолеть лишь

(см. гл.

111).