Моделирование процессов разработки нефтяных и газовых месторождений

Моделирование процессов разработки нефтяных месторождений на электрических моделях основывается на аналогии между гидродинамическими и электрическими процессами, протекающими в различных размерных и временных масштабах, но имеющими подобные уравнения, описывающие обе системы. При этом моделирование подразумевает не внешнее геометрическое подобие моделируемых объектов, а соответствие между функциями возмущения и реакции всей системы в целом и ее элементов. Широкое применение электрических моделей для изучения процессов, протекающих в нефтяных месторождениях, объясняется простотой, с которой может быть построена модель системы с распределенными параметрами, и доступностью электрических элементов для измерений в любой части поля внутри системы.

При моделировании процесса разработки нефтяных месторождений постоянно возникает проблема, связанная с достоверностью исходной информации. Несовершенство применяемых методов определения коллекторских свойств пласта, различие между видимой и действительной эффективной мощностью продуктивного пласта, погрешности в замерах пластовых давлений и дебитов скважин вызывают несовпадение процессов, протекающих на модели и в реальном пласте. Поскольку правильность прогноза разработки месторождений и особенно эффективность применения различных мероприятий по усовершенствованию процессов эксплуатации залежей находятся в прямой зависимости от степени изучения продуктивных пластов, при постановке и решении задач с помощью математических моделей большое внимание уделяется методам подстройки модели.

Точность расчетов при моделировании процессов разработки нефтяных месторождений ограничивается неполнотой информации о параметрах моделей, граничных и начальных условиях. Определение этих характеристик по промышленно-экспериментальной информации сопряжено с трудностями, связанными с неустойчивостью решений соответствующих обратных задач. Все они основаны на том или ином способе учета априорной информации, позволяющей сузить область, в которой ищется решение обратной задачи.

Данные, необходимые для моделирования процесса разработки нефтяных месторождений, являются главной составной частью достоверного прогноза показателей разработки как при обычном заводнении, так и в случае применения МУН.

Кстати, давным-давно (40 - 50 лет назад) уже применялось моделирование процесса разработки нефтяных месторождений.

Она также предназначена для руководителей предприятий, преподавателей и других специалистов, занимающихся моделированием процесса разработки нефтяных месторождений. Принятый характер изложения позволяет привести основы математических методов, используемых при моделировании процесса разработки нефтяных месторождений.

Математические модели представляют собой системы математических уравнений, описывающие с физической точки зрения характер исследуемого процесса. При моделировании процессов разработки нефтяных месторождений эти уравнения в общем виде представляют собой сложные дифференциальные уравнения в частных производных, но при моделировании процессов в других областях они могут быть системой более простых уравнений. Вследствие значительной размерности системы уравнений и сложности этих математических моделей для их расчета необходимо применять вычислительную технику.

Она также предназначена для руководителей предприятий, преподавателей и других специалистов, занимающихся моделированием процесса разработки нефтяных месторождений. Принятый характер изложения позволяет привести основы математических методов, используемых при моделировании процесса разработки нефтяных месторождений.

Особенность численных методов: заключается в том, что получают либо сглаженные решения с большой численной дисперсией, либо решения, которые являются точными только для сеток с малым шагом и осциллируют при большом шаге сетки. Эта проблема многократно обсуждалась. При моделировании процесса разработки нефтяных месторождений эти уравнения решаются как конечно-разностными, так и вариационными методами.

Специалисты, занимающиеся вычислительной техникой, пользуются известным сокращенным названием GIGO, выражающим афоризм Мусор внутрь - мусор наружу. Основной смысл этого афоризма прост: качество выходных данных не может быть лучше, чем качество входных. Данные, необходимые для моделирования процесса разработки нефтяных месторождений, поступают из нескольких источников и доступны для специалиста в большей или меньшей степени. Обычно такие данные предварительно обрабатывают, чтобы они были пригодны для ввода в машину и решения задачи. Имеется несколько источников поступления одной и той же информации, и специалист должен обладать определенным опытом для того, чтобы уметь анализировать и выбирать данные, наиболее подходящие для моделирования процесса. Иногда информации, необходимой для решения задачи, не имеется. В подобной ситуации, чтобы получить одну и ту же информацию, целесообразно выбрать несколько различных способов.