Национальный центр развития
инновационных технологий «Дельта»
Сфера.Гидродинамика
Сфера.Гидродинамика
Блок гидродинамики

Гидродинамический симулятор МКТ — проблемноориентированный симулятор для моделирования процессов фильтрации в гигантских месторождениях сложной структуры и создания постоянно действующих геолого-технологических моделей.

Базовая версия симулятора МКТ включает в себя модель Black Oil с возможностью расширения модулями для расчета неизотермической и композиционной моделей месторождений.

Поддерживаются форматы наиболее распространенных симуляторов, таких как Eclipse (Schlumberger) и Tempest MORE (Roxar), что гарантирует безболезненный переход с одного симулятора на другой. Использование форматов файлов симулятора МКТ позволяет значительно сократить объем данных и увеличить скорость загрузки модели.

Опции симулятора МКТ

Квадратичный закон фильтрации
Для задач с большими скоростями движения флюидов МКТ позволяет использовать квадратичный закон фильтрации. Это особенно важно для течений газа вблизи скважин.

Закачка трассеров
Иногда возникает необходимость проследить распространение воды закачанной с нагнетательной скважины или поступившей из аквифера, например, для оценки связности пластов. Опция закачки трассирующего состава жидкости, заключающаяся в «подкраске» воды из источника, позволяет сделать это.

Автоматическое отключение нагнетательных скважин при прогнозе
Если в заданном радиусе нет добывающих скважин, происходит отключение нагнетательной скважины. Опцию имеет смысл использовать при прогнозном расчёте, когда, например, все соседние с нагнетательной добывающие скважины отключаются по условиям минимального дебита, обводненности и т. п., и такая скважина должна перейти в фонд неработающих скважин.

Автоматический перевод добывающих скважин в нагнетательные
При выполнении установленных экономических ограничений на работу добывающих скважин (например, минимальный дебит углеводорода или максимальная обводненность) имеется возможность автоматического перевода скважины в режим закачки.

Опция циклической закачки
В симуляторе МКТ реализована опция циклической закачки, позволяющая с заданной периодичностью включать и выключать нагнетательные скважины.

Групповое управление скважинами
Имеется возможность задания группового уровня добычи/закачки для выделенных групп скважин, при этом распределение дебитов по скважинам происходит в автоматическом режиме с учетом ограничений на работу каждой из рассматриваемых скважин.

Опция компенсации отбора: режим работы нагнетательных скважин из рассматриваемой группы будет установлен таким образом, чтобы скомпенсировать отбор добывающих скважин, такой режим позволяет поддерживать среднее пластовое давление в рассматриваемой области.

Линии тока
Реализована опция визуализации фильтрационных течений. Пользователю доступны массовые потоки каждой из фаз, присутствующих в модели.

Укрупнение расчётной сетки

Реализована опция загрубления сетки для сокращения времени счета, в выделенной области расчет производится на гидродинамической сетке. При этом используются эффективные относительные и абсолютные проницаемости.

Секторное моделирование

При работе с гигантскими месторождениями эффективным инструментом является секторное моделирование, поддержка которого в полном объеме реализована в симуляторе МКТ.

Сети сбора продукции

МКТ позволяет рассчитывать наземные газосборные сети. Имеется возможность выбора режима группового управления скважинами: поддержание требуемого уровня добычи, максимизация дебита с учетом ограничений на скважинах и пропускной способности наземного оборудования.

Аквиферы

Поддерживаются аквиферы модели Картера-Трэйси, Фетковича, аквифер с постоянным притоком.

Нелинейный закон фильтрации

Для учета нелинейного закона фильтрации высоковязких нефтей в МКТ включена модель критического градиента (учтены явления, связанные с нелинейностью закона фильтрации, и определены поправки в формуле Дарси), а также закон Форхгеймера для моделирования высокоскоростного течения газа вблизи скважин.

Моделирование трещиноватости

Моделирование трещин в платформе Сфера дает возможность более реалистично отразить процессы фильтрации в трещиноватых коллекторах. Применение современных алгоритмов позволяет обойтись без локального измельчения сетки. Как следствие, добавление трещин в модель не приводит к резкому увеличению времени расчета.

Двойная пористость и двойная проницаемость

Для моделирования систем микротрещин в МКТ имеются опции двойной пористости и двойной проницаемости с поддержкой различных механизмов обмена между блоками и трещинами, таких как напорный обмен, капиллярная и гравитационная пропитки.

Температурная опция

Температурная опция симулятора МКТ позволяет моделировать тепловые МУН - процессы закачки горячей воды в пласт.

Моделирование трещиноватости

В отличие от большинства симуляторов, в МКТ реализованы различные инструменты для расчета трещиноватых структур и уединенных трещин, обладающие следующими преимуществами:  

  • Расчет на исходной сетке без локального измельчения;
  • Учет реальной геометрии и параметров трещин;
  • Физически корректное моделирование заводнения по трещинам;
  • Моделирование динамического схлопыванияи раскрытия трещин;
  • Удобное и наглядное представление трещин в 2D и 3D визуализаторах в оболочке МКТ-Офис;

    Можно использовать наиболее адекватный метод для любого типа трещин, исходя из причин их возникновения:

      • Естественные — трещины, которые образовались в пласте вследствие естественных факторов, параметры таких трещин считаются постоянными;
      • Техногенные — трещины, возникающие в призабойной зоне скважин, например, при высокоинтенсивной закачке. Важным обстоятельством является тот факт, что при снижении давления эти трещины могут схлопываться;
      • ГРП — трещины, возникающие вследствие гидроразрыва пласта. Формально они являются техногенными трещинами, отличие состоит в том, что для того, чтобы не происходило схлопывание, в трещину закачивается проппант — специальное вещество, обладающее очень высокой проницаемостью;

      Композиционное моделирование

      Встроенный PVT-блок служит для определения фазового состояния многокомпонентной смеси и для конвертации свойств многокомпонентной смеси в свойства флюидов модели черной нефти.

      Композиционный симулятор МКТ позволяет моделировать процессы многокомпонентной многофазной фильтрации природных углеводородов и воды. С его помощью возможно проведение расчетов задач разработки газоконденсатных месторождений, в которых явление ретроградной конденсации оказывает существенное влияние на течения флюидов в пласте.

      Функциональность композиционного симулятора

      Базовые опции и функциональные особенности:

      • Уравнения состояния Пенга-Робинсона, Редлиха-Квонга, Соаве-Редлиха-Квонга;
      • Многоуровневый сепаратор с поддержкой реинжекции газа;

      Расширенные функциональные возможности:

      • Несколько режимов задания начального компонентного состава
      • Анализ корректности задания начального равновесия
      • Гибкая система рестартов и выдачи сеточных массивов
      • Интерактивная оценка состояния резервуара;

      Использование суперкомпьютеров

      Гидродинамический симулятор МКТ включает в себя версию для кластерных комплексов и систем с общей  памятью, что позволяет провести ресурсоёмкие вычисления за приемлемое время, использовать единую модель месторождения при расчёте геологотехнических мероприятий, а также избежать потери информации, неизбежно возникающей при осреднении.

      Параллельная версия МКТ позволяет значительно ускорить расчёт. Версия работает как на обычных многоядерных рабочих станциях, так и на кластерных системах. Применённый алгоритм оптимального разбиения на расчётные подобласти обеспечивает отличную масштабируемость и, как следствие, ускорение на реальных сложных моделях. Полученная эффективность 60-80% позволяет в среднем ускорить расчёт в пять раз при увеличении числа используемых ядер в восемь раз.

      Одним из главных преимуществ МКТ является возможность расчетов гигантских месторождений (более 2 млрд. ячеек и 20 000 скважин).

      Созданное программное обеспечение прошло тестирование и было оптимизировано.

      Внедренные при поддержке наших партнеров технологии параллельных вычислений предоставляют возможность использовать МКТ для расчета месторождений любой размерности, производить в короткие сроки обновление ПДГТМ и корректировку планов разработки для достижения максимальной эффективности разработки месторождения углеводородов.