Modeling of physical dispersion using script environment in Petrel

• Autorzy: Gołąbek A.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.10.04

Warianty tytułu

PL

Modelowanie zjawiska dyspersji fizycznej z wykorzystaniem środowiska skryptowego programu Petrel

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper concerns a practical solution of the problem resulted from the modeling of physical dispersion phenomenon occurring during fluid mixing in porous media. This is a continuation of the author’s previous works, in which calculations have been performed with the use of a modified “open code” reservoir simulator (BOAST). As a part of the previous work, the developed method of controlling the fluids mixing has been implemented directly in the simulator code, while the current paper includes the implementation of this method in the Petrel script environment allowing direct access to simulation results performed on the standard Eclipse reservoir simulator. The paper contains a brief description of the script environment applied, a short description of the method of controlling the numerical dispersion and a description of the structure of the constructed script. The method of controlling the physical dispersion proposed in the paper is based on iterative calling of a standard reservoir simulator, exporting the obtained simulation results and performing calculations using to modify the obtained reservoir fluids saturation. Calculated saturations in a given step of the script iteration constitute the input data to the next step performed in the script. The proposed method was tested on a simplified one-dimensional simulation model, which assumed constant petrophysical parameters and stationary pressures. The results of the developed script are presented in the form of drawings showing various values of smearing of the zone of mixing of two reservoir fluids (water and crude oil). These results showed the effectiveness of the applied method of minimization of the numerical dispersion (through grid refinement and calculation of fluid mobility through multipoint upstream weighting in the direction of inflow) and the effects of using explicit parameters to control the physical dispersion.

PL

Artykuł ten dotyczy praktycznego rozwiązania problemu związanego z modelowaniem zjawiska dyspersji fizycznej zachodzącego podczas mieszania się płynów w ośrodkach porowatych. Jest to kontynuacja poprzednich prac autora, w których obliczenia wykonano przy użyciu zmodyfikowanego symulatora złożowego typu „open code” (BOAST). W ramach prac poprzednich opracowaną metodę sterowania zjawiskiem mieszania się płynów zaimplementowano bezpośrednio w kodzie symulatora, natomiast obecny artykuł dotyczy implementacji tej metody w środowisku skryptowym programu Petrel umożliwiającym bezpośredni dostęp do wyników symulacji wykonanych na standardowym symulatorze złożowym Eclipse firmy Schlumberger. Artykuł zawiera krótki opis zastosowanego środowiska skryptowego, krótki opis metody sterowania dyspersją numeryczną oraz opis budowy skonstruowanego skryptu. Zaproponowana w ramach artykułu metoda sterowania zjawiskiem dyspersji fizycznej polega na iteracyjnym wywoływaniu standardowego symulatora złożowego, eksporcie uzyskanych wyników symulacji i wykonaniu na nich obliczeń modyfikujących uzyskane nasycenia płynami złożowymi. Wyliczone nasycenia płynami w danym kroku iteracji skryptu stanowią dane wejściowe do następnego kroku wykonywanego w skrypcie. Zaproponowaną metodę przetestowano na uproszczonym jednowymiarowym modelu symulacyjnym, w którym założono stałe parametry petrofizyczne oraz ciśnienia stacjonarne. Wyniki zastosowania opracowanego skryptu pokazano w postaci rysunków przedstawiających różne wielkości rozmycia strefy mieszania się dwóch płynów złożowych (wody i ropy). Rezultaty te wykazały efektywność stosowanej metody minimalizacji dyspersji numerycznej (poprzez zagęszczenie siatki oraz obliczanie mobilności płynów poprzez wielopunktowe ważenie w kierunku napływu) oraz efekty zastosowania różnych wielkości parametrów sterujących dyspersją fizyczną.

Słowa kluczowe

EN

reservoir simulations; numerical dispersion; physical dispersion; mixing of fluids

PL

symulacje złożowe; dyspersja numeryczna; dyspersja fizyczna; mieszanie się płynów

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 10
• Strony: 732--738
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Gołąbek A.

• Oil and Gas Institute - National Research Instuitute ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Audigane R, Blunt M.J.: Dualmesh methodin upscaling. SPE 79681,2003.
• [2] Azin R. et al.: Investigation of Underground Gas Storage in a Partially Depleted Gas Reservoir. SPE 113588-MS, 2008.
• [3] Bijeljic B., Blunt M.J.: A Physically-Based Description of Dispersion in Porous Media. SPE-102869-MS, 2006.
• [4] Coats K.H., Whitson C.H., Thomas L.K.: Modeling Conformance as Dispersion. SPE 90390-MS, 2009, pp. 33-47.
• [5] Eclipse Black Oil and Compositional, v 2010.1 firmy GeoQuest Schlumberger.
• [6] Fanchi J.R.: Multidimensional Numerical Dispersion. Society of Petroleum Engineers 1983, vol. 23, no. 1, pp. 143-151.
• [7] Fanchi J.R., Harpole K.J., Bujnowski S.W.: BOAST: A three-dimensional, three-phase black oil applied simulation tool (Version 1.1) Volume 1: Technical Description and FORTRAN Code. Bartlesville Energy Technology Center 1982.
• [8] Gelhar L.W, Collins M.A.: General analysis of longitudinal dispersion in nonuniform flow. Water Resour. Res. 1971, vol. 7, no. 6,pp. 1511-1521.
• [9] Gołąbek A., Miłek K., Szott W.: Symulacyjne modelowanie procesu konwersji złoża na PMG i regularnej jego pracy, z udziałem CO2 jako gazu buforowego. Część I - Konstrukcja i weryfikacja modelu, symulacja procesu wytwarzania buforu magazynu. Nafta-Gaz 2011, no. 3. pp. 153-162.
• [10] Gołąbek A., Miłek K., Szott W.: Symulacyjne modelowanie procesu konwersji złoża na PMG i regularnej jego pracy, z udziałem CO2 jako gazu buforowego. Część II - Symulacyjne prognozy pracy magazynu. Nafta-Gaz 2011, no. 4, pp. 240-248.
• [11] Gołąbek A., Szott W.: Modyfikacje symulatora złożowego dla potrzeb modelowania zjawisk mieszania się gazów. Nafta-Gaz 2015, no. 3, pp. 177-184.
• [12] Gołąbek A., Szott W.: Numeryczne modelowania zjawiska dyspersji fizycznej - model rzeczywistej struktury. Nafta-Gaz 2017, no. 2, pp. 75-80, DOI: 10.18668/NG.2017.02.01.
• [13] Gołąbek A., Szott W.: Symulacyjne modelowanie procesu konwersji złoża PMG i regularnej jego pracy z udziałem CO2 jako gazu buforowego. Praca statutowa Instytutu Nafty i Gazu - PIB, 2010.
• [14] Gołąbek A., Szott W.: Trójwymiarowy symulator złożowy umożliwiający modelowanie mieszania się gazów. Praca statutowa Instytutu Nafty i Gazu - PIB, 2015.
• [15] Kreft A., Zuber A.: On the Physical Meaning of the Dispersion Eąuation and its Solutions for Different Initial and Bonduary Conditions. Chemical Engineering Ściance 1978, vol. 33, pp. 1471-1480.
• [16] Li D.: Comparative Simulation Study of water Flood. Technology Interface Journal 2010, vol. 10, no. 3, 7 p.
• [17] Miłek K., Szott W., Gołąbek A.: Symulacyjne badanie procesów wypierania metanu rozpuszczonego w wodach złożowych poprzez zatłaczanie gazów kwaśnych w ramach ich sekwestracji. Nafta-Gaz 2013, no. 2, pp. 112-122.
• [18] Peaceman D.W.: Fundamentals of numerical reservoir simulation. Elsevier Scientific Publishing Company 1977.
• [19] Perkins T.K., Johnston O.C.: A review of Diffusion and Dispersion in Porous Media. SPE Reprint Series, Miscible Displacement 1963, pp. 77-91.
• [20] Redlich O., Kwong J.N.S.: On the Thermodynamics of Solutions. V. An Equation ofstate. Fugacities of Gaseous Solutions. Chem. Rev. 1949, vol. 44, no. 1, pp. 223-244.
• [21] Reid, R.C., Prausnitz, J. M., Polling B.E.: The Properties of Gases andLiąuids. McGraw-Hill, New York, USA 1987.
• [22] Shrivastava V.K., Nghiem L.X., Okazawa T.: ModelingPhysical in Miscible Displacement - Part 1: Theary and the Proposed Numerical Scheme. Journal of Canadian Petroleum Technology 2005, vol. 44, no. 5, pp. 25-33.
• [23] Soave G.: Eąualibrium Constants from a modified Redlich-Kwong equation of state. Chemical Engineering Science 1972, vol. 27, pp. 1197-1203.
• [24] Szott W.: Zastosowanie symulacji komputerowych do modelowania pracy podziemnych magazynów gazu w Polsce. Nafta-Gaz 2010, nr 5, s. 339-344.
• [25] Szott W. i in.: Modelowanie symulacyjne PMG Wierzchowice dla określenia charakterystyk pracy magazynu i wspomagania jego zarządzaniem w sezonie 2012/2013. Krosno December 2012 and earlier dokumentations concerning reservoir simulations of Wierzchowice USG for years 2004-2011.
• [26] Szott W., Gołąbek A.: Symulacyjne modelowanie procesów mieszania się gazów w warunkach złożowych. Nafta-Gaz 2014, no. 3, pp. 151-161.
• [27] Tood M.R., 0'Dell P.M., Hirsaki G. J.: Methods for Increased Accuracy in Numerical Reserroir Simulators. SPE 3516, 1972.
• [28] Vitousek S., Fringer O.: Physical vs. numerical dispersion in nonhydrostatic ocean modeling. Ocean Modelling 40 (2011) 72-86.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).