Komputerowe modelowanie otworów o skomplikowanej geometrii (multilateralnych)

• Autorzy: Stopa J.
• Konferencja: Międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna Geopetrol 2006 nt. Problemy techniczne i technologiczne pozyskiwania węglowodorów a zrównoważony rozwój gospodarki : Zakopane, 18-21.09.2006
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Od początku lat 90. XX w. obserwuje się rosnące zainteresowanie otworami multilateralnymi. Obecnie systemy multilateralne są stosowane na całym świecie, zarówno dla nowych otworów, jak i w przypadku rekonstrukcji już istniejących. Rozwój technologii wiertniczych pozwolił na zwiększenie ich wydajności poprzez możliwość odwiercania z głównego otworu kilka otworów bocznych. Te dodatkowe odgałęzienia mogą być otworami pionowymi, poziomymi, nachylonymi lub kombinacją tych trzech. Głównym celem zastosowania tej technologii jest dążenie do zwiększenia wydobycia ropy naftowej lub gazu ziemnego. Pozwala ona na szersze udostępnienie złoża, zaczerpywanie z cienkich warstw złożowych czy warstw szczelinowatych wykorzystując do tego istniejące już otwory bez konieczności wiercenia otworów dodatkowych. Ze względu na wysoki koszt instalacji takich otworów niezbędnym elementem ich projektowania jest prognozowanie wydajności i optymalizacja geometrii oraz sposobu udostępnienia złoża, co jest możliwe metodami modelowania matematycznego i symulacji komputerowej. W literaturze występują dwa rodzaje modeli symulacyjnych otworów multilateralnych: modele trójwymiarowe, numeryczne, uwzględniające rzeczywistą geometrię i niejednorodność złoża oraz uproszczone modele analityczne. Ze względu na znaczny stopień skomplikowania problemu te ostatnie służą do wstępnych obliczeń przeprowadzanych w celu ustalenia przybliżonej geometrii otworu i jego wydajności. W modelu numerycznym, otwór multilateralny jest reprezentowany przez zbiór segmentów połączonych wzajemnie zgodnie z topologią modelowanego otworu. Dla każdego segmentu definiuje się jego położenie w siatce symulacyjnej oraz połączenia z innymi segmentami. Wyróżniony jest segment główny, zwany pniem (stem), od którego odchodzą odgałęzienia (branch). Gałęzie mogą być połączone w wyróżnionych węzłach (zwanych połączeniami (junction), nie mogą jednak tworzyć pętli. Zarówno pień jak i gałęzie mogą składać się z wielu segmentów, które z kolei mogę być połączone z oczkiem siatki symulacyjnej, przez które przechodzą (model perforacji) albo od niego odizolowane (brak perforacji). Każdy z segmentów zawiera wyróżniony punkt, zwany węzłem (node). W trakcie symulacji obliczane są różnice ciśnień między sąsiednimi węzłami, a także między węzłami i oczkami siatki różnicowej, reprezentującymi dynamiczne ciśnienie złożowe. W ten sposób układ węzłów należących do jednej gałęzi tworzy jedno wymiarową siatkę różnicową, co umożliwia obliczanie spadków ciśnień w gałęziach i w całym otworze z uwzględnieniem zarówno strat ciśnienia w segmentach jak i aktualnego ciśnienia złożowego. W ten sam sposób można optymalizować otwory poziome jako specjalny, prosty przypadek. Modele numeryczne stref przyotworowych zawierających otwory multilateralne należy zaimplementować do modelu symulacyjnego całego złoża. Umożliwia to prognozowanie wydajności oraz optymalizację geometrii, ilości i lokalizacji otworów na złożu oraz rozmieszczenia perforacji. Konstrukcja takiego modelu jest możliwa jako specjalna opcja w systemie ECLIPSE.

Słowa kluczowe

PL

otwory multilateralne; modelowanie

EN

modelling; multiple-lateral wells

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Instytutu Nafty i Gazu
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 137
• Strony: 1107--1113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., wykr.

Twórcy

autor

Stopa J.

• AGH, Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Bibliografia

• [1] Brand C., Economides M.J., Frick T.P., Retnanto A. - Optimal Configuration of Multiple-Lateral Horizontal Wells. SPE 35712, 1996
• [2] Economides M.J., Retnanto A. - Performance of Multiple Horizontal Well Laterals in Low-to Medium Permebility. SPERE 1996
• [3] Hagoort J. - Fundamentals of gas Reservoir Engineering. Elsevier, 1988
• [4] Salas J.R., Clifford P.J., Jenkins D.P. - Brief: Multilateral Well Performance Prediction. JPT 1996
• [5] Schlumberger GeoQuest, 2005. Eclipse Reference Manual-Multi-Segment Wells. 2005A_1 Release
• [6] Wolfsteiner C., Durlofsky L.J., Aziz K. - Approximate model for productivity of nonconventional wells in heterogeneous reservoirs. SPEJ, 218-226, June 2000
• [7] Yildiz T. - Multilateral Horizontal Well productivity. SPE Paper 94223, 2005