Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation modeling of physical dispersion phenomenon observed in experimental data

Gołąbek Andrzej

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 2

94--100

EN

Artykuł dotyczy praktycznego rozwiązania problemu związanego z modelowaniem zjawiska dyspersji fizycznej. Jest to kontynuacja poprzednich publikacji autora, w których obliczenia zostały wykonane zarówno na bardzo uproszczonych modelach symulacyjnych, jak i na modelu rzeczywistej struktury. W ramach tego artykułu podjęto próbę modelowania przebiegu badań laboratoryjnych przy wykorzystaniu opracowanej wcześniej metody sterowania zjawiskiem dyspersji fizycznej. Wybrane do modelowania badania laboratoryjne zostały przeprowadzone przez Zakład Badania Złóż Ropy i Gazu, zlokalizowany w krośnieńskim oddziale Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego. Badania te zostały wykonane na tzw. długich rdzeniach i dotyczyły wypierania ropy naftowej wodą. Proponowana w ramach artykułu metoda modelowania przebiegu tego typu badań polega na zastosowaniu hybrydowej metody minimalizacji dyspersji numerycznej oraz rozszerzeniu standardowych równań nasyceń o dodatkowy człon dyspersji fizycznej. Artykuł zawiera krótki opis proponowanej metody sterowania wielkością strefy mieszania się płynów wraz z wynikami jej zastosowania. Artykuł ten jest kontynuacją wcześniejszych prac autora, dlatego zamieszczono w nim tylko najistotniejsze wzory matematyczne. Dla celów porównawczych w artykule przedstawiono również wyniki modelowania wybranego badania laboratoryjnego z wykorzystaniem dyspersji numerycznej. Modelowanie to polegało na modyfikacji rozmiarów siatki bloków, w wyniku czego uzyskano różnej wielkości strefy mieszania się płynu wypierającego z płynem wypieranym. Przedstawione w artykule, w postaci rysunków i wykresów, wyniki wykonanych symulacji wykazały efektywność stosowanej metody ograniczenia dyspersji numerycznej (zarówno dla obliczeń mobilności z ważeniem wielopunktowym w kierunku napływu, jak i podwójnej siatki dyskretyzacji) oraz efekty zastosowania różnych wielkości parametrów dyspersji fizycznej. W ramach artykułu (w postaci wyników sumarycznego odbioru płynów) przedstawiono również wyniki dopasowania zbudowanych modeli symulacyjnych do rezultatów uzyskanych w laboratorium.

2

Nowa metoda modelowanie zjawiska mieszania się gazów z wykorzystaniem standardowego symulatora złożowego

Gołąbek Andrzej

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 3

158--166

PL

Artykuł dotyczy zagadnień numerycznego modelowania zjawiska dyspersji fizycznej występującej podczas mieszania się dwóch gazów. Ponieważ w standardowych, komercyjnych symulatorach złożowych nie udostępniono opcji pozwalających na poprawne modelowanie zjawiska mieszania się płynów, to w ramach niniejszej pracy podjęto próbę zbudowania narzędzia programistycznego uwzględniającego to zjawisko. Narzędzie to wykorzystuje możliwości programu Petrel sterującego działaniem symulatora Eclipse. W efekcie uzyskano praktyczną metodę sterowania zjawiskiem dyspersji fizycznej. Występująca w strukturach węglowodorowych dyspersja fizyczna jest procesem rozmycia profilu stężenia płynu wywołanego niejednorodnością pola prędkości konwekcyjnej powstałą na skutek złożonego przepływu przez ośrodek porowaty. Modelowanie tego zjawiska wymagało zaimplementowania w strukturze programu Petrel specjalnego schematu obliczeniowego (tzw. Workflow) w formie kodu wewnętrznego (skryptu) wynikającego z metody opracowanej w ramach poprzednich prac autora. Metoda ta polega na minimalizacji dyspersji numerycznej oraz rozszerzeniu równań o człon dyspersji fizycznej. Zastosowana w schemacie obliczeniowym minimalizacja dyspersji numerycznej to hybrydowa metoda łącząca w sobie ograniczenie rozmycia frontu mieszania się gazów poprzez zagęszczenie siatki modelu oraz ograniczenie strefy mieszania się gazów wynikające z zastosowania wielopunktowego ważenia podczas obliczeń mobilności tych gazów. Natomiast uwzględnienie dyspersji fizycznej w tym schemacie polegało na dodaniu do niego jej parametrów (zależnych od kierunku oraz prędkości przepływu), które poprzez rozszerzenie o człon dyspersyjny równania przepływu płynów między blokami wpływają na uzyskane nasycenia w blokach modelu. W ramach pracy wykonano kilka modeli symulacyjnych syntetycznego złoża, różniących się od siebie rozdzielczością siatki bloków oraz rozkładami parametrów petrofizycznych. W pracy rozpatrzono modele dwufazowe, w których występują dwie fazy gazowe (gaz zatłaczany i gaz rodzimy) o nieco różnych parametrach. W modelach tych założono pewne uproszczania (zerowe ciśnienia kapilarne oraz stacjonarny przepływ płynów), co pozwoliło na wytestowanie opracowanego schematu bez niepotrzebnego komplikowania obliczeń. W artykule zamieszczono opis działania i schemat blokowy opracowanego schematu oraz przedstawiono wyniki jego działania na rysunkach. Ponadto w artykule umieszczono wybrane wzory matematyczne dotyczące zastosowanej metody.

EN

The paper deals with issues of numerical modeling of physical dispersion occurring during the mixing of two gases. Because standard commercial reservoir simulators do not provide options to model the phenomenon of mixing fluids, this paper presents an attempt to build a tool enabling the control of physical dispersion responsible for fluid mixing under reservoir conditions. The tool takes advantage of the capabilities of the Petrel program that controls the operations of the Eclipse simulator. The physical dispersion occurring in hydrocarbon structures is the process of blurring the fluid concentration profile caused by the inhomogeneity of the convective velocity field resulting from the complex flow through the porous medium. Modeling of this phenomenon requires the implementation of a method developed in the author's previous work into the Petrel workflow using its specific script coding. This method consists in minimizing numerical dispersion and extending the equations with the element of physical dispersion. The minimization of numerical dispersion used in the script is a hybrid method combining limiting the blur of the gas mixing front through the refinement of the model grid and limiting the gas mixing zone resulting from the use of multi-point weighing during gas mobility calculations. On the other hand, the inclusion of physical dispersion in the script consisted in adding its parameters (depending on the direction and velocity of the flow) which by extending the dispersion of the fluid flow equation between blocks, affect the obtained saturation in the blocks of the model. As part of the work, several simulation models of a synthetic reservoir were made, differing in the refinement of the grid of blocks and the distribution of petrophysical parameters. This article considers two-phase models in which there are two gas phases (injection gas and original gas) with slightly different parameters. These models assumed some simplifications (zero capillary pressure and stationary flow of fluids), which allowed to test the developed script without unnecessarily complicating the calculations. The paper includes a description of the operation and block diagram of the developed script and presents the results of its operation in the drawings. In addition, the article presents selected mathematical formulas concerning the applied method.

3

Modeling of physical dispersion using script environment in Petrel

Gołąbek A.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 10

732--738

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.