Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wielowymiarowa analiza skalowania procesów wypierania mieszającego w ośrodku porowatym

Gołąbek Andrzej, Szott Wiesław

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 10

657--672

PL

W pracy podjęto próbę zastosowania teorii podobieństwa do modelowania badań laboratoryjnych wykonanych na tzw. długich rdzeniach wiertniczych. Wykorzystane w ramach pracy badania laboratoryjne obejmowały wypieranie ropy zatłaczanym dwutlenkiem węgla oraz siarkowodorem. Do analizy pod kątem zjawiska skalowania wykorzystano dziewięć eksperymentów – pięć wybranych badań dotyczyło wypierania ropy dwutlenkiem węgla, a pozostałe cztery wypierania ropy przy zastosowaniu siarkowodoru jako medium wypierającego. W pierwszym etapie realizacji pracy zbudowano modele symulacyjne wybranych eksperymentów w celu określenia parametrów mieszania się płynów, a w szczególności określenia współczynnika dyspersji fizycznej. Korzystając z uzyskanych wyników, sporządzono pełną listę parametrów opisujących zjawisko wypierania mieszającego zachodzące w eksperymentach. Wykonano analizę wymiarową i przy użyciu twierdzenia Buckinghama wygenerowano zestawy liczb podobieństwa opisujące to zjawisko. Wybrano jeden z wygenerowanych zestawów liczb podobieństwa właściwy dla ich porównania z jednowymiarowym modelem matematycznym opisującym zjawisko wypierania mieszającego wyrażonego w postaci równań o bezwymiarowych zmiennych niezależnych i bezwymiarowych współczynnikach. Zidentyfikowano współczynniki tych równań z wcześniej wygenerowanymi liczbami podobieństwa oraz określono pozostałe liczby podobieństwa niewystępujące w tych równaniach. Celem szczegółowej analizy wyników eksperymentów przeprowadzono ich parametryzację, wykorzystując wielomiany Padégo jako najprostsze efektywne modele interpolacyjne tych wyników. W konsekwencji analizowano zależność wyników eksperymentów w postaci powyższych parametrów od poszczególnych liczb podobieństwa. Potwierdzono dominującą zależność wyników eksperymentów wypierania mieszającego od liczb podobieństwa występujących jako bezwymiarowe współczynniki w równaniach opisujących modele jednowymiarowe tego procesu. Zbadano wpływ grawitacji na efektywne modelowanie procesu wypierania mieszającego jako zjawiska świadczącego o wielowymiarowości analizowanego procesu poprzez zastosowanie modeli trójwymiarowych oraz ich redukcję do postaci jednowymiarowej z użyciem efektywnej stałej dyspersji. Przedstawiono założenia i wyniki takiego modelowania. Wykorzystano je do wyznaczenia stałej dyspersji poprzecznej do kierunku procesu wypierania poprzez ich zastosowanie do analizy eksperymentów wypierania różniących się wydajnością zatłaczanego płynu.

EN

An attempt was made to use the theory of similarity to model laboratory tests performed on long drill cores. The tests included the displacement of crude oil with the injected carbon dioxide (five tests) and hydrogen sulphide (four tests). In the first stage of the work, simulation models of selected experiments were built to determine the fluid mixing parameters, and in particular to determine the physical dispersion coefficient. Using the obtained results, a complete list of parameters describing the phenomenon of mixing displacement occurring in the experiments was determined. A dimensional analysis was performed and sets of similarity numbers describing this phenomenon were generated using Buckingham's theorem. One of the generated sets of similarity numbers was selected, appropriate for their comparison with a one-dimensional mathematical model describing the phenomenon of mixing displacement expressed in the form of equations with dimensionless independent variables and dimensionless coefficients. The coefficients of these equations were identified as some of the previously generated similarity numbers, while the remaining similarity numbers do not enter these equations. In order to analyse the results of the experiments in detail, their parameterization was carried out using Padé polynomials as the simplest, effective interpolation models of these results. As a consequence, the dependence of the results of the experiments in the form of the above parameters on the individual numbers of similarity was analysed. The dominant dependence of the results of the mixing displacement experiments on the similarity numbers appearing as dimensionless coefficients in the equations describing the one-dimensional models of this process was confirmed. The influence of gravity on the effective modelling of the mixing displacement process as a phenomenon proving the multidimensionality of the analysed process by using three-dimensional models and their reduction to one-dimensional form with the use of effective constant dispersion was investigated. The assumptions and results of such modelling were presented. They were used to determine the dispersion coefficient in the direction transverse to the displacement process by their application to the analysis of displacement experiments for different injection rates.

2

Modelowanie struktur geologicznych i symulacje procesów złożowych - nowoczesne metody badawcze stosowane w INIG - PIB dla potrzeb górnictwa naftowego, górnictwa węglowego i podziemnego magazynowania energii

Szott Wiesław, Sowiżdżał Krzysztof, Budak Paweł

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2020

|

R. 23, Nr 9 (263)

10--15

PL

W artykule przedstawiono potrzebę, cele i korzyści stosowania symulacyjnych modeli struktur geologicznych zawierających surowce energetyczne oraz procesów zachodzących podczas eksploatacji tych surowców. Zagadnienia te są istotne w pracach badawczych służących górnictwu naftowemu, górnictwu węglowemu oraz innym sektorom przemysłu energetycznego. W artykule przedstawiono krótki rys historyczny rozwoju nowoczesnych metod modelowania i symulacji złożowych w pracach INiG - PIB, wykonywanych na potrzeby polskich i zagranicznych firm z ww. sektorów gospodarki. Opisano najważniejsze projekty badawcze i rozwojowe w tej dziedzinie zrealizowane w INiG - PIB. Zaprezentowano światowe kierunki rozwoju zagadnień modelowania i symulacji złożowych oraz plany poszerzenia możliwości INiG - PIB w tym zakresie.

EN

The paper presents the needs, aims and advantages of using reservoir modeling and simulations applied to underground geological structures confining energy resources and to phenomena of their exploitation. It includes historical description of the reservoir modeling development in the projects performed by INiG - PIB for Polish oil and gas industry. Main projects of this type are shortly presented. Directions of further development of the reservoir modeling and simulation are discussed and the next future plans of INiG - PIB in the field are revealed.

3

Analiza efektów zastosowania chemicznych metod trzecich wspomaganego wydobycia ropy na przykładzie złoża krajowego oparta na modelowaniu numerycznym

Szott Wiesław, Miłek Krzysztof

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 4

249--260

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy zastosowania chemicznej metody wspomaganego wydobycia ropy wykorzystującej zatłaczanie do złoża roztworu polimeru i środka powierzchniowo czynnego (SPCz). Analizę tę przeprowadzono przy użyciu numerycznego modelowania procesów wypierania ropy z ośrodków porowatych. W modelowaniu tym uwzględniono wszystkie istotne zjawiska występujące w trakcie przepływów powyższych płynów w ośrodku porowatym, w szczególności: adsorpcję polimeru i SPCz na powierzchni porów skały złożowej, wpływ koncentracji polimeru i szybkości ścinania na efektywną lepkość wodnego roztworu wypierającego ropę, wpływ adsorpcji polimeru na redukcję przepuszczalności dla płynów złożowych, redukcję porowatości dostępnej dla cząsteczek polimeru, modyfikację napięcia międzyfazowego w układzie roztwory wodne–ropa spowodowaną obecnością środków powierzchniowo czynnych w roztworach. W rezultacie mechanizm wypierania ropy zatłaczanym roztworem przyjmuje złożony charakter, tzn. oprócz standardowej składowej wypierania niemieszającego ujawnia składową wypierania mieszającego, zależną od szczegółowych własności systemu: płyn wypierany–płyn wypierający–skała złożowa. Ze względu na złożony charakter powyższych zjawisk zachodzi potrzeba określenia ilościowych zależności istotnych właściwości chemikaliów od ich rodzaju i koncentracji w płynie wypierającym, co jest realizowane poprzez modelowanie procesów wypierania ropy w uproszczonych systemach próbek (układów rdzeni) skały złożowej. W tym celu skonstruowano modele badań laboratoryjnych na układzie rdzeni wiertniczych, na których odtworzono przebieg badań. Pozwoliło to na określenie ilościowych charakterystyk mechanizmów wypierania i zweryfikowało poprawność zastosowanego podejścia. Scharakteryzowane w ten sposób mechanizmy wypierania ropy zaimplementowano w numerycznym modelu rzeczywistego złoża krajowego. Przedstawiono uzyskane na tym modelu wyniki symulacji sczerpania ropy naftowej przy wykorzystaniu powyższych metod wykazujące ich korzystny wpływ na stopień sczerpania zasobów ropy. Otrzymano ilościowe wyniki dla różnych parametrów operacyjnych procesu wypierania ropy badanymi roztworami pozwalające ocenić efektywność stosowania analizowanych metod wspomaganego wydobycia ropy.

EN

The paper presents an analysis of the chemical EOR method utilising waterflooding with the use of a polymer and a surfactant solution. The analyse was carried out using numerical modelling of oil displacement processes from porous media. This modelling took into account all the significant phenomena occurring during the flow of the above fluids in the porous medium. It included polymer and surfactant adsorption on the surface of the rock pores; the impact of polymer concentration and shear rate on the effective viscosity of the displacing fluid; the effect of polymer adsorption on the reduction of permeability for reservoir fluids; the reduction of the porosity available for polymer particles; the modification of the interfacial tension in the aqueous solutions – oil system caused by the presence of a surfactant. As a result, the oil displacement mechanism with the injected solution becomes complex, i.e., in addition to the standard non-miscible displacement component, it reveals a miscible component depending on the specific properties of the system: displaced fluid – displacing fluid – reservoir rock. Due to the complex nature of the above phenomena, there is a need to determine the quantitative relationships for the significant properties of chemicals on their type and concentration in the displacing fluid. These relationships are obtained from modelling oil displacement processes in simplified systems of reservoir rock samples. For this purpose, models of laboratory tests were constructed for a system of drilling cores, on which the results of displacement tests were reproduced. This allowed the quantitative characteristics of displacement mechanisms to be determined and the correctness of the used approach to be verified. The oil displacement mechanisms characterized in this way were implemented in the numerical model of a real oil reservoir. The results of simulations for crude oil depletion using the above methods have been obtained in this model, showing their beneficial effect on the degree of depletion of oil resources. The dependents of production results on various operational parameters were obtained allowing to assess the effectiveness of the analysed methods for enhanced oil recovery.

4

Określanie niepewności wyników dynamicznych symulacji złożowych na przykładzie niekonwencjonalnego złoża gazu ziemnego

Szott Wiesław, Miłek Krzysztof

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 3

150--157

PL

W pracy przedstawiono kompletną procedurę określania niepewności wyników dynamicznych symulacji złożowych spowodowanej brakiem lub ograniczoną informacją o dokładnych danych wejściowych (parametrów) modelu złożowego użytego do symulacji. W szczególności opisano metodę zbioru (ansamblu) równorzędnych wariantów modelu odpowiadających zmiennym wartościom jego parametrów o znanych zakresach tych zmienności oraz prawdopodobieństwach ich rozkładów. Zaprezentowana procedura obejmuje: (i) wybór funkcji celu (wyników symulacji), której niepewność będzie określana; (ii) wybór pełnej listy parametrów modelu (danych wejściowych) o wartościach nieokreślonych lub obarczonych błędami (będących źródłem niepewności wyników symulacji złożowych); (iii) analizę czułości funkcji celu ze względu na niepewność danych wejściowych; (iv) określenie danych wejściowych mających największy wpływ na oszacowanie funkcji celu; (v) próbkowanie przestrzeni danych wejściowych dla zdefiniowania ansamblu modeli symulacyjnych; (vi) wielokrotne symulacje dla znalezienia funkcji celu na ansamblu modeli; (vii) statystyczną analizę uzyskanych wyników. W powyższej procedurze zastosowano statystyczną metodę losowania typu Monte Carlo, a w szczególności metodę próbkowania Latin hypercube sampling. Rezultaty analizy niepewności wyników symulacji są nieodzowne dla ewentualnego wykorzystania modelu złoża do zaawansowanych zastosowań, takich jak optymalizacja procesu sczerpania zasobów złoża ze względu na dobór warunków eksploatacyjnych. Analiza niepewności jest szczególnie ważna w przypadku złóż niekonwencjonalnych, dla których wiele charakterystyk opisujących ich właściwości jest trudnych lub wręcz niemożliwych do uzyskania. Opisaną procedurę zastosowano do realnego przykładu takiego złoża. W jej rezultacie uzyskano niepewność (rozrzut) wyników symulacji uniemożliwiającą wykorzystanie modelu złoża w wymienionej powyżej procedurze optymalizacji. Jednocześnie zastosowana procedura analizy niepewności wskazuje na te parametry modelu, które wymagają uściślenia lub uzupełnienia po to, aby skonstruowany model złożowy nabrał cech niezbędnych do jego pełnego wykorzystania.

EN

The paper presents a complete procedure for determining the uncertainty of the results of dynamic reservoir simulations caused by lack of or limited information about the exact input data (parameters) of the reservoir model used for simulations. In particular, the method of the collection (ensemble) of the equivalent model variants corresponding to the varying values of its parameters with the known ranges of these variations and the probabilities of their distributions are described. The procedure includes: (i) selection of the target function (simulation results) whose uncertainty will be analyzed; (ii) selection of the complete list of model parameters (input data) of uncertain or undefined values; (iii) sensitivity analysis for the target function with respect to the uncertain input data; (iv) determination of the input data that affects the target function to the highest degree; (v) sampling of the input data space to define effective ensemble of the model variants; (vi) multiple simulations of the model ensemble for the target function evaluation; (vii) statistical analysis of the simulation results. The procedure employs the Monte Carlo statistical method to generate the model ensemble and, in particular, Latin Hypercube Sampling. The uncertainty analysis of simulation results is indispensable for the possible application of the reservoir model to more advanced projects such as reservoir production optimization with respect to exploitation system characterization. The uncertainty analysis is especially significant for unconventional reservoir modelling where many model parameters are difficult or even impossible to be determined. The proposed procedure was applied to a realistic example of such a reservoir. The high uncertainty of the basic simulation results, as shown in the paper, makes it impossible to effectively use the model in an optimization procedure. On the other hand, it is worth noting that the proposed procedure indicates, which model parameters are required to be more precisely determined, in order for the it to be accurate enough for reliable applications.

5

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.

6

The use of computer simulations to assess the effectiveness of the revitalization of mature oil fields using the selected reservoir as an example

Podsobiński D., Stopa J., Wojnarowski P.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2017

|

Vol. 34, no. 1

67--80

EN

The decrease in new oil field discoveries over the years makes it necessary to return to the abandoned partially depleted oil fields. Due to remaining significant amount of geological resources, mature oil field can be important in the overall balance. The production rate can be increased using various recovery methods. This paper presents a method of revitalizing mature oil fields used in Poland and wide world as well as screening criteria were presented. This article indicate the role of computer simulation as a tool in planning process of revitalization works in case of mature oil fields exploration and management. A recovery methods would be proposed, using computer simulation for the selected reservoir in south – eastern Poland as an example. The effectiveness of the recovery method would be determined through forecast of future production. An preliminary economic analysis would be performed to determine the feasibility of the seletected method taking into account the initial investment costs and different oil prices.

7

Metodyka wyznaczenia korelacji wybranych wielkości eksploatacyjnych z parametrami złożowymi dla odwiertów udostepniających formacje łupkowe

Szott W., Miłek K.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 10

805--813

PL

W pracy przedstawiono metodykę wyznaczania korelacji wybranych wielkości eksploatacyjnych z parametrami złożowymi dla odwiertów udostępniających formacje łupkowe. Opiera się ona na statystycznej analizie dużego zbioru wariantów symulacyjnych, traktowanego jako schemat eksperymentów numerycznych, zgodnej z koncepcją tzw. experimental design. Uzyskane korelacje mogą być wykorzystane do znalezienia efektywnego rozwiązania problemu odwrotnego w procesie kalibracji złożowych modeli formacji łupkowych.

EN

The paper presents a method to determine effective correlations between production data and formation parameters of shale gas formations produced by horizontal, stimulated wells. The method is based upon the statistical analysis of a large collection of simulation models treated as a scheme of numerical experiments and using the so-called experimental design approach. The resultant correlations may be used to effectively solve the inverse problem of formation model calibration.

8

Modelowanie i symulacje złożowe : nowoczesne metody badawcze stosowane w INIG-PIB dla potrzeb górnictwa naftowego

Szott W., Sowiżdżał K.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2015

|

R. 18, Nr 6 (206)

14--17

PL

W artykule przedstawiono potrzebę, cele i korzyści stosowania symulacyjnych modeli złożowych w pracach badawczych służących górnictwu naftowemu. Przedstawiono krótki rys historyczny rozwoju nowoczesnych metod modelowania i symulacji złożowych w pracach INiG-PIB wykonywanych na potrzeby polskich i zagranicznych firm z branży górnictwa naftowego. Opisano najważniejsze projekty badawcze i rozwojowe w tej dziedzinie zrealizowane w INiG-PIB. Zaprezentowano światowe kierunki rozwoju zagadnień modelowania i symulacji złożowych oraz plany poszerzenia możliwości INiG-PIB w tym zakresie.

EN

The paper presents the needs, aims and advantages of using reservoir modeling and simulations to solve problems of oil and gas exploration and production. It includes historical description of the reservoir modeling development in the projects performed by OGI-NRI for Polish oil and gas industry. Main projects of this type are shortly presented. Directions of further development of the reservoir modeling and simulation are discussed and the next future plans of OGI-NRI in the field are revealed.

9

Symulacje złożowe - ich rola i znaczenie w nowoczesnym, zintegrowanym zarządzaniu złożami naftowymi

Szott W.

Nafta-Gaz

|

2005

|

R. 61, nr 5

196-202

PL

W pracy przedstawiono znaczenie i rolę symulacji złożowych w procesie zarządzania złożami naftowymi. Scharakteryzowano pozycję symulacji złożowych jako centralnego elementu w systemie opisu złoża oraz głównego źródła informacji wykorzystywanych w ilościowej ocenie prognoz jego eksploatacji. Opisano drogę i aktualny stan rozwoju symulacji złożowych implikujące rosnący udział tych narzędzi w analizie funkcjonowania złóż naftowych. W szczególności podkreślono dominującą rolę symulacji złożowych w nowoczesnym, zintegrowanym zarządzaniu złożami, gdzie pełnią one funkcję stymulującą i intensyfikującą ścisłą współpracę pomiędzy zespołami ludzi o wszystkich specjalnościach wykorzystywanych w tej dziedzinie. Z uwagi na przewidywane utrzymanie się czynników szybkiego rozwoju narzędzi symulacyjnych w przyszłości, przypisano symulacjom złożowym rosnący udział w efektywnym zarządzaniu złożami naftowymi.

EN

The paper discusses the role and significance of reservoir simulations in reservoir management processes. The central position of reservoir simulations in the whole reservoir characterisation system is presented. Their importance as the most valuable source of quantitative performance reservoir forecasts is emphasized. Historical advances and current status of the reservoir simulations are shortly discussed. Their tremendous, successful development is totally responsible for their increasing significance in modern, integrated reservoir management. As a very effective tool reservoir simulations stimulate and enhance the very specific approach of integrated management - synergism of team efforts. As the factors responsible for their fast grow and development are assumed to persist, reservoir simulations should be of even greater significance in the optimal reservoir management of the future.