Программный комплекс TimeZYX

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Политехнический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования

Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Амосова» в г. Мирном

Горный факультет

Кафедра горного и нефтегазового дела

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Компьютерные технологии в добыче газа»

На тему:

Программный комплекс TimeZYX

Выполнила: Степанова А.С.

студентка гр. ДГ11-5

Проверил: Томский И.С.

к.х.н., доц. каф. ГиНД

Мирный 2015 г.

Содержание

Введение

1. Геология

2. Ремасштабирование

3. Симулятор МКТ

4. Оптимизация и анализ

Заключение

Использованная литература

Введение

Программный комплекс (ПК) TimeZYX - единственный российский полномасштабный сертифицированный программный комплекс с уникальными возможностями для создания и оптимизации постоянно действующих геолого-технологических моделей (ПДГТМ) месторождений нефти и газа.

Программный комплекс позволяет проводить полный перечень проектных работ, начиная с анализа и загрузки геологических и геофизических данных и заканчивая созданием отчетных проектных документов по оптимизации разработки месторождения и эффективности предлагаемых ГТМ.

В состав ПК TimeZYX входят следующие основные блоки:

·Геология - блок геологического моделирования, предназначенный для создания и редактирования 2D и 3D геологической модели, первичного анализа, построения карт и подсчета запасов в соответствии с регламентными требованиями. Блок обладает новейшими программами индикаторного и объектного стохастического моделирования, в частности сложно-структурированных и трещиноватых структур.

·Ремасштабирование - программный модуль, используемый при переходе от геологической к гидродинамической модели, предназначенный для корректного уменьшения размерности геологической модели, обеспечивающий минимальное искажение геометрии проницаемых геологических тел, их связности и фильтрационно-емкостных свойств.

·Гидродинамика - блок гидродинамического моделирования, предназначенный для создания, редактирования и адаптации гидродинамических моделей, проведения расчетов прогнозных вариантов, визуализации результатов расчета.

·Оптимизация и анализ - блок мониторинга и анализа, предназначенный для анализа результатов гидродинамических расчетов, экспертизы используемой ПДГТМ и оценки ее пригодности для прогноза технологических показателей разработки, расчета экономических показателей и эффективности использования месторождения, а также составления таблиц и отчетов.

Существенным отличием ПК TimeZYX от существующих аналогов является заложенная в основу комплекса Открытая платформа TimeZYX, позволяющая объединить различные модули за счет использования единой базы данных, универсальных инструментов ввода/вывода и визуализации.

Основная цель создания Открытой платформы TimeZYX - обеспечение возможности использования широкого круга функциональных инструментов в единой программной среде при построении, актуализации и использовании ПДГТМ для моделирования технологических мероприятий с целью оптимизации разработки месторождений углеводородов. Любые интерфейсы и функции сторонних производителей могут быть добавлены в единую среду, с сохранением всех интеллектуальных прав авторов разработок. В ядро открытой платформы включены сервисы, которые используют плагины - независимо компилируемые программные модули, динамически подключаемые к основной программе и предназначенные для расширения и/или использования её возможностей. Модель данных не является частью ядра и может быть дополнена или изменена на любом этапе моделирования.

1. Геология

Блок «Геология» TimeZYX позволяет построить полноценную геологическую модель месторождения и подготовить ее для гидродинамических расчетов. Единая среда программного комплекса дает возможность оперативно корректировать геологическую модель при поступлении новых данных [1]. При разработке блока было обращено особое внимание на использование современных математических алгоритмов и конструирование интерфейса, удобного для пользователя.

В блоке геологии имеется возможность работы с гигантскими геологическими моделями до 1 млрд. ячеек.

Возможности блока «Геология»:

·Загрузка данных;

·Скважинная корреляция;

·Моделирование разломов;

·Структурное моделирование;

·Детерминированное и стохастическое моделирование распределений промысловых, литофациальных и петрофизических свойств пласта;

·Локальное обновление модели;

·Построение карт и первичный анализ геологической модели;

·Подсчет запасов объемным методом и методом удельных запасов.

Загрузка данных

В качестве входных данных блок «Геология» использует широкий набор данных, представленный в самых разнообразных форматах:

·Скважины: Irap RMS well, dev, las, welltrack, таблицы устьев, инклинометрии, стратиграфии, попропластковой интерпретации, результаты опробования, перфорации;

·Разломы: Petrel Fault Model, Seisworks, Charisma Fault Sticks;

·Точки: Irap Classic points, Petrel points;

·Полигоны: Irap Classic, СPS-3, Zmap, lines, bln;

·Поверхности: Irap Classic, Surfer, CPS-3, Zmap, Earth Vision grids;

·Сетки и кубы: GRDECL, EGRID, GRID, INIT, UNRST, ROFF, VIP.

Создание трехмерной сетки

В программном комплексе реализованы все необходимые алгоритмы для построения геометрической сетки, позволяющие предельно минимизировать невязку с исходными данными: модель разломов, структурные поверхности, отбивки пластов [2].

В блоке «Геология» реализованы всевозможные типы напластования:

-Равномерное напластование;

-Параллельное кровле;

-Параллельное подошве;

-Параллельное опорному горизонту.

Моделирование трещиноватости

Для моделирования трещиноватости, в блоке «Геология» используются два подхода:

. Стандартное объектное моделирование дискретной системы трещин.

. Геомеханическое моделирование трещиноватости.

Трещиноватость используется в гидродинамических расчетах в рамках модели двойной пористости и двойной проницаемости. Однако, данная модель справедлива только для систем, находящихся на пороге протекания (перколяции). Стандартный подход обеспечивает корректное моделирование при большом числе трещин.

Картопостроение

Реализован гибкий и многофункциональный инструмент построения карт (структурные карты, карты нефтенасыщенных толщин, подвижных запасов и т.д.) с возможностью оперативного изменения параметров отображения (изолинии, скважины, заливки, контуры, линейки, штампы) в процессе их подготовки.

Некоторые из возможностей модуля картопостроения:

-Построение карт как в растровом, так и в векторном формате, с возможностью редактирования в одном из векторных редакторов (Adobe Illustrator, Corel Draw).

-Экспорт/Импорт всей информации в распространенных международных форматах.

-Возможность создания и печати больших (составных) карт.

-Построение по одной кнопке полного набора необходимых карт.

-Удобные настройки для фрагментации карты по страницам при выводе на печать.

-Возможность создания и настройки подписей и значков для скважин, масштабной линейки, штампа, условных обозначений, линий сетки, масштаба и др.

-Редактирование и сглаживание изолиний, изменение опций заливки (в том числе возможность заливки по категориям запасов).

Статистические данные и подсчет запасов

Основные опции визуализатора статистических данных:

-Анализ распределения непрерывных и дискретных параметров с использованием гистограмм, таблиц, кросс-плотов.

-Подсчет статистики толщин пропластков коллектора.

-Вычисление коэффициента песчанистости и коэффициента расчлененности.

-Построение геолого-статистических разрезов (распределение параметра в наборе скважин).

Возможен подсчет запасов по категориям, лицензионным участкам, в природоохранной зоне и т.д. Все данные отображаются в табличном виде и могут быть выгружены в Excel [1].

2. Ремасштабирование

Особенности:

-Возможность работы с большими моделями;

-Автоматический выбор методов и весов для сохранения объёмов V, Vколл, Vпор и запасов;

-Тензорное осреднение для наиболее точного учёта неоднородности;

-Максимальное сохранение расчлененности;

-Модификация ОФП.

Модуль «Ремасштабирование» позволяет произвести необходимое преобразование сетки и кубов геологической модели, сохраняя при этом литологическую структуру пласта [2].

Подбор параметров и алгоритмов осреднения осуществляется автоматически, однако пользователь может изменить их при необходимости.

Специальные опции ремасштабирования

Для корректного осреднения параметров в модуле «Ремасштабирование» реализованы опция тензорного осреднения и опция сохранения литологической структуры пласта.

Тензорное осреднение

В основе опции тензорного осреднения лежат алгоритмы, позволяющие находить эффективный тензор проницаемости для существенно неоднородных ячеек произвольной геометрии. Опция позволяет переходить к гидродинамическому моделированию на грубой сетке без существенной потери точности.

Построение псевдо-фазовых проницаемостей

Реализованы методы осреднения относительной фазовой проницаемости (ОФП) и построение псевдо ОФП, в том числе методы построения тензоров ОФП, которые затем могут быть переданы в гидродинамический симулятор МКТ.

программный модель геологический месторождение нефть

3. Симулятор МКТ

Гидродинамический симулятор МКТ - проблемно ориентированный симулятор для моделирования процессов фильтрации в гигантских месторождениях сложной структуры и создания постоянно действующих геолого-технологических моделей. Главная особенность симулятора - это возможность, на основе наборов модулей для решения специальных задач, создавать конфигурацию программы, позволяющую эффективно решать задачи повышенной сложности, недоступные другим программам.

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

Одна из особенностей симулятора МКТ - это наличие многомасштабных многосеточных алгоритмов, корректно отражающих реальную структуру среды. Эти алгоритмы позволяют реализовать переход от расчета на гидродинамической сетке в отдельных ячейках к расчету на подробной сетке (down-scaling), в остальной области для сокращения времени счета используются эффективные относительные и абсолютные проницаемости.

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

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.

Поддерживаются аквиферы модели Картера-Трэйси, Фетковича, аквифер с постоянным притоком [1].

Для учета нелинейного закона фильтрации в МКТ включена модель критического градиента для расчета месторождений высоковязких нефтей и закон Форхгеймера для моделирования высокоскоростного течения газа вблизи скважин.

Использование форматов файлов симулятора МКТ позволяет значительно сократить объем данных и увеличить скорость загрузки модели [2]. Поддерживаются форматы наиболее распространенных симуляторов, таких как Eclipse (Schlumberger) и Tempest MORE (Roxar), что гарантирует безболезненный переход с одного симулятора на другой.

Моделирование трещин

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 схлопывания и раскрытия трещин.

-Удобное и наглядное представление трещин в 2D и 3D визуализаторах в оболочке МКТ-Офис.

4. Оптимизация и анализ

Автоматизированная оптимизация параметров БГС

Оптимизация разработки месторождений сопряжена с необходимостью проведения утомительных многовариантных расчетов. В Программном обеспечении «TimeZYX» многие рутинные операции по поиску оптимального положения БГС автоматизированы.

Варьируемые параметры БГС:

-Длина горизонтального участка;

-Азимутальный угол;

-Зенитный угол;

-Расстояние от кровли;

-Отход от основного ствола.

После окончания расчета автоматически создается отчет, являющийся обоснованием выбора наиболее эффективного варианта расположения БГС.

Автоадаптация

Перспективы развития моделирования связаны не только с усложнением математических моделей фильтрации, но и с эффективным сочетанием упрощения управлением расчетов и автоматизацией процессов создания моделей и принятия решений на их основе. Развитие программного обеспечения «TimeZYX» вплотную подошло к автоматизации процессов адаптации геолого-гидродинамических моделей, оценки их качества и оптимизации разработки месторождений [1].

Опция автоадаптации представляет собой комплексный инструмент, автоматизирующий наиболее распространенный сценарий адаптации гидродинамических моделей:

-Предварительный анализ и настройка гидродинамической модели на основе материального баланса. Оценка свойств аквифера и параметров сжимаемости.

-Настройка гидродинамической модели по добыче жидкости, забойному и пластовому давлениям с применением данных ПГИ, ГДИ, путем модификации и корректировки кубов проницаемостей.

-Настройка гидродинамической модели по фазовому составу путем регионализации и модификации относительных фазовых проницаемостей (ОФП), корректировки концевых точек ОФП по результатам анализа входной обводненности скважин.

На заключительном этапе проводится донастройка модели с модификацией множителей сообщаемости скважина-пласт.

Секторное моделирование

Секторное моделирование заключается в выделении отдельных частей модели, нуждающихся в адаптации и новых прогнозных расчетах, и проведении для них этих расчетов с использованием граничных условий взятых из общей модели [2].

Основные этапы секторного моделирования:

-Определение сектора;

-Расчет общей модели, запись граничных условий, выгрузка локальной области в отдельную модель;

-Расчет локальной модели, модификация внутри модели;

-Адаптация модели, расчет вариантов ГТМ;

-Встраивание локальной модели в общую.

Интерактивное управление расчетами

Интерактивное управление расчетом позволяет оперативно приостановить процесс расчета, изменить входные параметры (добавить скважины, изменить режимы, перфорации) и продолжить расчет.

Достигается это благодаря следующим механизмам:

-Опции управления - остановка, откат назад на заданный интервал времени и запуск с рестарта;

-Отслеживание расчета в режиме реального времени с представлением результатов в виде набора графиков, карт плотности запасов, динамических массивов;

-Корректировка управляющих воздействий (создание, отключение скважин, изменение режимов).

В интерактивном режиме возможно проектирование БГС. Для этого достаточно приостановить выполняющийся расчет, выбрать скважину, указать мышкой желаемое направление БГС и его длину, после чего программа в автоматическом режиме разместить БГС в разрезе пласта так, чтобы плотность текущих запасов вдоль него была максимальна. Затем, пользователь может скорректировать положение БГС, задать режим его эксплуатации и возобновить расчет [1].

Локальное обновление модели

В случаях, когда появляется информация по новым скважинам, или по результатам сейсморазведки, опция «Локальное обновление модели» позволяет перестроить лишь некоторую область, без полного перестроения модели. При этом возможно локально перестраивать как сетку, так и свойства (кубы пористости, литологии).

Заключение

Интеграция используемых программных продуктов разных производителей в единой технологической цепочке повышает эффективность работы над комплексными проектами разработки месторождений, вместе с тем снижается зависимость недропользователя от продуктов одного производителя программного обеспечения - компания может выбирать лучший по ее мнению продукт для каждого этапа работ. Модульная структура Открытой платформы позволяет создать автоматизированное рабочее место (АРМ) для каждого специалиста, в котором будет использоваться только необходимый набор программных модулей.

В состав платформы TimeZYX входит широкий набор инструментов для работы с данными: форматтеры для загрузки данных, в т.ч. универсальный загрузчик таблиц с возможностью создания новых шаблонов загрузки; визуализаторы трехмерных объектов, поверхностей, карт, геофизических данных. Для обработки и интерпретации данных в пакет включены фильтры и калькуляторы, многочисленные статистические инструменты - многоосевые графики, кроссплоты, гистограммы. Итоговые результаты могут быть представлены в многочисленных табличных формах.

Программный комплекс TimeZYX поддерживает большинство индустриальных форматов данных, имеется возможность импорта и экспорта моделей известных комплексов геолого-гидродинамического моделирования.

Отличительной особенностью открытой платформы является наличие инструментов анализа и проверки корректности исходных геолого-физических данных и получаемых на каждом этапе результатов моделирования.

Проработанные физические постановки задач, современные математические методы и алгоритмы, оптимизация ПК под возможности современных вычислительных комплексов позволяют обеспечить корректность результатов и высокую скорость вычисления.

В ПК реализована единая политика лицензирования как в локальном, так и сетевом варианте: на программный комплекс TimeZYX предоставляется бессрочная лицензия. Это означает, что после приобретения компания-заказчик будет иметь всегда работающее программное обеспечение для геолого-гидродинамического моделирования и мониторинга разработки месторождения.

Вся линейка программного комплекса TimeZYX прошла сертификацию и соответствует стандартам ГОСТ Р.

Преимущества ПК TimeZYX на основе:

-Полная линейка инструментов для геолого-гидродинамического моделирования;

-Открытость - возможность подключения сторонних модулей;

-Возможность загрузки и выгрузки данных в распространенных форматах;

-Многоязычный интерфейс;

-Высокопроизводительные вычисления, в том числе на многопроцессорных комплексах;

-Работа с крупными месторождениями;

-Разумная цена и бессрочная лицензия;

-Обучение и оперативная техническая поддержка;

-Сертификация комплекса.

Использованная литература

1.«TimeZYX». Раздел I. Открытая платформа TimeZYX [Электронный ресурс] // [Официальный сайт]

2.Гладков Е.А. Геологическое и гидродинамическое моделирование месторождений нефти и газа. Учебное пособие. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2012. - 84 с.

Министерство образования и науки Российской Федерации Политехнический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения

Больше работ по теме: