Моделирование нефтяных пластов с использованием метода суперэлементов

Исследователи Казанского федерального университета представили теоретические основы и результаты применения быстрой трехмерной модели разработки нефтяных месторождений на основе суперэлементов.

Традиционное моделирование разработки месторождений выполняется на полномасштабных фильтрационных моделях с размером ячеек в десятки метров по горизонтали и десятки сантиметров по вертикали. Такие модели требуют задания избыточного числа параметров, а для крупных месторождений содержат миллионы ячеек, что затрудняет их адаптацию и делает практически невозможным проведение многовариантных прогнозных расчетов. Метод моделирования суперэлементов помогает преодолеть эти проблемы при оптимизации системы разработки.

Модель позволяет ускорить расчет двухфазной фильтрации в нефтяном пласте в сотни раз за счет использования крупных вычислительных ячеек — суперэлементов, количество которых соответствует числу скважин на месторождении. Точность решения обеспечивается постановкой задачи в терминах усредненных полей давления и насыщения с выборочным уточнением решения вблизи скважин на независимых вложенных сетках. Модель способна описывать скважины произвольной ориентации, гидроразрывы пласта, тектонические разломы и геологические тела.

Тестирование модели на реальных месторождениях и сравнение результатов с данными традиционных моделей на мелких сетках подтвердило широкие возможности и перспективность суперэлементной модели для быстрых расчетов. Модель реализована в действующем программном комплексе для сопровождения и мониторинга разработки, с помощью которого уже построены суперэлементные модели для ряда месторождений в Казахстане и России.