Numeryczne modelowanie zjawiska dyspersji fizycznej – modyfikacja pełnowymiarowego symulatora złożowego

Abstract

Numeryczne modelowanie zjawiska dyspersji fizycznej -modyfikacja pełnowymiarowego symulatora złożowego W artykule przedstawiono praktyczne rozwiązanie dla modelowania zjawiska mieszania się gazów w złożu w postaci niezbędnych modyfikacji pełnowymiarowego symulatora złożowego typu black oil. Modyfikacje te objęły zagadnienia redukcji efektu dyspersji numerycznej oraz wprowadzenie numerycznego opisu zjawiska dyspersji fizycznej. Zastosowaną metodę przetestowano na trójwymiarowym modelu złoża opisującym procesy wzajemnego wypierania mieszających się gazów (zatłaczanego i rodzimego).Słowa kluczowe: dyspersja numeryczna, dyspersja fizyczna, mieszanie się gazów, symulator złożowy. Numerical Modeling of Physical Dispersion in Porous Rock -Implementation in 3-D Reservoir SimulatorThe paper presents a practical solution of gas-mixing modelling in a reservoir by the appropriate modifications of a full-size black oil reservoir simulator. These modifications included techniques for the reduction of numerical dispersion and implementation of physical dispersion phenomena. The method was tested on a 3-D reservoir model of the deposit describing the processes of mutual displacement of miscible gases.Key words: numerical dispersion, physical dispersion, gas mixing, reservoir simulator.Dyspersja fizyczna zachodzącą podczas mieszania się gazów (rodzimego z buforowym) w podziemnych magazynach ma bardzo istotny wpływ na późniejszy przebieg ich pracy [7]. Niestety w konwencjonalnych symulatorach złożowych (np. Eclipse firmy Schlumberger lub Imex firmy CMG) zjawisko to nie znalazło odpowiedniego rozwiązania. Niniejsza praca stanowi próbę budowy w pełni wymiarowego symulatora zło-żowego (poprzez modyfikację ogólnodostępnego symulatora złożowego BOAST [3]) poprawnie uwzględniającego zjawisko dyspersji fizycznej. Jest ona rozszerzeniem poprzedniej pracy autorów, w której zaprezentowano rozwiązania dla jednego i dwóch wymiarów [4]. Poprawne modelowanie zjawiska mieszania się gazów wymagało zaimplementowania w symulatorze hybrydowej metody minimalizującej niepożądaną dyspersję numeryczną (mobilność z ważeniem wielopunktowym w kierunku napływu + podwójna siatka dyskretyzacji) oraz rozszerzenia standardowych równań nasyceń o dodatkowy człon dyspersji fizycznej o zadanych parametrach. W pracy użyto jednoskładnikowego przybliżenia modelu gazu wypieranego i wypierającego, opisanego w rozdziale poniżej. Wstęp Ograniczenie dyspersji numerycznejDyspersja numeryczna, będąca wynikiem niedokładno-ści obliczeń symulatorów bazujących na schemacie różnic skończonych, nie może być całkowicie usunięta, gdyż jej obecność zapewnia stabilność pracy symulatora. Natomiast do poprawnego modelowania zjawiska mieszania się gazów konieczne jest ograniczenie wielkości dyspersji numerycznej

Simulation modeling of physical dispersion phenomenon observed in experimental data

“…is saturation of the displaced gas. In this approach, saturation of the displaced gas is equivalent to its concentration (this assumption is discussed in detail in the appendix to the (Gołąbek and Szott, 2016).…”

“…Although physical dispersion has a significant influence on the process of fluid mixing in hydrocarbon formations, it has not been correctly included in the available reservoir simulators (both open code and commercial ones). This paper is a continuation of the previous statutory papers of the Department of Hydrocarbon Reservoir and UGS Simulation (Miłek et al, 2013;Szott and Gołąbek, 2014;Szott, 2015a, 2015b;Gołąbek and Szott, 2017) within the framework of which a reservoir simulator was built (through the modification of an open code BOAST reservoir simulator (Fanchi et al, 1982) correctly taking into account the phenomenon of mixing of gases. Modifications of the simulator concerned implementation of the hybrid method of minimizing numerical dispersion (mobility with multi-point weighing in the direction of inflow (Tood et al, 1972) + double discretization grid (Audigane and Blunt, 2003) and extension of standard saturation equations with additional term describing physical dispersion and control by specific parameters (Redlich and Kwong, 1949;Soave, 1972;Peaceman, 1977;Kreft and Zuber, 1978;Shrivastava et al, 2005).…”

Numeryczne modelowanie zjawiska dyspersji fizycznej – model rzeczywistej struktury

“…Modyfikacje dotyczyły implementacji hybrydowej metody minimalizacji dyspersji numerycznej (mobilność z ważeniem wielopunktowym w kierunku napływu + podwójna siatka dyskretyzacji) oraz rozszerzenia standardowych równań nasyceń o dodatkowy człon dyspersji fizycznej o zadanych parametrach. Artykuł ten jest rozszerzeniem poprzednich publikacji autorów, w których zaprezentowano rozwiązania na uproszczonych modelach syntetycznych [5,6]. Celem niniejszej pracy było dostosowanie proponowanych modyfikacji symulatora do modeli rzeczywistych struktur posiadających złożoną geometrię oraz niejednorodne rozkłady parametrów złożowych.…”

Obliczenia w chmurze i obliczenia gridowe

“…Obliczenia z dziedziny modelowania sejsmicznego [7,9], jak i symulacje złożowe [6] to przykłady, które mogłyby być zrealizowane przy pomocy obliczeń gridowych, stając się przyczynkiem do zbudowania dwóch nowych gridów dziedzinowych w ramach Polskiej Infrastruktury Gridowej [11].…”