Ключевые слова: гидродинамическое моделирование, адаптация, история разработки.
Адаптация (подгонка) гидродинамической модели на историю разработки — процесс изменения исходных параметров модели таким образом, чтобы результаты расчёта за период истории разработки совпадали с фактическими данными. Если месторождение эксплуатируется в течение некоторого времени, то гидродинамическая модель должна корректно воспроизводить историю его разработки — фактическое распределение давления и течение флюидов. Только в этом случае её можно использовать для прогнозирования показателей разработки в будущем и определения наиболее эффективной стратегии разработки.
Варьируемые параметры — параметры модели, которые изменяются так, чтобы результаты расчёта модели совпадали с фактическими данными. В общем случае их выбор зависит от стадии разработки месторождения и наличия углеводородов в пласте. Очень важно, чтобы диапазон изменения варьируемых параметров был обоснованным и физически разумным. Как правило, варьированию подвергаются:
– абсолютная проницаемость и параметр анизотропии;
– кривые относительной фазовой проницаемости;
– кривые капиллярных скачков давления;
– продуктивность и интервалы вскрытия ствола скважины.
– Реже изменяются:
– размер и активность законтурной области;
– начальные насыщенности;
– объём закачиваемого флюида.
Чётких последовательностей и правил по адаптации моделей не существует. Рассмотрим одну из возможных последовательностей адаптации гидродинамической модели:
1. Подогнать давления (сначала пластовое по участку, потом по скважинам). На подгонку среднего пластового давления влияют:
– абсолютная проницаемость;
– коэффициент сжимаемости породы;
– объёмные коэффициенты флюидов;
– размеры водоносного пласта и степень сообщаемости между продуктивным и водоносным пластами.
При наличии законтурной подпитки следует изменить модель законтурной области, свойства и величину водоносного горизонта.
Адаптация забойного давления при заданных дебитах скважины проводится путём подбора коэффициента продуктивности.
- Подогнать дебиты. На подгонку дебитов скважин влияют:
– абсолютная проницаемость;
– кривые относительной фазовой проницаемости (чаще по воде).
- Подогнать обводнённости.
Адаптация обводнённости скважин в основном осуществляется изменением кривых относительной фазовой проницаемости. Момент прорыва флюида в скважину зависит от значений остаточных насыщенностей фазами.
3. Подогнать значения газо- и водонефтяного факторов
Чтобы уточнить кривые газо- и водонефтяного фактора, следует изменить соотношение 
/
и 
/ (/, , — ОФП по газу, нефти, воде), соответственно: если значения фактора выше/ниже фактических, то нужно уменьшить/увеличить данное соотношение.
Адаптация модели на историю разработки обычно проводится либо вручную, либо автоматически. Ручная адаптация очень затратна по времени, поэтому для ускорения процесса подгонки модели можно выбрать автоматическую адаптацию. К сожалению, ни ручная, ни автоматическая адаптация не гарантируют точного совпадения фактических и расчётных
показателей. В случае затруднений можно использовать оба способа проведения адаптации.
- Ручная адаптация. Модель запускается на расчёт для исторического периода, и потом результаты сравниваются с фактическими данными разработки. Чтобы улучшить их совпадение, инженер-разработчик может настроить исходные данные модели, выбирая их исходя из знаний о пласте, своего опыта вообще и опыта разработки месторождения в частности.
- Автоматическая адаптация. Для настройки исходных данных гидродинамической модели используется компьютер. На этом этапе моделирования участие инженера-разработчика исключается, поэтому не учитываются его опыт, специальные знания по данному пласту при воспроизведении истории разработки.
Автоматическая адаптация модель заключается в многократном запуске модели на расчёт с небольшими изменениями исходных данных. В этом случае получается зависимость между изменениями исходных данных и изменениями значений целевой функции, т. е. функции от разницы между фактическими показателями разработки и результатами расчёта модели за исторический период. Затем компьютер определяет набор параметров, при котором значение целевой функции минимально.
В гидродинамических симуляторах обычно в качестве целевой функции используют:
где N — количество элементов цели; 
— количество замеров 𝑖-го элементов цели в различные моменты времени; 
— весовые коэффициенты, позволяющие учитывать различное влияние отдельных факторов на результирующее решение; 
— фактическое значение 𝑖-го элемента цели в момент наблюдения 𝑡;
— расчётное значение 𝑖-го элемента цели в момент наблюдения 𝑡; 
= {𝑥1, 𝑥2,.., 𝑥𝑣} — набор варьируемых параметров. [2, c118]
Процедура воспроизведения истории разработки
1. Определение целей воспроизведения истории.
- Выбор способа проведения адаптации — ручного или автоматизированного. Учитываются цели работы, доступные исходные данные, временные и материальные ресурсы.
- Выбор целевой функции при воспроизведении истории и критерия качества гидродинамической модели. Осуществляется с учётом доступности и качества исходных данных о добыче и закачке, а также целей исследования.
- Определение варьируемые параметров пласта и диапазона их достоверности. Как правило, в качестве этих параметров выбираются наименее точные фактические данные, характеризующиеся при этом существенным влиянием на поведение пласта. Этот шаг необходимо проводить совместно с инженерами-разработчиками, геологами, бурильщиками, работающими непосредственно на месторождении.
- Расчёт гидродинамической модели с лучшими из доступных исходных данных. В первую очередь на модели воспроизводится распределение пластового давления во времени. Потом уточняются суммарные дебиты по нефти, воде, газу по пласту в целом. Следующим шагом воспроизводятся дебиты по отдельным скважинам. После того как поля давления и насыщенностей восстановлены, уточняются забойные давления по скважинам.
- Проверка критерия качества воспроизведения истории путём сравнения результатов расчёта с фактическими показателями. Если критерий выполнен, задача адаптации гидродинамической модели на историю разработки решена. В противном случае корректируются варьируемые данные (выбранные в пункте 4) с учётом диапазона достоверности и снова выполняется расчёт модели [3, c. 37].
Литература:
- Азиз Х., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем: Пер. с англ. М.: Недра, 1982. — 407 с.
- Методические указания. Математическое моделирование пластовых систем. —: 2. Тюменское отделение «СургутНИПИнефть», ОАО «СургутНефтегаз. — 211 c.
- Боженюк Н. Н., Стрекалов А. В. Некоторые приемы адаптации гидродинамической модели к истории разработки // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2016. № 2.
- Гладков Е. А. Геологическое и гидродинамическое моделирование месторождений нефти и газа: учебное пособие / Е. А. Гладков; Томский политехнический университет. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. — 99 с.
