Système de logiciels Iskender

Il est conçu sur la base de méthodes modernes de modélisation mathématique et processus numériques qui se produisent pendant le mouvement des écoulements multiphasiques dans les tuyaux à partir d'un gisement, canaux d’écoulement de pompe submersible centrifuge électrique (PEC) et milieu poreux de la strate.

La modélisation numérique des champs pétroliers

Principaux objectifs:

1. Construction d'un modèle de filtration (hydrodynamique) du champ.
2. Fondement hydrodynamique, hydrochimie et infra-ultra-sonique du système pour maintenir la pression dans la strate (MPS).
3. Évaluer l'efficacité de l’usage des méthodes d’augmentation des strates (MAS).
4. Référentiel de données de l'équipement du gisement, avec possibilité de numérisation du nouvel équipement.
5. Référentiel de données de l'histoire du champ pour suivi des réserves.
6. Détermination du mouvement du fluide par modélisation mathématique du mouvement des tracés dans la strate en maintenant une pression de fond.
Avantages principaux:
1. Le nouveau modèle unique mathématique Strate-Gisement-Pompe.
2. Pompe et moteur virtuels (possibilité de modéliser le choix des équipements de fond. La possibilité de modéliser les différents systèmes de travail de l'équipement de fond).
3. Déterminer le débit de chaque strate pour le gisement passant par plusieurs strates.
4. Détermination du débit pour toute la longueur de la partie horizontale du gisement.
5. Référentiel unique des données sur les champs et les caractéristiques de fonctionnement de l'équipement de fond.
6. Outil pour créer un champ et gisement intellectuels.
Les processus physiques modélisés:
Filtration.
Migration: transfert convectif, hidrodispersion, transformation de la composition de la solution et de la roche.

Caractéristiques de base de l’ensemble des logiciels ISKENDER

Numérisation séparée par zones - fragmentation.
Système de type ouvert - connexion rapide de nouveaux modules.
Modèles tridimensionnels.
Fission par procédés physiques.
Calculs parallèles.

Particularités distinctives de l’ensemble des logiciels ISKENDER

Modèle unique numérique STRATE-GISEMENT-POMPE.
Modèle numérique du moteur et pompe virtuels.
Aptitude à décomposer la solution en fragments séparés simultanément par la solution dans toute la zone.
Dans chaque fragment de la zone calculée sa grille et ensemble de processus physiques et chimiques.
Comptage de l'erreur dans les paramètres et la géométrie.
Comptage de l'anisotropie accidentelle de la perméabilité des milieux poreux.

tâches principales pour modélisation numérique lors de l’exploitation des champs pétroliers

Premier groupe
Les tâches liées directement aux opérations de l'extraction du pétrole
 La construction du modèle de filtration (hydrodynamique) du champ.
Sélection et optimisation du fonctionnement de l'équipement de fond.
Fondement hydrodynamique et hydrochimique pour le maintien de la pression de la strate (MPS).
Évaluation de l'efficacité de l'usage des méthodes d’augmentaiton de la productivité des strates.
Numérisation et ajout des données sur l’histoire du champ pour suivi des réserves.

Second groupe
Tâches de mesures d'accompagnement de l'exploitation du champ pétrolier
Evaluation des réserves des eaux souterraines et des eaux de surface dans le but de les utiliser pour les besoins techniques et potable.
Travaux hydrogéologiques et géotechniques pour exploitation des gisements de pétrole.
Fondement des mesures d'enterrement (stockage) de l'eau de réserve et des eaux usées.
Planification des mesures de traitement des eaux.

Modélisation hydrodynamique d’augmentation de la productivité en pétrole des champs

 
 

Détermination du flux sur toute la longueur de la partie horizontale du gisement.

Détermination du mouvement des fluides à l’aide du mouvement des tracés dans la strate avec maintien de la pression dans le fond.

déterminer le débit de chaque strate pour gisement qui passe à travers plusieurs strates.

système de logiciels ISKENDER

Modélisation mathématique et numérique des processus complexes de transfert de masse thermique lors d’écoulement des milieux multiphasiques dans les tubes des gisements d'extraction, équipés d'installations de pompes électriques centrifuges (IPEC), est l’une des méthodes les plus efficaces et économiques d’étude de ces gisements, d’optimisation et de sélection de l'équipement de fond. Cependant le gisement et la strate représentent un système unique ce qui exige de tenir compte de l'interaction des processus qui s’y produisent lors de l’exécution des tâches de l'extraction du pétrole, d’élaboration et d'optimisation. La situation se complique davantage si le gisement avec une fin ouverte à la verticale cache plusieurs couches de fond, et dans ce cas il est nécessaire d’obtenir une évaluation calculée des débits de chacune des couches intermédiaires, ou lorsque le corps du gisement est horizontal dirigé incliné traverse une strate hétérogène de par sa structure et qu’il est nécessaire d’évaluer l'efficacité du travail des différentes parties du corps. La solution des tâches d'analyse et d'optimisation du travail de l'équipement de forage peut être plus efficace avec référentiel de données polyvalent du champ et de l'équipement de fond.
Le système de logiciels (SL) Iskender est conçu sur la base de méthodes de pointe de modélisation mathématique et numérique des processus se produisant lors des mouvements des écoulements multiphasiques dans les tubes du gisement, des canaux d’écoulement de la pompe submersible centrifuge électrique (PEC) et du milieu poreux de la strate. Dans l’ensemble est introduit un modèle mathématique unique de processus interliés de transfert de masse thermique dans le système de «strate-gisement de pétrole-PEC". Le système Iskender support mathématique comprend:
1. Modèle d'un filtre d’écoulement triphasé dans une strate en couches hétérogènes avec entre les couches de linteaux intermédiaires imperméables, ce qui permet la distribution établie de saturation de la phase aqueuse et ayant des champs de pression de pétrole de calculer le champ de pression et les vitesses des phases dans la strate ainsi que la part des débits du fluide de chaque couche séparée productive de la strate dans le débit sommaire du gisement.
2. Les modèles mathématiques d’écoulement du mélange triphasé dans le tubage du gisement de direction inclinée obtenus sur la base des équations communes de la mécanique des milieux polyphasés et la mise en moyenne des caractéristiques du mélange de la section des canaux d’écoulement. Les modèles représentent des systèmes multiparamétriques complexes d'équations différentielles non linéaires et prennent en compte les effets de base qui se posent dans le gisement équipé par PEC: la non-isométrie, les transitions de phase, le frottement, l'influence de la pesanteur, dégazage de la phase de pétrole dans le gisement, dissolution du gaz dans le pétrole dans les canaux de la pompe, compressibilité des phases, changement des formes structurelles de l'écoulement du mélange, inversion de phase liquide et de coulissement de composant dispersif, échange thermique avec l'environnement .
3. La méthode modifiée semi-empirique de P.D Lyapkov de recomptage des caractéristiques de fonctionnement des niveaux de PEC à partir de l'eau pour des milieux hétérogènes, permettant de décrire les processus dans une PEC comme dans un système avec des paramètres distribués.
4. Les conditions de fusion des modèles de processus dans les limites de certains éléments du système "strate - gisement - PEC", correspondant à la détermination de tâches directes et inverses qui se posent dans le calcul des caractéristiques d'élévateur macanisé.
Le SL Iskender est destiné à:
. une analyse rapide des régimes d’exploitation des gisements de pétrole,
. optimisation des régimes de travail courants des installations de pompage dans les gisements en direction inclinée avec bouche verticale ou horizontale grâce à un réglage fréquenciel et lancement de leur travail par utilisant des stations de commande au sol,
. exécution des tâches de sélection optimale de l'équipement de fond au gisement,
. précision du modèle hydrodynamique du champ sur la base de données reçues à partir des dispositifs de mesure situés dans la bouche du gisement.
Toutes les tâches dans l’ensemble sont exécutées sur la base de modèle mathématique général des processus dans le seul système unique "Strate de pétrole-Gisement-PEC".
Les éléments de base de SL Iskender sont les suivants:
.Système de préparation des informations initiales (préprocesseur) pour les tâches exécutées en se référant aux bases de données des propriétés physico-chimiques des phases du produit à extraire, d'inclinomètrie des gisements à direction inclinée, les caractéristiques des niveaux de la PEC, des moteurs électriques submersibles (MES ) et séparateurs de gaz, des paramètres de filtrage et de la capacité des strates, des paramètres de dégazage du pétrole et autres.
. sous-système de contrôle des données introduites et les paramètres des calculs;
. module de calcul de l’ensemble (processeur) qui effectue le calcul des différentes  caractéristiques du système "Strate-Gisement-PEC" (champs de pression, teneur en eau et en gaz, etc) en utilisant des données réelles de production.
. ensemble de modules de programmes (postprocesseur) pour afficher les résultats des calculs qui permettent de fixer la dépendance des différentes caractéristiques de processus dans chacun des éléments distincts du système (dans le gisement, la pompe électrique centrifuge et la strate) ainsi que les caractéristiques intégrales de l'installation de pompage "pression -apport", "performances - apport", "puissance - apport", avec  indication dessus du point courant de fonctionnement de la PEC.
. module d'importation, de systématisation, d’accumulation, de stockage et de gestion du référentiel des données technologiques des champs,
.module de systématisation, d’accumulation, de stockage et de gestion du référentiel des propriétés physico-chimiques des strates et des phases y obtenues
. module d'importation, de systématisation, d'accumulation, de stockage et référentiel de gestion de l’inclinométrie des gisements.
. référentiel de données avec caractéristiques fonctionnelles de l’équipement de fond des  gisements équipés par la PEC,
. modules de numérisation des caractéristiques fonctionnelles des moteurs, des pompes et des séparateurs.
1. MODELE MATHEMATIQUE GENERAL DES PROCESSUS "STRATE DE PETROLE - GISEMENT - PEC"

Exemple de description de filtration biphasique dans la strate. Pour le calcul des caractéristiques d'écoulement à deux phases de filtrage dans une strate à couche hétérogène ouverte par bouche verticale de gisement à direction inclinée, sont utilisées les équations [1 - 3] des liquides non miscibles (eau et pétrole) dans les limites de l'approche à grande échelle en tenant compte de la compressibilité du milieu poreux et des liquides contrairement à la force du poids:

est la pression, la saturation en eau et le vecteur de la vitesse sommaire de la filtration, est la viscosité, vitesse, perméabilité relative de phase et le taux de compressibilité de phase i (i=1 - pétrole, i=3 - eau), K et m – est la perméabilité absolue et la porosité dynamique, f (S) – est la fonction de Bakley-Leverett (la part de l’eau dans le flux sommaire de filtration), est la compressibilité du milieu avec la i phase et la carcasse, –est la valeur de saturation en eau relative et limite.

Le pompage de l’eau est effectué sur la surface perméable du circuit de Гп de l’alimentation. En particulier, lors de l’analyse des régimes quasifixes du fonctionnement des gisements l’équation (1) prend l’aspect divV=0. Elle est résolue avec grandeurs de pression établies sur surface perforée ГD entaille du gisement d’extraction. Sur les limites des couches, où la perméabilité absolue K subie une rupture de première classe, sont réalisées les conditions de jonction: Le toit et la base de la strate sont imperméable à l'eau. Lors de distribution établie de saturation en eau S pour les couches productives de la strate, l'afflux massif sommaire ГD de la traste (le débit du gisement) et sa teneur en eau ᶿ sont déterminés à la suite de la résolution de la tâche de filtration (1 .) Si la grandeur établie de ᶿ dans l’entaille du gisement, alors grâce à la fonction Bakley-Leverett f (S) est d’abord rétabli le champ de saturation, et ensuite est trouvée la répartition de la pression, des vitesses de filtration des phases dans la strate et le débit du gisement d’extraction GD.
Filtrage tridimensionnelle dans la strate à la bouche horizontale du gisement est aussi décrit par les équations (1).
Ecoulement du mélange dans le gisement. Le produit provenant de la strate se déplace à la surface de la terre à travers les tubes du gisement à direction inclinée. Son profil en parties linéaires est formé selon les données inclinométriques et est caractérisé par des changements dans les angles zénithaux et d’azimuth par la profondeur du gisement. Lors de la création du modèle unidimensionnel de l’écoulement du mélange triphasé le long de l'axe du gisement son profil à trois dimensions est remplacé par un développement bidimensionnel dans le plan avec conservation de la longueur des parties des tubes et la grandeur de l'angle zénithal. Pour le calcul des processus thermo-hydrodynamiques sont utilisés dans le gisement le système d'équations différentielles obtenu par analogie à [4-6] à la suite de mise en moyenne des équations générales de la mécanique des milieux multiphasiques par axe orthogonal du gisement de section:

Elle est complétée par rapports reliants les différentes caractéristiques du mélange et des phases:

Ici Z est la coordonnée de l’axe spatial Oz qui passe à travers la bouche du gisement et ayant un début sur le toit de la strate; milieu par section fK du début de la densité des canaux, vitesse moyenne non pondérée, masse de consommation, contenu volumétrique véritable de la phase i (indices inférieurs 1, 2 et 3 se réfèrent aux phases de pétrole, de gaz et d'eau respectivement ), p, T, P, W, G - pression (la même pour toutes les phases), température, densité, vitesse volumétrique et masse de consommation du mélange; analogues du coefficient de Zuber tenant compte de la distribution irrégulière par section fK de la vitesse du mélange w et les concentrations volumiques réelles de la phase de dispersion j; vj – sa vitesse de dérive, aPI, aTI - sont les coefficients de la dilatation thermique et l'élasticité de la phase de i volumétrique; est la valeur de la densité du pétrole en conditions de la strate et de pétrole après dégazage dans des conditions normales, respectivement; R - constante universelle des gaz, Zg - le coefficient de compressibilité du gaz réel-, Qv – puissance linéaire mise à l'unité du volume du mélange des sources extérieures de chaleur distribuées le long des tubes de pompage compression (ТPC), conditionnées par les pertes de l’énergie électrique dans le câble, qui alimente la PEC; sont les moyens par le périmètre du canal de la tension de contact et la densité de flux thermique sur la paroi du canal; J est la vitesse massique de la formation de la phase gazeuse grâce au mélange de pétrole conduit à l'unité de volume; l - est la chaleur latente de dissolution de gaz dans le pétrole; CH - est la concentration massique de gaz dissous dans le pétrole sous pression P est supérieure à la pression de saturation PH du pétrole par le gaz; F (P / PH, T) – taux généralisé de la solubilité du gaz dans le pétrole; F * - est le coefficient de solubilité avec une certaine valeur caractéristique de température, est le taux angulaire; Vo – est le volume normal du gaz dégagé de la phase du pétrole avec P = 0; P2 - la densité du gaz en conditions normales, est le facteur gazeux du pétrole de la strate avec P = P0 et la température T = T0 respectivement; est la pression de la saturation avec les taux est le rayon du canal (la valeur k=0 correspond à la partie 0 ‹z ‹ZЭ de la colonne de fond du gisement inférieure au point ZЭ de suspension de l’installation submersible, k =1 - ÍКТ avec ZЭ ‹z ‹Hc, Hc est la coordonnée de la bouche du gisement, r1 ‹r0 ); g est la projection du vecteur d’accélération de la pesanteur sur l’axe Oz; ф (x, z) est l’angle d’inclinaison du profil du gisement relativement à l’axe Oz. Processus dans la PEC. Le calcul du processus de transfert de chaleur et de masse pendant le mouvement du mélange dans les canaux de la PEC et les paramètres de fonctionnement de certains niveaux est effectué sur la base du système d'équations différentielles [5, 6] qui généralise le schéma discret de P.D. Lyapkov et V.I. Igrevsky [7]:

Ici m est la partie des niveaux traversée par le flux; M est le nombre total des niveaux dans le sous-ensemble de pompage; est le débit volumétrique, pression et taux de performance, qui caractérisent le fonctionnement d’un niveau séparé lors de pompage du mélange.

Les modèles mathématiques (2), (3) prennent en considération les effets de base qui se posent lors du mouvement de phase du mélange dans le tubage du gisement à direction inclinée et dans les niveaux d’écoulement de la pompe électrique: non isothermie, transitions de phase, frottement, influence de la pesanteur, dégazage de la phase de pétrole dans le gisement, dissolution du gaz dans le pétrole dans les canaux de la pompe, compressibilité des phases, changement des formes structurelles de l'écoulement du mélange, inversion des phases liquides et le glissement des composants de dispersion du flux, échange thermique avec l'environnement. Les équations (2), (3) comme des cas spéciaux comprennent la phase de l'équation monophase (pétrole ou eau) et biphasique (gaz pétrole ou eau pétrole) des flux dans le gisement et canaux de PEC.

Lors de pompage par la pompe de milieux hétérogènes les paramètres du fonctionnement des niveaux changent continuellement de la réception vers l’apport en force de compression et échauffement du mélange, ainsi que dissoulution du gaz libre dans le pétrole. Cepedant ces changements interreliés des caractéristiques de l'écoulement et des paramètres fonctionnels des niveaux le long du sous-ensemble de pompage sont pris en compte par le modèle (3), de sorte que lors de sa réalisation numérique à chaque étape la rupture de l’intervalle il est indispensable d’effectuer le recomptage des grandeurs . Pour définir ces paramètres en utilisant les formules obtenues à la suite du changement dans la méthode de calcul des coefficientsrelatifs à la pression, apport et rendement, introduits par P.D.Lyapkov [8], où– est l’apport, la pression et le rendement du niveau lors de son fonctionnement sur l’eau. Comme il a été démontré par les évaluations spéciales, dans la plage des apports relatifs comme pour les régimes laminaires tout comme pour les régimes turbulents l’écoulement de la pression lors du pompage par niveau de mélange par consommation Q et viscosité réelle avec erreur est calculé par les formules:

Ici – sont les valeurs nominales de l’apport, pression et rendement lors du fonctionnement du niveau de PEC en régime optimal sur eau, - est le taux de sa rapidité, est la vitesse angulaire de rotation de l’arbre de la pompe (le rotor du moteur électrique), v est le taux de la viscosité réelle cinématique du mélange. La grandeur dépend de la concentration des phases dispersives dans le flux et est déterminée par les formules [5, 6] compte tenu de l’effet de l’inversion des phases.

Avec les valeurs établies des grandeurs en réception du niveau d’abord sont calculés les taux , ensuite sont déterminés les paramètres correspondants de son fonctionnement sur eau: apport et pression par la courbe nominale Ensuite à l’aide des rapports (4) est calculé la pression du niveau lors de pompage du mélange. A souligner que contrairement à la méthode [7, 8] le calcul de la pression du niveau par les formules (4) n’exige pas la réalisation des itérations.

Les diagrammes [7] des dépendances semi-empiriques critérielles pour certaines caractéristiques des valeurs de l’apport relatif qB du niveau de l’eau, construit par P.D.Lyapkov sur la base du traitement de nombreuses données expérimentales, sont illustrés dans les fig. 1 et 2:

Pour le calcul de la pression du niveau de l’eau pour mélange hétérogène hors plage nous avons construit une dépendance analogue à (4):

Où qBmax – est l’apport maximal relatif d’eau, sous lequel la pression – valeurs du taux

La grandeur du rendement relatif lors du pompage de l’émulsion dans la plage est déterminée par les rapports [8]:

–sont les taux du rendement relatif du niveau sous régime laminaire et turbulent d’écoulement du mélange, le nombre de Reynolds introduit par P.D.Lyapkov. Lors de petits nombres de Reynolds , quand l’approximation (5) ne fonctionne pas, puisque les valeurs deviennent négatives, la fonction se détermine de façon supplémentaire par les rapports:

L'analyse des résultats des calculs par les formules (5), (6) a montré que les caractéristiques des niveaux de différentes dimensions types lors du fonctionnement par mélange sont semblables aux caractéristiques de fonctionnement des niveaux sur l’eau, si lors de la définition des coefficients de l’apport

La grandeur de la puissance N du niveau de consommation par PEC lors du pompage de l’émulsion est déterminée par la formule

– est la dépendance nominale de la consommation d'énergie du niveau de la pompe de l’eau de densité pB. Dans la méthode modifiée proposée par nous même, le recomptage des caractéristiques de l'eau à l'émulsion de la dépendance est établi comme fonctions tabulaires de l’apport .

La possibilité d'un changement du régime de travail de PEC à l’aide de la station de commande au sol (par exemple, du type de “ELEKTON”) est pris en compte dans le modèle (3) par les dépendances des paramètres du fonctionnement de la pompe centrifuge électrique et la puissance consommée par le moteur électrique submersible, de la fréquence:

– les caractéristiques des niveaux et du moteur de l’installation sous vitesse angulaire nominale de rotation de l’arbre de EMS, – sont des paramètres analogues dans les formules (4) - (6) quand

Jonction des modèles mathématiques. Les conditions de la jonction des solutions des systèmes d'équations (1) et (2) relient les caractéristiques d'écoulement de filtration l'écoulement dans la colonne de fond avec z = 0 au fond du gisement:

Les conditions (7) permettent de trouver les caractéristiques hydrodynamiques thermiques du mélange dans le tubage dans la colonne de fond du gisement dans la partie de son fond jusqu’à la coordonnée zЭ de la suspension de la PEC. Pour la jocntion des solutions des systèmes (2) et (3) en réception de la PEC (à l'entrée dans le sous-ensemble de la pompe avec Z = ZЭ-0) servent les conditions

Ici les paramètres d'écoulement au point Z = ZЭ-0 sont de la solution des équations (2) dans la partie du gisement 0 ‹z ‹ZЭ. Les conditions (8) permettent de résoudre les équations (3) et de trouver les caractéristiques de l'écoulement de phase le long des niveaux de PEC, y compris les valeurs . à la sortie de la pompe. Ces grandeurs servent de valeurs limites pour la tâche (2) avec:

Les conditions correspondantes de jonction dans le point (à l’entrée de TPC) ont l’aspect:

À l'embouchure du gisement avec z = Hc la condition limite établie est Où Pуст - est la pression établie de la bouche. De toute évidence, cette approche exige la résolution de la tâche inverse, puisque généralement, les grandeurs sont inconnues. La tâche directe (1) - (9) est résolue par la méthode des différences finales. Pour trouver la solution de la tâche finale (1) - (10) sont utilisées les méthodes itératives. Les modèles numériques et algorithmes correspondants de calcul des processus dans le système "Strate-Gisement- PEC" sont réalisés dans le SL Iskender.

Moyens de gestion du référentiel de données hautement fonctionnel pour équipement de fond

Le système d'information normative référentielle (SINR) de l’quipement de fond assure le stockage, traitement et présentation de l’information régulière et conditionnellement régulière sur l'équipement de fond. Le système est conçu pour maintenir les données sur l'équipement de fond en actualité, assurer l’intégralité, l'élimination des erreurs, contrôle de l'intégrité et la cohérence des données. Cependant les tâches de base qui sont résolues:

  • création d’espace unique de l'information sur l'équipement de fond utilisé;
  • gestion centralisée des données d'information;
  • support du travail distribué multi-utilisateur avec les guides d’utilisateur, y compris les subdivisions éloignées;
  • actions strictement réglementée en matière de modification des données.

Cette approche permet d’assurer:

  • information crédible actualisée sur l'équipement de fond;
  • optimisation du stockage et d'échange des données sur l'équipement de fond au sein de la société;
  • augmentation de la rapidité des processus de travail utilisant le système;
  • possibilité d’intégration avec les systèmes informationnels actifs;
  • représentation uniforme des données sur l’équipement de fond.

SINR se compose de deux parties de base:

  • base de données (BD) pour stocker l’information sur l'équipement de fond;
  • application clients conçue pour introduction, modification et affichage de l’information stockée dans la BD sur le matériel de fond.

Lors du travail avec BD l’utilisateur dispose d'un ensemble de fonctionnalités permettant le stockage et la présentation de l’information sur l'équipement de fond, utilisé dans l'industrie pétrolière pour l'extraction du pétrole. Dans la BD sont stockées:

  • information sur les producteurs nationaux et étrangers de l'équipement de fond (par exemple ALMAZ, ALNAS, BENS, BORETS, IZHNEFTEPLAST, NOVOMET, CENTRILIFT etc.);
  • information sur pompes électriques centrifuges (dénomination, tableaux des caractéristiques nominales du fonctionnement des niveaux sur eau, paramètres optimaux du travail des niveaux sur eau, paramètres géométriques du niveau);
  • information sur MEI (dénomination, caractéristiques nominales, paramètres géométriques, coefficients d’approximation des dépendances nominales);
  • information sur les séparateurs de gaz (dénomination, caractéristiques nominales, paramètres géométriques, coefficients des dépendances approximatives);
  • information sur les tubes de pompage compression (dénomination, caractéristiques géométriques);
  • information sur les colonnes de fond (dénominaiton, caractéristiques géométriques);
  • information sur les câbles pour MEI (dénomination, caractéristiques géométriques, caractéristiques fonctionnelles).

Application clients présente à l'utilisateur un ensemble de fonctionnalités, permettant la commande des données de l'équipement de fond. Support pour une série d'opérations standard sur les données:

  • introduction des données dans la BD à l'aide des fenêtres de dialogue et les guides;
  • modification des données introduites auparavant dans les fenêtres de dialogue;
  • visualisation des données introduites auparavant dans les fenêtres de dialogue.

L’application clients comprend les possibilités fonctionnelles d’introduction, modification et visualisation de l’information de genres différents:

  • sur les principaux fabricants d'équipement de fond;
  • sur les niveaux de la PEC (dénomination, tableaux des caractéristiques du fonctionnement du niveau, ses paramètres géométriques, paramètres optimaux de fonctionnement du niveau sur eau);
  • sur le MEI (dénomination, tableaux de caractéristiques nominales, paramètres géométriques, coefficients de l'approximation des dépendances nominales);
  • sur les séparateurs de gaz (dénomination, caractéristiques nominales, paramètres géométriques, etc.)
  • sur tubes de pompage compression (dénomination, caractéristiques géométriques);
  • sur les colonnes de fond (dénomination, caractéristiques géométriques);
  • sur les câbles pour MEI (dénomination, caractéristiques géométriques, caractéristiques fonctionnelles).

Les données sur les caractéristiques fonctionnelles de la plupart des fabricants sont représentées sous forme d'un ensemble de courbes sur figure sauvegardée dans un fichier de format graphique. C’est pour cela que pour introduire des données dans la BD la composition de l'application clients sont inclus des moyens programmés spéciaux permettant de convertir ‘”numériser” l’information graphique en forme de tableau. La numérisation peut être réalisée par deux moyens. Dans le premier cas, lorsque chacune des courbes de la figure est continue, monopoint et a sa propre couleur, la construction des tableux peut être effectuée sur la base de la reconnaissance des diagrammes par leur couleur. Dans le cas contraire, également si les courbes des caractéristiques sont représentées dans la figure par les marqueurs, la numérisation est réalisée avec l'utilisation de spline-interpolation cubique pour les points d'appui donnés par l'utilisateur.
L'application clients comprend:

Les modules du programme de conversion sous forme de tableaux des caractéristiques graphiques nominales apport – pression" et

  • "Apport - puissance" lors du fonctionnement des niveaux des pompes centrifuges électriques avec de l'eau. Dépendance «apport - rendement" calculée automatiquement en fonction de ces données et sert à contrôler les valeurs nominales obtenues.

Les modules de numérisation des caractéristiques fonctionnelles nominales de MEI "puissance sur l’arbre-rendement - ampérage -. Coefficient de glissement».

A titre d'illustration dans les fig. 3 et 4 sont représentés les résultats de la reconnaissance des caractéristiques graphiques du moteur (98) 9ED63-103М et les niveaux de la pompe ETSNM5A-160 à l’aide des modules mentionnés ci-dessus. Les fichiers contenant les dépendances graphiques fonctionnelles de MEI ou de PEC, sont téléchargés dans la BD pour le stockage permanent et numérisation programmée. Leurs résultats sont représentés par des marqueurs, voir figures 3 et 4. Là aussi sont représentées les fenêtres affichant les champs de la BD, destinés au stockage et modification de l’information de fabrication d’équipement concret. Dans les exemples donnés - paramètres nominaux du fonctionnement de MEI, son encombrement, les valeurs optimales d'apport, de pression et le rendement du niveau de PEC en fonctionnant sur eau etc. Toutes ces données sont utilisées pour la réalisation des calculs dans le SL Iskender des processus dans le système "strate-gisement-PEC" en utilisant les modèles (1) - (10). Figure 3. Fenêtres de traitement des caractéristiques graphiques nominales du moteur (98) 9ED63-103М1 Figure 4. Fenêtre de traitement des caractéristiques graphiques nominales du niveau de la pompe ETSNM5A-160 lors du fonctionnement sur eau

moyens de visualisation en 2D et 3D

Une partie essentielle du SL Iskender sont les modules programmés de l’analyse graphique de différentes données initiales et des résultats de la modélisation numérique des processus dans le système de «strate-gisement-PEC". Ces moyens sont destinés à la fois pour la préparation des données correspondantes pour l'affichage et leur représentation graphique (par exemple, les champs de pression, la saturation en eau de la strate, la distribution de la perméabilité et la porosité, etc.). Dans l’ensemble sont largement utilisés les modules importés d’affichage à circulation libre ParaView TecPlot. Avec eux sont également élaborés des sous-systèmes propres de visualisation qui prennent en compte les particularités de la différence de l’exécution des tâches dans une grille irrégulière, et le caractère tridimensionnel des données initiales.

Quelques exemples d'images 2D et 3D sont illustrés dans les figures 5 à 7. Dans la partie inférieure des figures est représentée la plage de l’échelle de la fonction représentée et la palette de couleurs qui lui correspond. La figure 5 illustre non seulement la distribution de pression sur la surface du champ de Muravlenkovsky à un moment donné du temps, mais aussi l’emplacement des gisements d'extraction et de pression.

Fig. 6 représente la distribution de la saturation en eau 2D dans la section verticale de la strate, ouverte en bouche à l’horizontale de gisement à direction inclinée et contenant de l'eau active au sol. 7 représente la possibilité de construire l’image par les moyens du système Iskender avec utilisation de filtres, lorsque la surface tridimensionnelle de la fonction dans la région circulaire sélectionnée du puits horizontal est construite non pas dans toute la gamme des valeurs mais seulement dans l’une de ses parties bien déterminée. Cet outil est particulièrement utile pour l’analyse graphique des distributions non standard complexes des grandeurs sur la grille des calculs. Dans les deux figures est bien visible le cône d'eau qui se forme dans le présent cas dans la strate sous l'influence du gisement.

Figure 5. Répartition de la pression P dans le champ de Muravlenkovsky

Figure 6. 2D du champ de saturation en eau dans la section verticale de la strate, qui contient le puits horizontal du gisement

Figure 7. 3D-visualisation du champ de saturation en eau dans la région du puits horizontal du gisement

Présentation des résultats des calculs

Examinons en qualité d’exemple les résultats de l'analyse du régime du fonctionnement du gisement à direction inclinée du champ de Priobsky équipé par PEC. L'installation se compose d'une pompe électrique centrifuge assemblée de = 300 niveaux SPI D8-30, et moteur électrique EDB63-117V5. Le profil du gisement est construit par données inclinométriques et est illustré dans la figure 8а. Par point sur la figure est illsutrée la position de PEC. Le gisement ouvre deux couches intermédiaires de production épaisseur de 37 à 27 m respectivement, entre lesquelles se trouve un passage (2) imperméable épaisseur de 74 m. La perméabilité absolue des couches intermédiaires 1 et 3 est égale à 0,002 et 0,013 μm. Lors des calculs de la quantité d’eau la consommation volumétrique du gisement en liquide dans des conditions normales En résultat l’excéution de la tâche de filtration est fixée la pression de fond P3=10.2 MPa, ainsi que la contribution de chaque couche intermédiaire en débit sommaire de la strate:

Les points fonctionnels calculés sur caractéristiques intégrales sont situés à l'extérieur de la bordure gauche du champ d’apports optimaux de la pompe, voir. figure 8A. Cela témoigne de la mauvaise sélection de l'installation au gisement. En outre la quantité de gaz à l'entrée de la pompe est d'environ 25% (figure 9) qui est parfaitement acceptable pour fonctionnement normal de la pompe.

Figure 8. Profil (a) de gisement à direction inclinée avec bouche verticale et les points fonctionnels de la pompe électrique SPI D8-30-1450 en courbes intégrales (b) de la pression HЭ, de la puissance et la performance NЭ et rendement

La figure 9 montre les distributions typiques de certaines fonctions initiales du flux d’eau pétrole gaz le long du puits du gisement. Comme il est représenté dans la figure, lors du mouvement du mélange dans les canaux de la PEC à cause de l'augmentation de la pression se produit une dissolution complète de la phase du gaz libre dans le pétrole qui s'est formé sur le fond du gisement. Dans la zone du courant bigazique la distribution de la pression P a un caractère pratiquement linéaire, et la modification de la température T est déterminée généralement par l’échange thermique de l'émulsion eau et pétrole en mouvement avec les roches qui entourent le gisement. Cependant le changement de la teneur en eau réelle en flux se produit en conséquence des effets de la compressibilité et l’extension thermique du pétrole et de l’eau, et la grandeur revient à la valeur initiale

Fig. 9. Distribution de la pression P, température T,
Contenus réels de gaz et eau volumétriques et le long du puits du gisement La dégazification répétée commence dans le tube de pompage et compression à la profondeur de 820 m, lorsque la pression P est inférieure à la pression PH (T) de la saturation du pétrole par le gaz. Avec la diminution ultérieure de la pression dans le gisement à cause de la haute température du produit la saturation du gaz augmente rapidement, pour atteindre dans la zone de la bouche environ 75%. Avec l'augmentation de la teneur réelle en gaz dans le flux triphasé l'intensité de refroidissement du mélange augmente car une partie de l'énergie est utilisée pour formation de la phase gazeuse. C’est cet effet même qui conditionne les modifications du caractère de la courbe de température, clairement visible dans la fig. 9. Avec lorsque à cause de la présence de gaz dans le flux la densité du mélange dans TPC diminue visiblement, change le caractère de la dépendance de la pression P (z) -, elle devient non linéaire.

Nous soulignons que outre la réalisation de l’analyse rapide de l'efficacité du travail du système "strate-gisement-PEC", le SL Iskender permet de résoudre les tâches d'optimisation des régimes d'exploitation actuels de gisement d'extraction grâce à la commande fréquentielle à l’aide des moyens de stations de commande au sol, et de faire une sélection rationnelle de PEC aux gisement pour les régimes technologiques établis de leur fonctionnement.

Bibliographie:

  1. Barenblatt G.I, Entov V.М, Pyzhik S.M. Le mouvement des liquides et des gaz dans les strates naturelles. М: Nedra, 1984.
  2. Chekalin A.N. Des solutions numériques de problèmes de filtration dans les strates de pétrole et eau. Kazan: Edition de l’Université de Kazan, 1982.
  3. Chekalin A.N., Kónuyjov V.М, Kosterin A.V. Filtration biphasique multicomposantes dans la structure complexe des strates de pétrole. - Kazán: Edition de l’Université de Kazan, 2009.
  4. Pudovkin M. A, Salamatin A.N., Chugunov V. A. Les processus thermiques dans les gisements actifs. Kazan: Edition de l’Université de Kazan, 1977.
  5. Salamatin A.N. Modèles mathématiques des flux dispersés. Kazan: Edition de l’Université de Kazan, 1987.
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  8. Lyapkov P.D. Méthode de recalcul des caractéristiques de la pompe centrifuge submersible de l’eau vers l’émulsion // Neftyanoye Jozyaystvo, No. 5. 1979. p. 38-40.
  9. Mischenko I.T. Extraction du pétrole du gisement. Manuel pour l’enseignement supérieur. Edition 2. rev. М: Edition "Neft y Gas" I.M.Gubkin Université Russe de Petróle et Gas, 2007.

Développement du champ pétrolier

Principales tâches:

Augmentation de l’extraction du pétrole de la strate.

Augmentation de l'extraction de pétrole du gisement.

Détermination du fonctionnement rationnel des gisements de pression.

Augmentation de l’extraction du pétrole de la strate. Utilisation des technologies d’innovation:

1.Optimisation des systèmes de maintien de la pression des strates (MPS).

Méthodes:

-Détermination de la direction et de l'intensité de l’inondation de la couche grâce au lancement des tracés dans le gisement à pression.

-Modélisation hydrodynamique.

-Inondation cycliques.

2.Intensification ultra-sonique de la perméabilité de la zone de fond du gisement de pression.

Augmentation de l’extraction du pétrole de la strate. Détermination de la direction et de l'intensité de l’inondation de la couche grâce au lancement des tracés dans le gisement à pression.

Inondation cyclique

L'exploitation rationnelle des réserves de pétrole qui peut être accompli en augmentant la couverture des réserves par inondation en changeant les flux de filtration et augmentation de la couverture de la strate par l'épaisseur de la couche par implication des forces élastiques de la strate.

Les indices principaux de production pour une zone d'essai du champ de la région de Yamalo-Nenets.

L'augmentation de l'extraction du pétrole par rapport à celle de base dans le domaine № ... a été de 15% dans la période du 2ème, 3ème trimestres de 2009 au 2ème, 3ème trimestres de 2010, cependant la superficie totale touchée par l'inondation a diminué à 2,4%, l’inondation moyenne de 95,1%.

(inondations dans le domaine des tests était de 97,2%, le taux de croissance de l'inondation en 2008 est de 1%).

Détermination du fonctionnement rationnel des gisements de pression.

Fragment de la carte isobare et les sélections actuelles dans le voisinage du gis. 1115

Un tel gisement, à travers lequel il est plus raisonnable de cesser le pompage de l'eau.

Augmentation de l’extraction de pétrole du gisement. Sélection et optimisation du fonctionnement de l'équipement de fond. Création d'un référentiel de données ayant des caractéristiques fonctionnelles de l'équipement de fond.

résultat:

- Augmentation de l'extraction de pétrole,

- Réduction du coût d'extraction du pétrole,

- Prévention de dégazification du fluide dans la strate (ce qui augmente l'afflux vers le gisement),

- Augmentation de la durée de vie de l'équipement de forage à 100%.

Création de référentiel de données pour l’équipement de fond.

Les étapes du travail.

1.Contrat.

2. Collection de données générales sur le champ.

Résultat: Spécifications.

3. L'inspection du champ. La collecte des données nécessaires. Précision et coordination de la spécification générale. Détermination du coût de chaque étape.

4. Organisation et mise en œuvre de la reprise de la productivité des champs pétrolifères.

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