Использование энтропийного моделирования для анализа эффективности системы заводнения

UDK: 622.276.43.001
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-6-62-67
Ключевые слова: энтропийное моделирование, дифференциальная энтропия, заводнение, взаимовлияние скважин
Авт.: С.В. Степанов (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»; Тюменский гос. университет), д.т.н., А.Н. Тырсин (Уральский федеральный университет), д.т.н., А.А. Ручкин (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»), к.т.н., Т.А. Поспелова (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»), к.т.н.

Анализ системы заводнения является важнейшей задачей при сопровождении разработки нефтяных месторождений. Использование гидродинамического моделирования для ее решения характеризуется ресурсозатратностью и достаточно высокой степенью неопределенности. Эффективной альтернативой гидродинамическому моделированию для анализа системы заводнения может стать энтропийное моделирование, применение которого для решения данной задачи обосновано в данной статье. В рамках разработанного подхода объект моделирования (система пласт – скважины) рассмотрен как многомерная стохастическая система с потенциально взаимосвязанными элементами. При этом система является открытой, что позволяет рассматривать дифференциальную энтропию как сумму энтропии хаотичности (описывает взаимодействие системы со средой) и энтропии самоорганизации (описывает процессы внутри системы). В совокупности это обеспечивает более объективный подход к анализу системы заводнения, чем другие методы.

В статье приведено теоретическое обоснование разработанного метода. В частности, отмечено, что вычисление дифференциальной энтропии использует аппарат математической статистики. При этом многомерными случайными векторами являются векторы добывающих и нагнетательных скважин с данными, определенными для выбранных интервалов времени. Приведен пример использования метода применительно к синтетической нефтяной залежи. Залежь расположена в пласте со сложным распределением проницаемости. Разработка залежи ведется скважинами со сложной динамикой дебита и приемистости. Энтропийное моделирование выполнено для анализа взаимовлияния добывающих и нагнетательных скважин в целом для всего объекта и между отдельными парами скважин. Приведено сопоставление коэффициентов взаимовлияния добывающих и нагнетательных скважин, клторые были определены с помощью энтропийного моделирования и модели CRM. Для всех скважин получен очень высокий уровень соответствия, что свидетельствует о правомерности результатов энтропийного моделирования.

Список литературы

1. Степанов С.В., Поспелова Т.А. Новая концепция математического моделирования для принятия решений по разработке месторождений // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 4. – С. 50–53.

2. Захарян А.З., Урсегов С.О. От цифровых моделей к математическим: новый взгляд на геолого-гидродинамическое моделирование нефтегазовых месторождений при помощи искусственного интеллекта // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 12. – С. 144–148.

3. Smart Proxy: an Innovative Reservoir Management Tool; Case Study of a Giant Mature Oilfield in UAE / S.D. Mohaghegh, F. Abdulla, M. Abdou [et al.] // SPE-177829-MS. – 2015.

4. Хачкурузов Г.А. Основы общей и химической термодинамики. – М.: Высшая школа, 1979. – 268 с.

5. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1. – М.: Наука, 1976. – 584 с.

6. Shannon C.E. A Mathematical Theory of Communication // The Bell System Technical Journal. – 1948. – V. 27. – P. 379–423, 623–656.

7. Гельфанд И.М., Колмогоров А.Н., Яглом А.М. Количество информации и энтропия для непрерывных распределений // Труды III Всесоюзного

математического съезда. Т. 3. – М.: АН СССР, 1958. – С. 300–320.

8. Тырсин А.Н. Энтропийное моделирование многомерных стохастических систем. – Воронеж: Научная книга, 2016. – 156 с.

9. Пригожин И.Р. Введение в термодинамику необратимых процессов / пер с англ. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 160 с.

10. Тырсин А.Н. Системный анализ. Модели и методы. – Воронеж: Научная книга, 2019. – 167 с.

11. Проблематика оценки взаимовлияния добывающих и нагнетательных скважин на основе математического моделирования / С.В. Степанов, С.В. Соколов, А.А. Ручкин [и др.] // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2018. – Т. 4. – № 3. – С. 146–164.

12. Исследование особенностей оценки взаимовлияния скважин на примере модели CRM / А.А. Ручкин, С.В. Степанов, А.В. Князев [и др.] // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2018. – Т. 4. – № 4. – С. 148–168.

13. Исследование механизмов учета взаимовлияния скважин при использовании различных методов математического моделирования / Д.В. Зеленин, С.В. Степанов, А.Д. Бекман, А.А. Ручкин // Нефтепромысловое дело. – 2019. – № 12. – С. 39–45.


14. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Исследование зависимостей. – М.: Финансы и статистика, 1985. – 488 с.


Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.