Использование расчетного ядра Gasnet-b на примере цифрового двойника Берегового месторождения в системе Gasnet Sirius

UDK: 681.518:622.276
DOI: 10.24887/0028-2448-2021-8-72-75
Ключевые слова: цифровой двойник, технологический режим, газоконденсатные промыслы, детерминированная математическая модель, автоадаптация, симулятор многофазного потока, дожимная компрессорная станция (ДКС)
Авт.: Т.А. Поспелова (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»), к.т.н., С.М. Князев (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»), А.В. Стрекалов (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»), д.т.н., Р.Р. Лопатин (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»), к.т.н., Д.Н. Трушников (ООО «Тюменский нефтяной научный центр»)

Газовые и газоконденсатные промыслы представляют собой сложнейшие геолого-технологические системы, состоящие из подземной части (залежи), системы скважин, трубопроводов и технологических установок, объединенных общей структурой для добычи углеводородного сырья. Для эффективной разработки месторождений технологические показатели разработки должны быть рассчитаны во всей системе сбора углеводородов от пласта до магистрального трубопровода и удовлетворять ряду требований. Первым является обеспечение планового отбора газа и максимальной экономической эффективности работы промысла, что, как правило, соответствует максимальному давлению на входе дожимной компрессорной станции (ДКС), при котором ниже требуемая степень сжатия и потребление топливного газа. Второе требование - обеспечение равномерного отбора газа по площади, стабильной и безопасной работы скважин с учетом всех геолого-технологических ограничений, включая предельно допустимую депрессию на пласт, отсутствие эрозии стенок труб, гидратообразование. Кроме того, требуется соблюдение условий охраны недр и правил техники безопасности. Для расчета технологических показателей на практике используют симуляторы, позволяющие моделировать многофазный поток, такие как PipeSim, Eclipse с опцией Networks, GAP, tNavigator и др. Анализ симуляторов выявил следующие недостатки: неустойчивость математического вычислительного аппарата для реализации цифровых двойников с любыми структурами и набором характеристик; низкая скорость расчета модели (более 1 мин); отсутствие перманентности адаптации к промысловым замерам.

В ООО «ТННЦ» разработан программный комплекс GasNet Sirius, состоящий из двух расчетных ядер GasNet-α и GasNet-β, который лишен указанных недостатков. В статье приведено обоснование разработки второго ядра GasNet-β. Дано описание его расчетной схемы (система уравнений). Представлена модифицированная методика расчета потерь давления для двухфазного потока в трубах, разработанная Х.Д. Беггзом и Дж.П. Бриллом, которая является одним из базовых элементов в текущей схеме. Для определения корректности входных данных и применяемых корреляционных зависимостей, а также настройки модели на фактические данные телеметрии разработаны алгоритмы поиска адаптационных коэффициентов по скважинам и трубам. Приведен алгоритм расчета модели ДКС, во входных данных которого учитываются все необходимые ограничения и кривая коэффициента полезного действия завода изготовителя. Приведено сравнение результатов расчета с фактическими данными и результатами расчета программного продукта PipeSim на примере цифрового двойника Берегового месторождения.

Список литературы

1. Методика обоснования технологических режимов газовых и газоконденсатных скважин с применением интегрированных моделей / А.Н. Харитонов, Т.А. Поспелова, О.А. Лознюк [и др.] // Нефтепромысловое дело. – 2020. – № 4. – С. 41–47.

2. Реализация цифровых двойников для управления газовым промыслом / Т.А. Поспелова, А.В. Стрекалов, С.М. Князев, А.Н. Харитонов // Нефтяная провинция. – 2020. – № 1(21). – С. 230–242.

3. Стрекалов А.В. Математические модели гидравлических систем для управления системами поддержания пластового давления. – Тюмень: ОАО Тюменский дом печати, 2007. – 664 с.

4. Брилл Дж. П., Мукерджи Х. Многофазный поток в скважинах. – М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. – С. 121–126.



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