|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Особенности разработки модели скважины в безнапорном неоднородном пласте (программа 1WELL)тезисы доклада
- Автор: Лехов М.В.
- Сборник: Математическое моделирование, геоинформационные системы и базы данных в гидрогеологии. Материалы всероссийской научно-практической конференции (25-27 сентября 2013 г.)
- Тезисы
- Год издания: 2013
- Место издания: АНО УКЦ "Изыскатель" Москва
- Первая страница: 50
- Последняя страница: 51
- Аннотация: Решение прямой задачи нестационарной фильтрации при откачке или наливе является предметом научного программирования в приложении к планированию и интерпретации опытно-фильтрационных работ, прогнозу работы дренажных и водозаборных скважин. Программа 1WELL представляет собой инструмент исследования, обучения и симуляции опытов с учетом комплексного влияния факторов, усложняющих фильтрационную схему. Разработка программного обеспечения откачек и наливов связана с рядом трудностей алгоритмизации нелинейных граничных условий на фильтре скважины, а также на свободной поверхности, если рассматривается безнапорный поток. Криволинейный характер поверхности, плавающей границы, определяет использование в моделировании метода конечных элементов. Алгоритм (ключ) автоматической трансформации элементов под свободной поверхностью позволяет с большой точностью аппроксимировать ее ломаной линией в процессе итерационного подбора, что не дает конечно-разностная схема со ступенчатой формой криволинейных границ. Привлекательной стороной для придания программе универсального характера является регулярный характер области в предпосылках осевой симметрии, вертикальной внешней границы, отнесенной за радиус влияния, скважины, границ слоев, генерализованных до горизонтально-слоистого залегания. Ортогональная сетка образующих границ элементов позволяет автоматизировать задание параметров для неоднородного разреза и обеспечить удобный двухмерный вывод и экспорт результатов. Специальный интерес представляет моделирование самой опытной скважины с целью интерпретации данных одиночных опытов и прогноза водопонижения. Интерпретация кустовых опытов в большинстве ординарных случаев вполне уверенно может базироваться на известных аналитических моделях с графическими приемами расчета обобщенных параметров пласта. Но если ставить задачей изучение неоднородности, профильное моделирование кустовых опытов является его единственным инструментом. Для одиночного опробования использование аналитических зависимостей почти всегда сопряжено с неопределенностью. Примеры – скважина недобурена до водоупора, неизвестны степень несовершенства, мощность, влияние неоднородности ниже забоя, кольматация фильтра не позволяет рассчитать упругую и гравитационную емкость пород, параметр перетекания. Искажение начального периода влиянием емкости ствола скважины существенно затрудняет расчет проводимости, и иногда (при наложении еще и перетекания) делает его невозможным – весь квазистационарный период упругой фильтрации дает отклонение от прямой линии на графике S – logt. Поэтому разработка численной модели требует внимания к вопросам гидравлики потока вблизи и на стенке скважины. Интересным является возможность получения решения для наливов и откачек через дно колодца, – при большом диаметре случая несовершенства, не имеющего апробированной методики интерпретации. В скважинах с открытым фильтром на перечисленные факторы накладывается явление высачивания на его стенках. Оно может возникнуть и в безнапорном, и в напорном пласте при осушении ствола, когда снаружи фильтр остается затопленным. Граница потока на фильтре делится на участок постоянного напора, под водой, и переменного, определяемого ординатой точки. Без учета высачивания задача моделирования с осушаемым фильтром не может быть решена. Для случаев нестационарного потока, несовершенной скважины, затопленного фильтра, кольматации, неоднородности аналитические модели не существуют. Программа 1WELL профильного моделирования осесимметричной фильтрации с учетом особенностей вблизи скважины представляет по существу симулятор откачек и наливов для спектра схем. И для кустовых, и для одиночных опытов в несовершенных скважинах во многих случаях – это инструмент факторно-диапазонного анализа данных. Наиболее проблемными в интерпретации опытов являются вопросы влияния неоднородности пласта и кольматации фильтра, они не имеют детерминированной аналитической основы, когда в гидравлически едином пласте нарушается предпосылка Дюпюи. Программа позволяет произвести назначение: откачка или налив в скважину, заданный дебит, заданный напор или мгновенное изменение напора в скважине с его восстановлением (экспресс-опыт), восстановление после откачки или налива, возобновление после остановки, жесткое перетекание на подошве пласта, цикличное питание или испарение на свободной поверхности, однородный или слоистый пласт, массив с затухающей проницаемостью, анизотропия, двойная емкость совершенная или несовершенная по степени вскрытия пласта скважина, приток через забой скважины, дно колодца кольматация фильтра и забоя скважины. Упругое перетекание моделируется прямым образом путем задания разделяющей толщи в модели в виде слоя. Интерфейс состоит из редактора ввода гидрогеологических параметров, корректность задания которых контролируется программой. Параметры модели – шаги по пространственным координатам и времени, могут быть заданы оптимальные значения по умолчанию, корректируются в соответствии с параметрами. Исследования точности решения позволили установить определенные требования к разбивке в зависимости от характеристик схемы. Тестирование производится с использованием известных решений (Тейса, Хантуша, Маскета, схемы отраженных стоков), выбираемых программой автоматически, исходя их анализа набора параметров фильтрационной схемы. Дополнительный инструмент для моделирования реальных опытов – интерфейс работы с данными. Он обеспечивает сравнение модельных и опытных изменений напоров и расходов для вариантного решения обратной задачи. Опытные данные вводятся в виде журнала наблюдений. В качестве по мощи при подготовке модели откачки или налива предоставлена возможность использования эталонных решений для ориентировочной оценки параметров проводимости, водоотдачи и перетекания. Используется процедура совмещения с эталонными кривыми в тех или иных координатах. Численное моделирование предоставляет возможность исследовать ряд специфических задач – малодебитного водообмена скважины с пластом при: цикличном питании-испарении на свободной поверхности, инерционности наблюдательных скважин, экспресс наливах и откачках, консолидационной деформации… Главной же областью приложения все же является планирование, анализ и прогнозный расчет откачек и наливов.
- Добавил в систему: Лехов Михаил Владимирович