Программное обеспечение Petrel

Министерство образования и науки Российской Федерации

Политехнический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова» в г. Мирном

Горный факультет

Кафедра Горного и нефтегазового дела

ДОКЛАД

по дисциплине: «Компьютерные технологии в добыче нефти»

на тему: «Программное обеспечение Petrel»

Работу выполнил: Гуляев А.И.

Работу проверил: Томская Л.А.

Мирный 2016 г.

Содержание

1. Программа Petrel

2. Технологическая цепочка в Petrel

2.1 Сейсмика

2.2 Корреляция скважин

2.3 Структурное моделирование

3. Принципы геомоделирования в Petrel

3.1 Разрешенность сетки

3.2 3D гриды в Petrel

4. Анализ модулей Petrel

6. Геофизика в Petrel

1.      Программа Petrel

Программное обеспечение Petrel «от сейсмики до разработки» предлагает пользователям интегрированные рабочие процессы для коллективной работы, объединяющие в единую технологическую цепочку геофизику, геологию и разработку месторождений, и открывающие путь к описанию резервуаров в режиме реального времени.

Программа Petrel представляет собой приложение на базе персонального компьютера (ПК) для интерпретации и моделирования пласта. Эта программа позволяет строить надежные модели пласта и обновлять их. Геофизики, геологи и инженеры-разработчики имеют возможность, используя встроенный в Petrel инструментарий, просматривать домены (глубина, время). На рисунке 1 показан интерфейс Petrel.

Рис.1. Интерфейс Petrel

2.      Технологическая цепочка в Petrel

является программным пакетом, который позволяет пользователю строить модель пласта от SEG-Y куба до перемасштабированной сетки со свойствами для экспорта в имитационную модель.

Программа Petrel не связана с реляционной базой данных. Входные данные импортируются из файлов - один файл на каждый объект. Все входные данные и созданные модели организованы в Petrel Explorer Import Data описывает процедуру импорта данных и различные поддерживаемые форматы данных.

D визуализация является превосходным средством контроля качества. С ее помощью легко обнаружить противоречивость данных и выполнить тщательный контроль качества наборов данных. Также имеется возможность стереоскопического изображения с использованием 3D очков, но эта возможность зависит от графической карты ПК. С помощью 3D очков достигается истинный 3D эффект при визуализации данных. Это первый шаг в использовании технологии виртуальной реальности в инструментарии для воссоздания параметров пласта.

2.1 Сейсмика

Массивы данных 3D сейсмики можно импортировать в формате SEG-Y и использовать для интерпретации горизонтов и разломов в 3D (рис.2). Сейсмические объемы можно также подвергнуть глубинному преобразованию и взять как образец в структурный 3D грид в качестве сейсмического свойства. Это может стать отправной точкой для структурной модели. Это также является способом визуального контроля качества, когда импортированные результаты интерпретации можно сверить с высокоразрешающей сейсмикой. Улучшенные атрибуты многодорожечной сейсмики усиливают важные аспекты сейсмических данных и подготавливают сейсмику для использования в выборе планов разлома или в подготовке кубов псевдосвойств для управления моделированием свойств.

Рис.2. Разломы и горизонты по сейсмическим данным в 2D и 3D окнах

Пользователь Petrel имеет возможность проводить сейсмическую объемную визуализацию. Можно создать SEG-Y субобъем и придать ему прозрачность. Этот субобъем можно свободно перемещать внутри большего SEG-Y объема. Придавая частотам в пределах специфического интервала (например, неколлектора) некоторую степень прозрачности, пользователь может рассматривать те частоты, которые представляют коллектор. Тела, которые теперь выделяются, могут представлять собой тела определенных фаций, например, турбидиты. Извлечением объема можно создать твердое тело из сейсмики, используя изоповерхности, которые можно измерить и использовать для определения информации на входе при последующем моделировании фаций.

2.2 Корреляция скважин

В Petrel имеется инструмент для быстрого создания корреляции на экране, с возможностью создания разреза нескольких скважин, выделения маркеров, повторного возвращения к исходному уровню и последующего внесения новых скважин для сравнения с уже прокоррелированными скважинами. По мере бурения новых скважин их можно легко зонировать. Пики можно редактировать, подтягивая их до нового расположения, а прослеживание глубины может обеспечить немедленное считывание новой глубины пиков, например, измеренной глубины или фактической глубины по вертикали (рис.3).

Рис.3. Объемный метод построения каркаса для региона со сложной структурой

2.3 Структурное моделирование

программный интерфейс сейсмический моделирование

Структурное моделирование включает в себя fault modeling (моделирование разломов), pillargridding (создание pillar сетки) и vertical layering (вертикальное переслаивание). Все три операции связаны вместе, в одну единую модель данных - трехмерную сетку.

В результате получена полная 3D сетка угловой точки. Модель, созданную во времени, конечно же, можно подвергнуть глубинному преобразованию. Процедура построения 3D сетки делится на 3 основных этапа:

.        Fault Modeling (Моделирование разломов). Создаваемые элементы разлома, известные как Key Pillars (Ключевые элементы), являются линиями, определяющими наклон и форму разлома. Имеется до пяти так называемых Shape Points (Точек формы) вдоль каждой из этих линий, чтобы отрегулировать форму разлома в полном соответствии с введенными данными. Ключевые элементы создаются на основе вводимых данных, таких как поверхности разломов (faultsurfaces), стержни разломов (faultsticks), линии разлома (faultlines), полигоны разломов (faultpolygons), структурные карты, интерпретированные сейсмические профили и т.д. Этот этап включает ручную работу в 3D окне.

.        Pillar Gridding (Создание сетки элементов). Результатом Pillar Gridding является 3D структура. Сетка представлена pillars (пилларами), которые определяют возможное расположение угловых точек блока сетки. Пользователь может определить направления вдоль разломов и границ для управления процессом построения сетки.

.        Vertical Layering (Вертикальное разбиение на слои). При определении вертикального разбиения слои включаются в массивы элементов, создаваемых на этапах 1 и 2. Там, где каждый элемент пересекает каждый слой, определяется узел 3D грида. Зоны разломов рассматриваются отдельно, чтобы обеспечить надлежащую реализацию разлома.

Входными данными для вертикального разбиения на слои могут быть линии, точки и поверхности. Используя любой тип этих входных данных, Petrel может создать 2D грид. Полученный в результате 2D грид является неотъемлемой частью 3D грида, его можно извлечь и экспортировать как однородную 2D сетку поверхности.

3.      Принципы геомоделирования в Petrel

Геологические модели создаются для различных целей, но общим является желание получения представления недр. В зависимости от цели, могут быть важны различные аспекты модели.

В случае построения модели при региональной разведке наиболее важными могут считаться формы структур. Геологические модели могут использоваться для точного расчета объемов или имитации влияния различных режимов отложения на полученные данные. При расчете моделей размер и сложность могут играть ограничивающую роль при получении моделей, которые наибольшим образом соответствуют истории.

В программе Petrel применяются 3D гриды, что дает возможность использования компоновочных блоков, с помощью которых пользователь может перестраивать модели реальной среды.

3.1 Разрешенность сетки

Разрешенность сетки является ключевым фактором при построении модели. Высокоразрешенная сетка (много ячеек) позволит пользователю создавать детальные модели среды, однако для расчетов на таких громоздких моделях требуется большое количество времени. Низкоразрешенная сетка не позволит создавать детальные модели, но она позволяет пользователю проводить быстрые расчеты.

Решение будет зависеть от цели моделирования, детальности и количества имеющихся данных. В общем, мало смысла в создании моделей с большим разрешением по горизонтали или вертикали, чем имеющиеся данные. Часто бывает разумно начать с грубой модели, протестировать влияние изменений, а затем уже повышать разрешение, когда параметры становятся более точными.

Учет или не учет разломов является другим важным фактором в процессе построения модели. При моделировании разломы могут быть важны в сценариях, когда они являются барьерами или каналами флюидов и могут оказывать сильное воздействие на результаты. При расчетах объемов они могут быть также важны в определении геометрии резервуара, хотя учет разломов требует ряда решений относительно их включения в грид и повышает время, необходимое для создания модели.

При учете разломов нужно также решить, когда стоит остановиться. Учет каждого разрыва в модели может сделать модель очень сложной в обработке и в некоторых сценариях разломы лучше моделируются как изменение свойств, чем разрыв в структуре.

3.2 3D гриды в Petrel

3D гриды создаются в процессах Structural Modeling <javascript:TL_13736.HHClick()> и появляются в таблице Models. 3D грид отображает один вариант геометрии резервуара, но он может содержать столько различных параметров, сколько требуется. 3D грид может иметь 5 различных моделей пористости, представленных в различном варианте интерпретации резервуара.

D грид делит пространство на блоки, каждый из которых подразумевается однородным. Таким образом, каждая ячейка сетки состоит из одного типа пород, имеет одно значение пористости, проницаемости и т.д. Эти параметры рассматривают как свойства ячейки. Это упрощение действительности, однако, это позволяет создавать модели среды, которые могут быть использованы для расчетов и т.д.

4.      Анализ модулей Petrel

Базовые модули Geoscience Core System (Базовый геологический модуль). Полная электронная справочная документация по пакету Petrel, 2D и 3D визуализация и загрузка всех геолого-геофизических данных, картопостроение, оцифровка и редактирование полигонов, моделирование разломов с трехмерным редактированием, построение трехмерного каркаса, добавление опорных горизонтов, разбиение трехмерной сетки на пласты и пропластки, создание и редактирование трехмерной сетки, калькулятор для карт, сеток и каротажных кривых, стерео изображение, подсчет запасов по пластам, блокам и табличные отчеты в виде текстовых файлов. Технологический менеджер для автоматического обновления (мониторинга) трехмерных геологических моделей. Блок анализа неопределённостей. Масштабная печать любых карт и профилей (сечений модели), импорт и экспорт трехмерных сеток, карт. Символы скважин по российским стандартам ГКЗ. В модуле предусмотрен Link для передачи данных в режиме реального времени Real-Time Data Link, позволяющий получать с буровой в интерактивном режиме текущую информацию по скважинам.

Reservoir Engineering Core System (Базовый гидродинамический модуль) после построения трехмерных геологических моделей позволяет: рассчитывать гидродинамические модели с помощью по Eclipse или Frontsim, задавать данные о PVT свойствах флюидов, данные о заканчивании скважин, фактические данные по добыче и мероприятиям, проводимым на скважинах. Данное ПО делает возможным создавать сценарии разработки, используя различные варианты геологических моделей, выбирать и запускать на расчет соответствующий симулятор Eclipse и анализировать полученные результаты гидродинамических расчетов. После этого идет просмотр результатов моделирования, таких как кубы давления и насыщенностей в 3D и 2D окнах, просмотр графиков, полученных при воспроизведении истории и при расчетах на прогноз, круговых диаграмм. Доступны опции по перемасштабированию сеток и свойств из геологической в гидродинамическую модель.

Combined Core System (Базовый объединенный модуль) - этот базовый модуль включает функциональность базовых геологического и гидродинамического модулей.

Data and Results Viewer (Визуализатор данных и результатов) - этот базовый модуль предоставляет возможность по визуализации скважинных и сейсмических данных, результатов интерпретации, геологического и гидродинамического моделирования. Он позволяет просмотреть и вывести на печать карты, схемы корреляции и разрезы. Может быть полезен инженерам-разработчикам для просмотра результатов гидродинамического моделирования: кубов давления и насыщенности в 3D и 2D окнах, графиков, полученных при воспроизведении истории и при расчетах на прогноз, круговых диаграмм. Доступны все операции над 3D сетками, в том числе: расчёт, визуализация и вывод на печать карт остаточных запасов.(API DevKit) (интегрированная среда программирования Ocean) -с помощью этого базового модуля можно разрабатывать свои программы (плагины) в Petrel. Кроме этой лицензии требуется иметь лицензию Microsoft Visual Studio NET для программирования в среде Ocean API. При наличии этого модуля будет доступна вся функциональность Petrel, но проект будет помечен водяными знаками. Для написания плагинов вместо этого модуля можно также использовать Petrel в любой конфигурации.

5.      Геология в Petrel

Для нахождения и извлечения углеводородов требуется точная и детальная геологическая модель, описывающая структуру, стратиграфию и свойства пород месторождения. Программная платформа Petrel предлагает полный спектр инструментов и рабочих процессов, позволяющий решать наиболее сложные задачи в области геологического моделирования. Интеграция данных геологической и геофизической интерпретации приводит к достоверному результату геологического моделирования, адаптации модели на историю и прогнозирования добычи.

Полный набор модулей для интерпретации данных геологии, включая детальную корреляцию скважин, картопостроение и трехмерное литофациальное и петрофизическое моделирование. Все геологические модули тесно интегрированы в единой технологической цепочке Petrel с модулями сейсмики и гидродинамики.Correlation (Модуль корреляции скважин) предназначен для создания классических схем корреляции скважин: создания отбивок кровли и подошвы пластов и их межскважинной корреляции; литолого-стратиграфической разбивки. Позволяет работать пользователю в различных масштабах глубин (абсолютной, измеренной и т.д.). Обладает интерактивными инструментами для визуализации, редактирования и управления данными. Это упрощает процесс интерпретации горизонтальной скважины (при неоднократном пересечении ствола с кровлей пласта) и визуализации синтетических сейсмограмм.Modeling (Модуль литофациального моделирования). Осреднение каротажных кривых в ячейки трехмерной сетки, применение различных алгоритмов стохастического моделирования, объектное моделирование различных фаций (речные системы, трансгрессия, регрессия и т.д.) и обстановок осадконакопления, детерминистское интерактивное фациальное моделирование, послойное моделирование с опциями моделирования нескольких пластов совместно.Hysical Modeling (Модуль петрофизического моделирования) служит для распределения непрерывных петрофизических свойств в трехмерной модели (таких как пористость, проницаемость и т.д.), используя алгоритмы стохастического и детерминистического моделирования, с учетом изменения тренда направления простирания; построения различных карт свойств (средних, эффективных).Analysis (Модуль анализа свойств разломов). Расчёт свойств разломов или присвоение им значений. Рассчитывается проницаемость и проводимость разломов. Рассчитанные значения могут быть экспортированы в Eclipse или использованы при работе встроенной версии Frontsim.Network Modeling (Модуль моделирования трещиноватости). Расширенные возможности визуализации трещин в окнах Petrel (3D, Wellcorrelation, Stereonet). Построение дискретных и непрерывных моделей трещиноватости, расчет параметров трещин и перемасштабирование их в трехмерную сетку - создание моделей двойной пористости для гидродинамического моделирования в Eclipse.

В Petrel используются технологии Golder Associates - лидера в области моделирования трещиноватых коллекторов.

6.      Геофизика в Petrel

Интегрированная платформа Petrel предоставляет пользователям множество возможностей для решения самых разнообразных задач, от сейсмической интерпретации до гидродинамического моделирования, многопользовательская среда обеспечивает эффективное сотрудничество специалистов из смежных областей в процессе работы.включает в себя широкий спектр современных инструментов для быстрой и эффективной интерпретации 2D и 3D сейсмических данных, а также для контроля качества и редактирования полученных результатов. Помимо этого, имеется возможность для интерпретации данных до суммирования и количественной интерпретации.

В результате, мы получаем 3D структурный каркас, который учитывает самое сложное тектоническое строение и условия осадконакопления; различные сейсмические аномалии; объёмные тела, выделенные по сейсмическим данным (палеорусла, соляные купола и т.п.); сейсмофации и объёмное распределение акустических и плотностных свойств среды. Все полученные данные непосредственно используются при геологическом моделировании для получения согласованной 3D модели месторождения и минимизации рисков бурения.

В районах со сложным тектоническим режимом быстрая и точная интерпретация является неотъемлемым условием работы. Изучение условий осадконакопления и тектонического режима возможно при помощи интерактивной палеореконструкции сейсмического разреза (рис.4). Возможность создавать трехмерную структурную модель в процессе интерпретации позволяет специалисту быстро проверить качество работы и оценить результаты, которые могут быть напрямую использованы для процессов геологического моделирования, таких как моделирование свойств, трещиноватости и объемный подсчет запасов.

Рис.4. Палеореконструкция сложного сейсмического разреза на основе геомеханического подхода для дальнейшего использования совместно с псевдо-диаграммами Уилера

Платформа Petrel повышает производительность с использованием новейших технологий визуализации для непревзойденного и быстрого отображения результатов. Комплекс объемных атрибутов генерируется на лету и смешивается в 32-битный цвет. Геологические тела, выделенные и извлеченные с использованием сейсмических данных, могут быть сразу же использованы при моделировании свойств.

Новый модуль количественной интерпретации Petrel позволяет взглянуть на сейсмические данные по-новому. Удобный и интуитивно понятный инструмент, который является неотъемлемой частью процесса интерпретации (рис.5). Специалисты могут легко визуализировать, интерпретировать и обрабатывать сейсмические данные до суммирования, осуществлять детальную привязку скважинных и сейсмических данных, оценивать физические свойства пород, проводить AVO и AVA анализ с использованием 3D кросс-плота, а также прогнозировать литологию и поровый флюид с помощью детерминистической и стохастической инверсии. Этот широкий спектр возможностей позволяет управлять неопределённостью на этапах разведки и эксплуатации месторождений, увеличивать добычу для традиционных и трудноизвлекаемых запасов.

Рис.5. Литоклассификация и прогноз по результатам сейсмической инверсии

В сложных областях получение четкой картины залежи имеет решающее значение. Для расширения возможностей и решения сложных задач платформа Petrel предлагает использование данных до суммирования, мульти-Z интерпретацию, интеграцию процессов обработки и интерпретации между программным комплексом для обработки геофизических данных Omega и платформой Petrel. Любые результаты работы специалиста-геофизика (от структурной интерпретации до количественной оценки резервуара или интерпретации 4D), полученные с помощью инструментов платформы Petrel, могут быть легко использованы в процессах других дисциплин, таких как моделирование нефтегазоносных систем, геологическое моделирование или планирование разработки. Интеграция различных направлений повышает точность результатов, позволяет улучшить взаимодействие специалистов и учесть неопределенности, находящиеся на стыке нескольких дисциплин.

Все инструменты, от интерпретации данных сейсморазведки до моделирования, объединены в одно приложение, что исключает проблемы импорта и экспорта и способствует совместной работе указанного инструментария.