"живое" демо горения в пласте

Последнее сообщение
Василий Шелков 20 14
Окт 09

Добрый день!

Хотел поделиться прогрессом компании "РФ Динамикс" по моделированию
одного из самых сложных физико-химических процессов добычи нефти -
внутрипластового горения. Нам удалось полностью понять, описать(200 стр.
формул!) и внедрить в tNavigator моделирование внутрипластового горения
применяемых в STARS и Eclipse-300.

С нашего сайта (http://www.rfdyn.ru) можно загрузить новое бесплатное демо
теперь включаещее модель горения в пласте. Модель очень сложная - это проводящий
канал в неактивном, но прогреваемом пласте с теплопотерями через границы,
включает 11 твердных, жидких и газообразных компонент(kerogen, coke, CO2, heavy
and light oils, O2 bnl) и 9 химических реакций между ними.

Расчет само собой параллельный на ядрах. Очень интересно смотреть в реальном
времени расчета(в 3D) как горит kerogen, образуется CO2 и легкая нефть, как идет
фронт давления и температуры.

Что наиболее поразительно, что нам удолось за 8 месяцев реализовать тепловый модели
как STARS так и Eclipse-300 и поддержать входные b[ форматы ключевых слов - 240 слов
STARS и 420 Eclipse-100 и 300.

Демо и модели здесь:

http://www.rfdyn.ru

Инструкция перехода от моделирования по методике STARS к Eclipse-300 внизу.

Если заинтересует как создать профиль вдоль линит соединяющей скважины и смотреть
в реальном времени продвижение фронтов по нему - пишите, объясню.

С Уважением,
Василий Шелков
rfdynamics@gmail.com
+7 916 254 5899

P.S. Инструкция для демо моделирования горения в пласте.

//
// Rock Flow Dynamics LLC Copyright 2008-2009
//

Для загрузки и расчета модели горения в пласте в соответствии с методиками
и термической моделью STARS(CMG), загрузите в tNavigator модели следующим
способом:

Запустите демо версию и на главной панеле симулятора выберите:

"Open as STARS" -> Выбрать "demo/HeavyOilCombustion/
STARS.dat"

Для загрузки и расчета модели горения в пласте в соответствии с методиками
и термической моделью Eclipse-300(Schlumberger)

"Open As Eclipse 300" -> Выбрать "demo/HeavyOilCombustion/Eclipse300.dat"

KerogenModel.ppt

miroslavB 7 12
Окт 09 #1

Очень интересно! А как в Вашем интерфейсе получить графики распределения фронта температур вдоль направления между скважинами????

Василий Шелков 20 14
Окт 09 #2

Добрый день!

Это очень просто. Сначала надо создать профиль, это можно сделать
в 3D и 2D картах. Проще объяснить для 2D:

- вкл.чите русский интерфейс(Options->Language->Russian)
- выберите любое свойство из дерева начальных или вычисленных карт
- выберите поменяйте слева от графического окна "Слой" на "Среднее"
- вызовите модуль создание профилей(правая панель от графического окна,
вторая сверху иконка ("сдвинутые полочки")
- сделайте левый клик мыши на крайний левый и затем на крайний правый блок, Затем "OK"
- перейдите в закладку "Графики/Инфо по профилю"
- выберите температуру, давление или конценрации любых компонентов горения,
все будет отображаться как крывые вдоль профиля соединяющего две скважины

нажмите расчет, смотрите все в реальном времени

Распределения для CMG модели качественно и количественно похожи на расчты STARS,
а для Eclipse-300 на расчеты Eclipse-300.

Будем рад ответить на любые другие вопросы!

Спасибо!

С Уважением,
василий

maxim 83 14
Окт 09 #3

Василий, день добрый!

хотел бы Вам задать пару вопросов:

допустим я разобрался как строить модели горения, а вот как быть с коэффициентами в уравнениях реакции? то есть откуда вы получали свои коэффициенты которые у вас в примерах, ну допустим CH4 + 2O2->2H2O+CO2 - при условии что весь метан окислился - известная и вполне логичная реакция (уравнение), а вот что делать с нефтью причем тяжелой?

Как Вы определили свои коэф-ты а так же те параметры которые определяют процесс горения (энтальпия, энергия активации....)

Спасибо.

Василий Шелков 20 14
Окт 09 #4

Максим, добрый день!

Тут часть оценивается аналлитически, часть экспериментально
измеряется в специальных исследованиях. Что-то опубликовано,
что то делается под конкретный пласт и нефть. Мы подготовим более
детальный ответ для вас.

Спасибо!

С Уважением,
Василий

maxim пишет:

Василий, день добрый!

хотел бы Вам задать пару вопросов:

допустим я разобрался как строить модели горения, а вот как быть с коэффициентами в уравнениях реакции? то есть откуда вы получали свои коэффициенты которые у вас в примерах, ну допустим CH4 + 2O2->2H2O+CO2 - при условии что весь метан окислился - известная и вполне логичная реакция (уравнение), а вот что делать с нефтью причем тяжелой?

Как Вы определили свои коэф-ты а так же те параметры которые определяют процесс горения (энтальпия, энергия активации....)

Спасибо.

maxim 83 14
Окт 09 #5

Василий Шелков пишет:

Максим, добрый день!

Тут часть оценивается аналлитически, часть экспериментально
измеряется в специальных исследованиях. Что-то опубликовано,
что то делается под конкретный пласт и нефть. Мы подготовим более
детальный ответ для вас.

Спасибо!

С Уважением,
Василий

Спасибо Василий,

я работаю на Русском месторождении, может Вы слышали про него, в середине 80-хх годов на нем было реализовани горение, сначала сухое а затем влажное, единственная проблема все это грамотно обсчитать, так же были проведени и лабораторные исследования! С учетом выделившегося тепла, потерь тепла, изменения вязкости и т.д. то есть я хочу учесть все наиболее важные моменты! Я уже считал, результаты есть, но все это находится в сомнении.....
Так же я меня есть множество статей, SPE, JCPT и другие правда я еще не все успел просмотреть но я конкретно не нашел как определить коэф-ты в уравнении, есть какие то попытки но чтобы для целой нефтяной фрации нет....еще меня интересует энтальпия реакции, может Вы встречали или знаете как ее посчитать?

Большое спасибо!

Rfus 119 12
Окт 09 #6

Хм, интересно. То ли в конце прошлого, то ли в начале этого года видел презентацию RFD на московской секции SPE. Осталось хорошее впечатление, несмотря на кое-какие технические косяки, так как идеи очень интересные. Вот.

Хотелось бы пожелать вам удачи и спросить: почему не работают ссылки на сайт?

Василий Шелков 20 14
Окт 09 #7

Rfus пишет:

Хм, интересно. То ли в конце прошлого, то ли в начале этого года видел презентацию RFD на московской секции SPE. Осталось хорошее впечатление, несмотря на кое-какие технические косяки, так как идеи очень интересные. Вот.

Хотелось бы пожелать вам удачи и спросить: почему не работают ссылки на сайт?


Добрый день!

Извиняемся за неудобства! А какая конкретно ссылка не работала?
Я только что попробовал загрузить все с

http://www.rfdyn.ru
Login: spe
Password: org

Нажать оранжевую кнопку Enter

и этот тоже:

http://www.youtube.com/RockFlowDynamics

Все вроде ОК, хотя я из Омана захожу. Про проблемы
пишите пожалуйста напрямую на rfdynamics@gmail.com
или support@rfdynamics.ru

Спасибо!

С Уважением,
Василий Шелков

Василий Шелков 20 14
Окт 09 #8

maxim пишет:

Василий, день добрый!

хотел бы Вам задать пару вопросов:

допустим я разобрался как строить модели горения, а вот как быть с коэффициентами в уравнениях реакции? то есть откуда вы получали свои коэффициенты которые у вас в примерах, ну допустим CH4 + 2O2->2H2O+CO2 - при условии что весь метан окислился - известная и вполне логичная реакция (уравнение), а вот что делать с нефтью причем тяжелой?

Как Вы определили свои коэф-ты а так же те параметры которые определяют процесс горения (энтальпия, энергия активации....)

Спасибо.


Максим, добрый день!

Привожу ответ на ваш вопрос основного архитектора и автора нашей
термической композиционнки Тех. Директора РФД Кирилла Богачева.

Здравствуйте!

У нас модельный пример, согласованный по всем термодинамическим параметрам.

Для определения параметров химических реакций для реальных смесей (псевдо-компонент)
используется 2 пути.

I) Лабораторные эксперименты.

1. Смесь в сепараторе разделяется на, скажем, 5 фраций. Это будут наши всевдокомпоненты.
2. Для каждой из них меряем вес, объем, атомный вес (т.е. моли).
3. Затем удельные теплоемкости, теплопроводности, вязкости и т.д.
4. Сожгем их и получим энергии, удельный расход воздуха и компонент смеси. Это стандартная калориметрия.
По удельному расходу (обычно меряется массовый) и молярным весам (см. п.2) получаем коэффициенты уравнения реакции.
5. Измеряем критическое давление и температуру, хотя бы в нескольких точках, для задания фазового состояния смеси.
6. Весь этот ворох данных обрабатываем в какой-то программе, которая с помощью корреляций единичные измерения превращает в большие таблицы.

II) Корреляции по химическому составу

1. Смесь в сепараторе разделяется на, скажем, 5 фраций. Это будут наши всевдокомпоненты.
2. Для каждой из них получаем химический состав - доли чистых углеводородов.
3. Получаем обобщенную формулу псевдокомпонента CxHy, т.е. вычисляем количество атомов углерода x, водорода y на единицу смеси
4. Находим корреляции, связывающие количество атомов углерода, водорода на единицу смеси (x, y) с параметрами химических
реакций

С Уважением,

Кирилл Богачев

miroslavB 7 12
Окт 09 #9

maxim пишет:

Спасибо Василий,

я работаю на Русском месторождении, может Вы слышали про него, в середине 80-хх годов на нем было реализовани горение, сначала сухое а затем влажное, единственная проблема все это грамотно обсчитать, так же были проведени и лабораторные исследования! С учетом выделившегося тепла, потерь тепла, изменения вязкости и т.д. то есть я хочу учесть все наиболее важные моменты! Я уже считал, результаты есть, но все это находится в сомнении.....
Так же я меня есть множество статей, SPE, JCPT и другие правда я еще не все успел просмотреть но я конкретно не нашел как определить коэф-ты в уравнении, есть какие то попытки но чтобы для целой нефтяной фрации нет....еще меня интересует энтальпия реакции, может Вы встречали или знаете как ее посчитать?

Большое спасибо!


Русское месторождение - высоковязкое около 170 спз вязкость, конечно слышали. Да и еще участвовали в ТЭО КИН, где считал на секторной модели закачку пара (ПТОС), горячей воды и тд
Как там сейчас обстановка на Русском? читал, что многозабойные скважины забурили?

maxim 83 14
Окт 09 #10

Василий Шелков пишет:

4. Находим корреляции, связывающие количество атомов углерода, водорода на единицу смеси (x, y) с параметрами химических
реакций

Давайте рассмотрим пример:

нашел такую формулу для определения коэф-ов: CHn+[(2m+1)/(2m+2)+n/4]*O2 --> m/(m+1)*CO2+1/(m+1)*CO+n/2*H2O

где n - отношение водорода к углероду и m - отошениее CO2/CO, пусть m и n известны, так же известна молекулярная масса нефти!

Следовательно коэффициенты реакции определены! Но CHn - не наша нефть, ее молекулярная масса не соответствует!
Так как молекулярная масса нефти 340 а CHn -при n = 2 равно 16, то можно все коэф-ты домножить на 340/16.
На сколько такой подход верен, можно ли так делать?

Спасибо.

maxim 83 14
Окт 09 #11

miroslavB пишет:

Русское месторождение - высоковязкое около 170 спз вязкость, конечно слышали. Да и еще участвовали в ТЭО КИН, где считал на секторной модели закачку пара (ПТОС), горячей воды и тд
Как там сейчас обстановка на Русском? читал, что многозабойные скважины забурили?

Здравствуйте!

ну 170 это не точное значение, это же только если в одной пробе, а так разброс значений большой!
а скважины такие есть, типа "fish-bone" и достаточно успешные!
много чего поменялось за это время!

Кирилл Богачев 2 12
Окт 09 #12

maxim пишет:

Давайте рассмотрим пример:

нашел такую формулу для определения коэф-ов: CHn+[(2m+1)/(2m+2)+n/4]*O2 --> m/(m+1)*CO2+1/(m+1)*CO+n/2*H2O

где n - отношение водорода к углероду и m - отошениее CO2/CO, пусть m и n известны, так же известна молекулярная масса нефти!

Следовательно коэффициенты реакции определены! Но CHn - не наша нефть, ее молекулярная масса не соответствует!
Так как молекулярная масса нефти 340 а CHn -при n = 2 равно 16, то можно все коэф-ты домножить на 340/16.
На сколько такой подход верен, можно ли так делать?

Спасибо.


Краткий ответ - да. Для примера приведу рекомендованные выкладки
для вычисления начального приближения к заданию химических реакций.

Введем обозначения и молекулярные веса:
вода H2O - вес 18
кислород O2 - вес 32
углекислый газ CO2 - вес 44
эмпирический углеводород CH - вес 13

Для реакции горения CH тогда справделива формула

CH + 1.25*O2 -> 0.5*H2O + CO2

В этой формуле:

1. есть согласованность по молекулярным весам:
слева: 13+1.25*32 = 53
справа: 0.5*18+44 = 53

2. есть согласованность по атомному составу:
слева: 1C, 1H, 2.5O
справа: 1C, 1H, 2.5O

Поэтому используем эту формулу как отправную.

Энтальпия реакции горения углеводородов - обычно 38000kJ/kg ... 51000kJ/kg
Возьмем 47000kJ/kg. В расчете на молекулярный вес CH это дает 13*47000=611000kJ/kg-mol.
Итак:

Энтальпия этой реакции 611000kJ/kg-mol
Энергия активации (типично) 53000kJ/kg-mol

Попробуем теперь вычислить параметры реакции для интересующей Вас нефти
с молекулярным весом 340. Ниже для простоты выкладок будем считать молекулярный
вес равным 338. Обозначим:

нефть OIL - вес 338.

Поскольку этот углеводород в 338/13 = 26 раз тяжелее CH, то коэффициенты
реакции и ее энергию надо умножить на 26, получаем:

OIL + 32.5*O2 -> 13*H2O + 26*CO2

Энтальпия реакции 26*611000=15886000kJ/kg-mol

Энергия активации меняется не пропорционально молекулярному весу.
Первоначалное приближение 53000kJ/kgmol.
Окончательно ее подбирают при настройки модели.

maxim 83 14
Окт 09 #13

Спасибо) в принципе таким путем и идем! нашел одну книженцию хорошую, посоветовали специалисты из Калгари, если завтра не забуду, кину ссылку!

miroslavB 7 12
Окт 09 #14

А как книженка называется, какой автор?

maxim 83 14
Окт 09 #15

miroslavB пишет:

А как книженка называется, какой автор?

DOI 10.2172/3175
Title In-Situ Combustion Handbook -- Principles and Practices
Creator/Author Sarathi, P.S.
Publication Date 1999 Jan 28

Rfus 119 12
Ноя 09 #18

Посмотрел вчера tNavigator. Очень приятный симулятор, производит хорошее впечатление. Глубоко не копал, что понравилось и не понравилось.

Понравилось:
+ Очень userfriendly interface. Очень удобный и простой. Все интуитивно понятно. В этом плане гораздо лучше, чем Eclipse Office, Buider (CMG) и VIP;
+ Можно наблюдать модель во время счета, останавливать, снова запускать. Тут же можно выводить все расчитываемые параметры;
+ Не подтормаживает. Хотя на больших моделях не смотрел, но демо примеры считает и визуализирует очень бодро;

Не понравилось:
- Понимает не все ключевые слова Eclipse.

Go to top