Проблема с симуляцией Polymer Flooding

Последнее сообщение
Никита Мазуренко 11 5
Июн 13

Всем добрый день.

На данный момент подготавливаю симуляцию по Polymer Flooding в Eclipse.

Основная задача - Исследование стабильности полимерного раствора при повышенной температуре и повышенной солоноватости.

Data файл есть, ошибок не выдаёт. НО! Вся проблема в том, что симулятор не может связать влияние вариаций в температуре и солоноватости с стабильностью полимерного раствора.

В идеале согласно теории при повышении солоноватости или температуры (в коллекторе) вязкость раствора должна понижаться. 

Соответственно коэффициент нефтеотдачи должен варьироваться в зависимости от вязкости раствора.

В Эклипсе это вызывает проблемы, т.к. температурное влияние по идее только в ECL300 работает и то в 2012 версии (хотя я и там толком не нашел примера в мануале); в то время как в ECL100 влияние солоноватости на полимерный раствор более-менне получилось прописать в Data файле. Прямой связи нет, но нашёл влияние солоноватости на концентрацию полимерного раствора. Решил прогнать через симулятор, т.к. допускаю, что концентрация связана с вязкостью, но в графиках коэффициент нефтеотдачи остаётся на уровне примерно 32% (1200 дней) вне зависимости от того, какую концентрацию я бы ни писал.

Посоветуйте, что можно сделать, чтобы:
1) Эклипс мог нормально связать влияние повышенной солоноватости и температуры на стабильность полимерного раствора и мог нормально провести симуляцию и выдал чёткое влияние на графиках и в 3D модели соответственно.
2) Чтобы не было конфликтов между ECL300 и ECL100, т.к. в мануале влияние солоноватости на концентрацию полимерного раствора доступна только для ECL100, а влияние температуры на полимерный раствор доступна только в ECL300.

Если есть альтернативный способ просчитать влияние повышенной температуре и повышенной солоноватости на полимерный раствор, то буду благодарен!

Заранее всем спасибо за дельные советы! 

VIT 1082 12
Июн 13 #1

Что-то не совсем понятно как основная задача "Исследование стабильности полимерного раствора при повышенной температуре и повышенной солоноватости." связана с симулирование в эклипсе.

Никита Мазуренко 11 5
Июн 13 #2

VIT пишет:
Что-то не совсем понятно как основная задача "Исследование стабильности полимерного раствора при повышенной температуре и повышенной солоноватости." связана с симулирование в эклипсе.

Согласно теории полимерный раствор используется при повышении нефтеотдачи пласта. В эклипсе вполне возможно проводить симуляцию по EOR (Enhanced Oil Recovery). Поэтому обратился к этой програме. Видел презентации, где описывается, как в эклипсе проводят тест на влияние солоноватости на адсорпцию. Поэтому решил попробовать проделать что-то в этом роде. Но, не получается пока...

Foxbat 46 6
Июн 13 #3

По хорошему счету, эти исследования проводят в лаборатории на реальных образцах. А оттуда уже все эти данные в симулятор вводят. На симуляторе лишь считают влияние неоднородностей.
Если просто побаловаться, то для активации чувствительности полимера к солености нужно прописать киворд BRINE. По температуре насколько я знаю, эклипс этого не делает. Есть температурный критерий для полимерных проектов: T<90 градусов цельсия.
Вообще для более комплексного хим моделирования рекомендуемые симуляторы STARS, UTChem, Reveal, правда последние 2 не поддерживают крупных моделей.

VIT 1082 12
Июн 13 #4

Возможно у вас неверное представление об Эклипсе. Все что он делает это считает что куда течет при разнице давлений. Можно еще прикрутить разные штуки но сути это не меняет. Поэтому все химические процессы являются входными данными - это идет из лаборатории. Чаще всего с помощью Эклипса стараются выяснить эффективность вытесения неоднородной модели 3D используя лабораторные данные по вытеснению 1D.

Edit. Пока писал, уже успели ответить передо мной, так что сие адресованно топикстартеру.
*Кстати, что-то сильно тормозить сайт стал при редактировании/создании сообщений - просто весь эксплорер зависает на секунд 30.

Никита Мазуренко 11 5
Июн 13 #5

Функцию BRINE включал, но она в дальнейшем приводит только к влиянию на концентрацию полимерного раствора, а он не принёс изменение в коэффициенте нефтеотдачи в Эклипсе.

Значит в CMG STARS будет реальнее прогнать модель, чтобы получить желаемые результаты ? Держал эту программу, как альтернативный вариант, так как имел больше опыта работы в Эклипсе.

Foxbat 46 6
Июн 13 #6

Небольшие изменения концентрации могут практически не влиять на конечную нефтеотдачу.

Гоша 1165 12
Июн 13 #7

В CMG будет получаться примерно то же самое - лабораторные данные (или тот факт, что их нет) ведь не поменялись :)

Температурная опция есть и в Е100 издавна.
Совместимость ее с закачкой полимеров (точнее распад полимера с ростом температуры) появилась, начиная с 2013 версии (polymer thermal degradation). Кроме того добавлены разные реологические модели.

Но, как уже справедливо заметили VIT и Foxbat, исследовать влияние температуры и солей надо физически в лаборатории. И, возможно, без прокачки через керн, а для начала просто в мензурке.
 

Никита Мазуренко 11 5
Июн 13 #8

А возможно ли тогда будет предоставить взаимосвязь между распадом полимера с ростом температуры и, например, его адсорпцией? Ну или с любым другим фактором. Чтобы графически это взаимоотношение было очевидно достаточно. 

В лаборатории есть HPAM образцы и вискометр, но хотелось больше иметь дело с софтом.

Нашёл мануал по ASP для STARS. Попробуем смоделить. 

Слышал советы про STARS, но если и её никак не привязать к данной теме, то лучше сразу скажите, чтобы время не тратил. А если всё-таки можно, то советы знающих софт людей помогли бы.

Спасибо за комменты.

 

Foxbat 46 6
Июн 13 #9

Я бы все-таки рекомендовал вам начать с азов. Посмотреть как моделируются химические реакции, начать с чего - нибудь простого, например реакции Белоусова-Жаботинского, также понять как адаптируются лаб исследования. А из софта, для лабораторных целей, я бы порекомедовал COMSOL Myltiphysics, Chemical Reaction Engineering Module http://www.comsol.com/products/chemical-reaction-engineering/ . Там примеров достаточно, чтобы понять как все это делается. А уж потом можно и на полимеры переходить когда все понятно станет.
А эклипс и старс это софт преимущественно для моделирования в масштабах месторождения.

Гоша 1165 12
Июн 13 #10

"А возможно ли тогда будет предоставить взаимосвязь между распадом полимера с ростом температуры и, например, его адсорпцией?"
Не совсем понятно. Адсорбция, как я встречал в лаб отчетах и теоретическом описании, строится в виде изотермы - т.е. "функция почти не зависящая от температуры". И зачем ее прикручивать к тепловому эффекту?

"В идеале согласно теории при повышении солоноватости или температуры (в коллекторе) вязкость раствора должна понижаться." - в модели ECLIPSE 2013 это реализовать можно. Думаю, что и в STARS можно (пусть добавит, кто знает). Но параметры ключевых слов все равно брать из лаборатории, и (согласен с Foxbat) отнюдь не "в лоб", а учитывая эффект изменения масштаба в симуляторе "керн->месторождение (или участок)".

Но более-менее приближенная к физике модель слишком емкая для general-purpose reservoir simulators, коими являются ECLIPSE и STARS - вот здесь, например, ссылаются, что модель эволюции "обычной" пены считается несколько суток(!) - http://phys.org/news/2013-05-secret-mathematicians-evolution-dissolution-clusters.html
 

Никита Мазуренко 11 5
Июн 13 #11

Спасибо за советы по хим. софту. Попробовать можно.

Начитался литературы и вот что нашёл:

1) Температурный эффект идет по уравнению Аррхениуса при низкой скорости сдвига.
2) Влияние температуры меняет скорость гидролиза

Но это всё химия. Если бы можно было уравнение Аррхениуса прописать в симуляторе, было бы хорошо. Но это вряд ли.

Так, например, Charles A. Kossack (Schlumberger Advisor) в своей презентации наглядно представляет Polymer Flooding, хотя и на примере ASP.
Там у него и графики идут четкие и в конце количество закачанного полимерного раствора он сравнивает с количеством нефти, добытой хим. повышением нефтеотдачи пласта. Но сам код в датник он не указывает разумеется... Так что дилемма остаётся...

Foxbat 46 6
Июн 13 #12

Уравнение Аррениуса показывает зависимость константы скорости хим реакций от температуры, но оно имеет ограничения в применимости.
Вообще же, полимер разлагается с увеличением температуры, солености и скорости сдвига(shear thinning), т.е. при большой скорости раствора, полимер  разрушается.
Адсорбция увеличивается с температурой и концентрацией, десорбция тоже, хотя она не всегда присутствует.
Вроде ниче не напутал. Все это проверяют на экспериментах в лабораториях, и для каждого случая скорости и виды этих процессов будут разными. Можно все это очень приблизительно рассчитать, но обычно всегда проводят эксперименты, т.к. здесь очень много влияющих факторов.
У вас вроде задача "Исследование стабильности полимерного раствора"
Поищите статьи про полимеры, например на SPE или сайнсдирект. http://www.onepetro.org  www.sciencedirect.com
Там полюбому должны быть статьи с подробными объяснениями, лаб опытами и моделированием.
А симуляторы - это лишь инструмент, что задается на входе, то они и показываеют на выходе. Например задаешь увеличение вязкости водной фазы с увеличением концентрации полимера, он и выдаст увеличение нефтеодачи. Но можно с таким же успехом задать уменьшение вязкости с увеличением концентрации, а симулятор и покажет уменьшение нефтеотдачи, хоть это и не физично будет.

Никита Мазуренко 11 5
Июн 13 #13

Спасибо Foxbat за дельные комменты.

Загвоздка вся в том, что я разработчик и не имел никогда отношения к UTCHEM или EQBATCH. Хотя эти софты чётко всё по теме полимеров выполнят (включая адзорпцию, дезорпцию и прочее) и на графиках покажут и даже к коэффициенту нефтеотдачи это привяжут. Конечно это минус мне, что не знаю софта, но, честно говоря, даже не ожидал, что так повернётся.

Поэтому давайте как-нибудь к эклипсу данную тему привяжем, так как у меня там и модель уже есть и навыки. Функции BRINE и LANGMUIR прописывал у себя в полимерной модели. Но результат неизменный -  коэффициент нефтеотдачи остаётся без изменений.

Помогите, какие параметры в эклипсе можно будет поменять для полимерного раствора, чтобы это отразилось на вязкости и на коэффициенте нефтеотдачи соответственно. Химию и физику я потом к результатам соответственно сопоставлю.

Благодарю.

Foxbat 46 6
Июн 13 #14

Нужно вместо PLYVISC использовать PLYVISCS. В первом случае это таблица зависимости мультипликатора вязкости воды от концентрации полимера. Второй же случай, зависимость мультипликатора вязкости от концентрации полимера и солености воды. И должно сопровождаться тиблицей SALTNODE, концентраций соли в растворе, т.е. как дополнение к таблице PLYVISCS. В общем модель в эклипсе напрямую связывает концентрацию соли к мультипликатору. Хотя по физике соль уменьшает концентрацию полимера, а тот уже в свою очередь вязкость.
Да и не забыть активировать BRINE.
Загляните в мануал, там хорошо все описано. Даже уравнения описывающие модель имеются.
По температуре придется брать ECLIPSE 2013 и смотеть как он это делает, либо шаманить и вручную изменять таблицы(адсорбцию и мультипликатор вязкости) для каждого другого значения температуры, чтобы модель быдавала другие значения.

lodestar 44 12
Июн 13 #15

to Foxbat -
хорошо так про Эклипс излагаете, по полимерам позвольте уточнение - соль заставляет макромолекулу свернуться (конформацию свою поменять), концентрация полиэлектролита в растворе не меняется.
to Никита Мазуренко -
не знаю бэкграунда вашего, но советую про свойства растворов полиэлектролитов почитать, про полиэлектролитное набухание, про вязкость. И найти результаты лабораторных исследований, постараться их к Эклипсу привязать. Аррениус и прочая кинетика вам тут не нужна, голову не забивайте.

Никита Мазуренко 11 5
Июл 13 #16

to lodestar - 

 
Спасибо. Насчёт этого я уже понял. Сейчас главная проблема - найти ключевые слова кода в датнике Эклипса, которые эти физ/хим процессы могут описать достаточно, чтобы результаты были очевидными и реальными.
 
to Foxbat - 
 
Спасибо за ключевики. Сегодня попробую проверить, даст ли это какие-либо изменения. 
Никита Мазуренко 11 5
Июл 13 #17

to Foxbat - 

Пробовал прогнать через PLYVISCS вместо PLYVICS - эклипс выдаёт ошибку, что опции POLYMER/BRINE не включены. Хотя в RUNSPEC они указаны...Как это разрешить ?

При включении SALTNODE, нужно изменить значения в TABDIMS,так как идёт включение дополнительных параметров для мультипликаторов.
Какие значения там надо указать ? Точнее исходя из чего их надо менять?

Заранее спасибо.

Foxbat 46 6
Июл 13 #18

В RUNSPEC должно быть просто прописано POLYMER и BRINE. Если не идет, значит нет лицензии на эту опцию.
Если в SALTNODE одна таблица, то с TABDIMS можно не заморачиваться, оставить дефолтные значения.
Плюс нужно прописать SALTVD(концентрация соли с глубиной) в SOLUTIONS для эквилибрации.

Рушан 555 12
Июл 13 #19

UTCHEM годится для простых секторных моделей. Utchem это 1 из стандартов который сравнивается с тем же CMG например. Раньше лет 10 назад utchem и его код вроде можно было скачать с сайта UT. Сейчас можно оставить заявку и только тогда дают линк.
http://www.cpge.utexas.edu/?q=UTChem_AC

Никита Мазуренко 11 5
Июл 13 #20

Нужно отследить стабильность полимерного раствора при высоких температурах и вариациях в температурах. Это возможно сделать только в последних версиях Эклипса, т.е. 2012 и выше. У меня версия 2009. Там этого сделать нельзя.

Я могу скинуть data file, там модель уже готовая. Всё, что мне нужно - это просто добавить туда keywords с температурным эффектом на полимерный раствор и прогнать на симуляторе.

Мне нужны только графики FOE - Field Oil Efficiency, т.е. изменения в коэффициенте эффективности нефтеотдачи пласта.

Если кто-то может помочь, буду очень благодарен!

Foxbat 46 6
Июл 13 #21

Если чисто для виду, то можно просто тупо изменить мультипликаторы вязкости.
А еще проще изменить график FOE на фотошопе)))

Ani 25 10
Фев 16 #22

чем то закончилось решение проблемы ?

хотя "...задача - Исследование стабильности полимерного раствора при повышенной температуре и повышенной солоноватости..." либо не совсем правильно сформулирована  (а интересует исследование реализ. алгоритма заложенного в симуляторе-влияние температуры и минерализации на св-ва полимера и  как следствие на эффективность) либо это действительно надо проводить в лаборатории данные исследования...

У меня тоже есть проблемы с симуляцием паа заводнения в eclipse.  Может кто сталкивался ,что подскажет...

1.почему концентрация полимера (вычисляется по  данным, которые выгружаются в качестве результатов = закачка паа/приемистость  ) не равна заложенной проектной концентрации.

Сначала подумали ,что причина - когда задается органичение по Рзаб и давление достигает заложенного ограничения , еще и снижается концентрация полимера для снижения вязкости полимера . Но есть вариант расчета, когда давление не достигает Рзаб макс и все равно концентрация ниже проектной (1,22 вместо 1,5 кг/м3)

2.считали разные варианты по заданию адсорбции максимальной и ост.фактора сопротивления. Результаты тоже пока не совсем понятные. Вариант с мин.адсорбцией и мин ост.фактором дает существенно большую доп.добычу, чем вариант с макс.адсорбцией и макс ост.фактором (например 80 000 и 1 000 т.доп.доб.). Как реализован сам механизм закачки полимера не понятно

...еще есть и др.вопросы)))

 

Go to top