13
Reservoir Simulation Reservoir Simulation – Reservoir Reservoir Description Description Etienne MOREAU Introduction Why run a flow simulation ? Mathematical & Numerical considerations ECLIPSE Reminder Outline Data review Space & Time Discretisation Reservoir description Fluid description Initialisation Aquifer & Well representation Flow description © 2010 - IFP Training 2 Flow description History matching Production Forecast EP - Reservoir Simulation - Introduction - E.M.

5 1 Reservoir Description EM

  • Upload
    hassan

  • View
    18

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

5 1 Reservoir Description EM

Citation preview

Re

serv

oir S

imu

latio

n

Re

serv

oir S

imu

latio

n ––

Re

serv

oir

Re

serv

oir

De

scriptio

nD

escrip

tion

De

scriptio

nD

escrip

tion

Etie

nn

eM

OR

EA

U

�In

trod

uctio

n

•W

hy

run

aflo

wsim

ula

tion

?

•M

ath

em

atica

l&

Nu

me

rical

con

side

ratio

ns

•E

CLIP

SE

Re

min

de

r

Ou

tline

�D

ata

rev

iew

•S

pa

ce&

Tim

eD

iscretisa

tion

•R

ese

rvo

ird

escrip

tion

•F

luid

de

scriptio

n

•In

itialisa

tion

•A

qu

ifer

&W

ell

rep

rese

nta

tion

•F

low

de

scriptio

n

© 2010 -IFP Training

2

•F

low

de

scriptio

n

�H

istory

ma

tchin

g

�P

rod

uctio

nF

ore

cast

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion -

Intro

ductio

n -

E.M

.

NU

ME

RIC

AL

FL

OW

MO

DE

L

Flo

w m

od

el

NU

ME

RIC

AL

FL

OW

MO

DE

L

=

Flo

w S

imu

lato

r+

© 2010 -IFP Training

3

+M

od

elle

d D

ata

EP

-R

eserv

oir

Sim

ula

tion –

Reserv

oir

Descrip

tion -

E.M

.

Da

ta re

vie

w

�R

ese

rvo

irg

eo

me

try

•T

op

Re

serv

oir

•F

low

un

its

�R

ock

de

scriptio

n

�F

low

s de

scriptio

n

•O

ne

ph

ase

: Pe

rme

ab

ility T

en

sor

•M

ultip

ha

se: K

r & P

c

�A

qu

ifer d

escrip

tion

�R

ock

de

scriptio

n

•N

et

toG

ross

•P

oro

sity&

pe

rme

ab

ility

•P

ore

com

pre

ssibility

�F

luid

sd

escrip

tion

•In

rese

rvo

irco

nd

ition

s(P

VT

)

•In

stock

con

ditio

ns

�A

qu

ifer d

escrip

tion

•G

eo

me

try, V

olu

me

, Co

mp

ress.

•P

erm

ea

bility

�W

ell d

escrip

tion

•P

rod

uctio

n co

nstra

ints

•P

rod

uctiv

ity in

de

x

Histo

ry m

atch

ing

© 2010 -IFP Training

4

•In

stock

con

ditio

ns

�In

itial

Sta

te

•C

on

tact

de

pth

s(W

OC

an

dG

OC

)

•P

ressu

rea

ta

refe

ren

ced

ep

th.

�H

istory

ma

tchin

g

•P

rod

uctio

n a

lloca

tion

pe

r we

ll

•P

rod

uctio

n d

ata

(pre

ssure

, GO

R,

WO

R, …

)

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

Sed

imen

tolo

gic

al

Mo

del

Stru

ctu

ral m

od

el

Stra

tigra

ph

ic M

od

el

© 2010 -IFP Training

5

Petro

ph

ysic

al M

od

el

Up

scalin

gG

eo

sta

tics

Flo

w M

od

el

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

�P

etro

ph

ysica

lm

od

el

•In

teg

ratio

no

fse

ismic

da

ta,

ge

olo

gy

,p

etro

ph

ysics,

fluid

de

scriptio

n,

pro

du

ction

da

tato

:

•C

ha

racte

rizeth

ere

serv

oir

ge

om

etry

an

dro

ckp

rop

ertie

s.

•D

efin

eflo

wu

nits.

•D

efin

eflo

wu

nits.

•E

stima

teth

eflu

ids

initia

llyin

pla

ce.

�F

low

mo

de

l

•G

ridd

efin

ition

.

•E

stima

tion

pe

rg

ridce

llo

fth

ed

ata

rela

ted

tore

serv

oir

© 2010 -IFP Training

6

•E

stima

tion

pe

rg

ridce

llo

fth

ed

ata

rela

ted

tore

serv

oir

de

scriptio

na

tin

itial

state

(ge

om

etry

,p

oro

sity,

sing

lep

ha

sea

nd

mu

ltip

ha

seflo

ws,

fluid

s,p

ressu

res,

satu

ratio

ns).

•E

stima

tion

of

the

fluid

sin

itially

inp

lace

.

•S

imu

latio

no

fth

ed

yn

am

icb

eh

av

iou

ro

fth

ere

serv

oir.

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

�M

ain

issue

s

•In

terp

ola

te(o

re

xtra

po

late

)d

ata

inn

on

reco

gn

ised

are

as.

•G

ive

on

lyo

ne

va

lue

for

ea

chp

ara

me

ter

ine

ach

grid

cell.

•T

ak

ein

toa

ccou

nt

discre

tisatio

ne

ffects

(cell

dim

en

sion

s,tim

este

p,…

)ste

p,…

)

�D

ata

Up

scalin

g

•R

ock

sa

reh

ete

rog

en

eo

us

at

all

scale

s.−

Me

asu

rem

en

tsa

red

on

ea

ta

llsca

les.

•D

ata

va

ryra

pid

lyin

ea

chce

ll.−

Da

tan

ee

dto

be

av

era

ge

din

ea

chce

ll.

•F

low

sb

etw

ee

nce

llsm

ust

be

corre

ctlyre

pre

sen

ted

.

© 2010 -IFP Training

7

•F

low

sb

etw

ee

nce

llsm

ust

be

corre

ctlyre

pre

sen

ted

.−

Va

riatio

ns

of

pre

ssure

&sa

tura

tion

mu

stb

efu

llyca

ptu

red

.

•H

en

ceth

en

ece

ssityfo

re

ach

pa

ram

ete

r:

−to

de

scribe

ho

wth

ep

ara

me

ter

isd

istribu

ted

inth

eg

ridce

ll.

−to

pre

ciseh

ow

the

com

ple

ted

istribu

tion

can

be

rep

lace

db

yo

ne

va

lue

.

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

ta U

psca

ling

: Flo

ws b

etw

ee

n ce

lls mu

st be

corre

ct

�R

ese

rvo

iris

de

scribe

din

the

Ge

om

od

el

(fine

grid

).

�F

low

sa

reca

lcula

ted

inth

eflo

wm

od

el

(coa

rseg

rid).

�It

isim

po

rtan

tto

pre

ciseh

ow

tog

ofro

mth

eg

eo

log

ical

�It

isim

po

rtan

tto

pre

ciseh

ow

tog

ofro

mth

eg

eo

log

ical

mo

de

lto

the

flow

mo

de

l

© 2010 -IFP Training

8E

P -

Reserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

ta U

psca

ling

: Ro

cks a

re h

ete

rog

en

eo

us

�R

ock

sa

reh

ete

rog

en

eo

us

at

all

scale

s:

•P

ore

•C

ore

•S

trata

•S

trata

© 2010 -IFP Training

9E

P -

Reserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

taD

x

(m)

Dy

(m)

Dz

(m)

Vo

lum

e

Plu

g:

10

-210

-23. 1

0-2

10

-5 m

3

Da

ta U

psca

ling

: Da

ta a

re d

efin

ed

at d

iffere

nt sca

les

Co

res

:10

-110

-110

-110

-3 m

3

Lo

gs

:10

-110

-110

10

-1 m

3

Re

se

rvo

ir ge

olo

gic

al c

ell:

20

20

2.5

10

3 m

3

Re

se

rvo

ir sim

ula

tion

ce

ll:100

100

10

10

5 m

3

© 2010 -IFP Training

10

Re

se

rvo

ir sim

ula

tion

ce

ll:

We

ll tes

ts :

500

500

40

10

7 m

3

Re

se

rvo

ir vo

lum

e:

10

410

410

210

10

m3

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

ta U

psca

ling

: Da

ta a

re d

efin

ed

at d

iffere

nt sca

les

10

-5m

3

10

3m

33

D/4

D S

eis

mic

10

-5m

3P

LU

GS

10

3m

3

FIN

E M

OD

EL

CE

LL

10

5m

3

CO

AR

SE

MO

DE

L C

EL

L

1

2.53e2.53

2.5

××× ×1

04

××× ×1

00

××× ×1

08

?

© 2010 -IFP Training

11

CO

AR

SE

MO

DE

L C

EL

L

10

-1m

3L

OG

S

min

i-mo

dels

or s

imila

r

an

d a

pp

ly la

b re

l perm

s

pro

vid

ed

mo

del s

uffic

ien

tly fin

e

(layers

of 0

.5-1

.0 m

etre

s)

Up

-scalin

g fro

m a

Fin

e G

rid

to a

Co

ars

e G

rid M

od

el

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

ta U

psca

ling

: Da

ta n

ee

d to

be

av

era

ge

d

Avera

ge p

rop

erty

(e.g

., po

rosity

)

© 2010 -IFP Training

12

Ho

mo

gen

izatio

n le

ng

th o

r RE

V

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

AV

ER

AG

E S

HA

LIN

ES

S =

10%

Da

ta U

psca

ling

: Flo

ws b

etw

ee

n ce

lls mu

st be

corre

ct© 2010 -IFP Training

13

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

ta U

psca

ling

: Flo

ws b

etw

ee

n ce

lls mu

st be

corre

ct

∆x

He

tero

ge

ne

ou

s p

oro

us

me

diu

m

∆x

Ho

mo

ge

ne

ou

s p

oro

us

me

diu

m

∆P

TQ

×=

∆x

∆P

µ Ak

Q

×=

© 2010 -IFP Training

14

Med

ium

)

Poro

us

eo

us

(Hetero

gen

vity

T

ransm

issi

Med

ium

)

Poro

us

us

(Hom

ogen

eo

centers

grid

betw

een

distan

ce

& area

Sectio

n

ty

,P

ermeab

ili

are

cells

obetw

een tw

flo

ws

g

contro

llin

param

etersR

eservoir

∆P

µQ

×=

∆x

µQ

×=

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

ta U

psca

ling

�M

ea

sure

me

nts

at

diffe

ren

tsca

les

•P

lug

•Lo

g

•P

ressu

retra

nsie

nt

test

•S

eism

icsca

le•

Se

ismic

scale

�Im

po

ssible

toco

nsid

er

all

lev

els

of

he

tero

ge

ne

ities

ina

flow

mo

de

l

•E

ach

cell

isco

nsid

ere

da

sh

om

og

en

eo

us.

−F

low

sin

side

ea

chce

lla

ren

ot

rep

rese

nte

d.

•H

ete

rog

en

eity

iso

nly

cap

ture

db

etw

ee

nce

lls−

Flo

ws

be

twe

en

cells

mu

stb

eco

rrectly

rep

rese

nte

d

© 2010 -IFP Training

15

−F

low

sb

etw

ee

nce

llsm

ust

be

corre

ctlyre

pre

sen

ted

�N

ee

do

fm

eth

od

olo

gy

toin

clud

ea

llsca

les

of

info

rma

tion

:

•A

ve

rag

ing

da

ta(th

at

do

no

td

ep

en

do

nflo

ws)

ine

ach

ind

ivid

ua

lce

ll

•U

psca

ling

da

ta(th

at

de

pe

nd

on

flow

s)b

etw

ee

nce

lls

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Da

ta U

psca

ling

PO

RE

-G

RA

IN

MIC

RO

MA

CR

O

ME

GA

GIG

A

CE

LL

CO

RE

© 2010 -IFP Training

16

FIE

LD

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

: Ge

om

etry

De

pth

s a

re d

efin

ed

at th

e g

rid b

loc

k c

en

tre.

∆∆∆ ∆x

Zto

p

XY

vie

wX

Z s

ec

tion

∆∆∆ ∆x

∆∆∆ ∆y

∆∆∆ ∆z

Zto

p

© 2010 -IFP Training

17

Ce

ll vo

lum

e is

Vt =

∆∆∆ ∆x

. ∆∆∆ ∆y . ∆∆∆ ∆

z

XY

vie

wX

Z s

ec

tion

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Flo

w S

imu

lato

r ke

ep

s in

me

mo

ry lo

ca

tion

s o

f grid

blo

ck

ce

ntre

s

an

d p

oro

us

vo

lum

es

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

: Ge

om

etry

© 2010 -IFP Training

18

Grid

Da

ta k

ep

t in m

em

ory

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

: Grid

+

+

+

++

+

+

++

+

+

+

© 2010 -IFP Training

19

+

++

+

Grid

s I e

t II are

eq

uiv

ale

nt

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

: Po

re co

mp

ressib

ility

Vp

Vp

-∆∆∆ ∆

Vp

Vs

Pf

Vs

+∆∆∆ ∆

Vs

Pf -

∆∆∆ ∆P

f

© 2010 -IFP Training

20

dP

dV

p

Vp 1

Cp

=

Pf

Pf -

∆∆∆ ∆P

f

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir d

escrip

tion

: Po

re co

mp

ressib

ility

dP

dV

p

Vp 1

Cp

=P

ore

s :

dP

dV

s

Vs 1

Cs

−=

dP

dV

t

Vt

1C

t=

So

lid :

To

tal :

© 2010 -IFP Training

21

Po

re c

om

pre

ss

ibility

an

d to

tal c

om

pre

ss

ibility

are

no

t ide

ntic

al :

Ct =

ΦΦΦ Φ. C

p -

(1 -

ΦΦΦ Φ) . C

s

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

�Id

en

tificatio

no

fflo

wu

nits

�P

op

ula

tion

of

the

pe

trop

hy

sicalm

od

el

•D

efin

ition

pe

rG

ridC

ell

of

Ne

tto

Gro

ss,P

oro

sitya

nd

Pe

rme

ab

ility

•T

wo

ma

inp

rob

lem

s

Re

serv

oir d

escrip

tion

: Ma

in issu

es

•T

wo

ma

inp

rob

lem

s

−In

terp

ola

te(o

re

xtra

po

late

)d

ata

inn

on

reco

gn

ised

are

as.

−G

ive

an

av

era

ge

for

ea

chp

ara

me

ter

ine

ach

grid

cell.

�U

psca

ling

•R

ese

rvo

ire

ng

ine

erin

gd

ata

are

ofte

nd

efin

ed

at

asm

all

scale

(core

da

tao

re

ve

np

ore

da

ta).

•T

he

sed

ata

are

no

tco

nsta

nt

ino

ne

grid

cell.

© 2010 -IFP Training

22

•T

he

sed

ata

are

no

tco

nsta

nt

ino

ne

grid

cell.

•H

en

ceth

en

ece

ssityfo

re

ach

pa

ram

ete

r:

−to

de

scribe

ho

wth

ep

ara

me

ter

isd

istribu

ted

ind

eth

eg

ridce

ll.

−to

pre

ciseh

ow

the

com

ple

ted

istribu

tion

can

be

rep

lace

db

yo

ne

av

era

ge

va

lue

.

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir D

escrip

tion

: Ide

ntifica

tion

of flo

w U

nits

Tarb

ert2

Tarb

ert3

19

60

19

80

20

00

-25

ps

i

T3

210/1

5a-6

210/1

5a-T

5

Bro

om

Tarb

ert1

Tarb

ert2

Ness3

Ness4

Ness2

Ness1

Ran

no

ch

2

Ran

no

ch

1

Etiv

e

20

20

20

40

20

60

20

80

Depth (m TVDSS)

74

4 k

g/m

3

T4

a6

T5

210/1

5a-T

4

© 2010 -IFP Training

23

21

00

21

20

21

40

27

50

28

00

28

50

29

00

29

50

30

00

30

50

31

00

31

50

Pre

ss

ure

(ps

ia)

-24

0 p

si

10

25

kg

/m3

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Ce

ll Vo

lum

e : V

t = ∆∆∆ ∆

x . ∆∆∆ ∆

y . ∆∆∆ ∆

z

Re

serv

oir d

escrip

tion

: Ne

t thick

ne

ss an

d p

oro

sity

Fa

cie

s 1

(ΦΦΦ Φ

1, V

u1

)

Ce

ll Vo

lum

e : V

t = ∆∆∆ ∆

x . ∆∆∆ ∆

y . ∆∆∆ ∆

z

Ne

t Vo

lum

e : V

u =

Vu

1 +

Vu

2

Po

rou

s V

olu

me

: Vp

= ΦΦΦ Φ

1 . V

u1

+ ΦΦΦ Φ

2 . V

u2

Ne

t Th

ick

ne

ss

: Hu

= H

t . Vu

/ Vt

© 2010 -IFP Training

24

Fa

cie

s 2

(ΦΦΦ Φ

2, V

u2

)

No

n re

se

rvo

ir

Ne

t Th

ick

ne

ss

: Hu

= H

t . Vu

/ Vt

Po

ros

ity : ΦΦΦ Φ

= V

p / V

u

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.

Re

serv

oir D

escrip

tion

: Ex

am

ple

NT

GP

oro

sity

0.0

11

Initia

l So

il

0.1

0.3

3

Perm

X (m

D)

© 2010 -IFP Training

25

00.9

110,0

00

EP

-R

eserv

oir S

imula

tion –

Reserv

oir D

escrip

tion -

E.M

.