Марафон ИТ-соревнований 2021

Симулятор гидроразрыва пласта нового поколения

«РН‑ГРИД» обеспе­чивает выпол­нение всех инже­нерных расчётов, необхо­димых для проекти­рования и анализа гидро­разрыва пласта. Сотни инженеров, тысячи успешно прове­денных операций ГРП — мы вложили в симулятор «РН‑ГРИД» самые лучшие практики и весь накоп­ленный опыт наших специа­листов по ГРП.

РН-ГРИД - Симулятор гидроразрыва пласта нового поколения

Что нового

Мы постоянно работаем над улучшением «РН-ГРИД», выпуская новые версии каждые 6 недель.

Версия от 08.10.2021

Версия от 08.10.2021

Мы добавили:

  • возможность отключения опции копирования папки с расчетными данными при создании копии дизайна ГРП;
  • возможность быстрого создания копии элемента БДЖП через пункт контекстного меню элемента.

Кроме того:

  • в исходных данных при переименовании шаблонов графиков или импорта файлов теперь для удобства подставляется текущее название;
  • в отчет по дизайну ГРП в таблицу характеристик трещины добавлен вывод средних по площади и эффективных проводимости и проницаемости.
Версия от 03.09.2021

Версия от 03.09.2021

Мы добавили:

  • новый вид анализа - анализ трений;
  • новую функциональность - "Операции с ГИС";
  • экспресс-оценку технико-экономической эффективности ГРП;
  • опцию отображения продуктивных зон на картах;

и еще более 30 улучшений.

Версия от 15.06.2021

Версия от 15.06.2021

Мы добавили:

  • расширенный отчет по результатам мини-ГРП (данные трения);
  • переключение K/K' в базе данных жидкостей;
  • проверка на некорректные точки в начале траектории.

Кроме того, были внесены следующие изменения:

  • улучшена работа с файлами забойных манометров gst и manograph;
  • при импорте исходных данных исправлено определение года, заданного двумя цифрами, и отображение свойств столбца с абсолютным временем;
  • исправлено отображение 3D графиков;
  • исправлена выгрузка отчета в Excel по результатам многовариантного моделирования.
Версия от 20.04.2021

Версия от 20.04.2021

Мы добавили:

  • новое оптимизированное расчётное ядро;
  • удобные механизмы загрузки полной и неполной даты-времени в файлах исходных данных;
  • импорт данных станции управления из проекта РН-ВИЗОР;
  • предупреждения при наличии перепродавки в окне «План закачки»;
  • расчёт коэффициента продуктивности для газовых скважин;
  • создание синтетических ВС и ГИС на них для портов ГС МГРП (может также использоваться для загрузки синтетических ГИС «по TVD»);
  • возможность расчёта «забойного» давления на любой глубине, внутри и снаружи НКТ (место установки перенесено в окно «Конструкции»);
  • возможность выбирать элементы, отображаемые в 3D-окне.

Кроме того, исправлено сохранение настроек, требующих перезагрузки приложения.

Версия от 05.02.2021

Версия от 05.02.2021

Мы добавили:

  • отображение нескольких наборов графиков в одном окне;
  • построение единого отчёта для МГРП;
  • расчёт дебита нефти по отдельным зонам с учётом обводненности и пластового давления каждой зоны;
  • отдельное «3D-окно» для отображения всех скважин и трещин с сохранением настроек отображения;
  • подсветку загружаемых столбцов данных в соответствии с типом;
  • калькулятор для экспресс расчёта потерь давления на трение для жидкости из БД;
  • редактирование стадии плана по массе пропанта;
  • визуальный редактор слоёв при проведении идентификации литотипов.
Версия от 19.10.2020

Версия от 19.10.2020

Мы добавили:

  • новое оптимизированное расчетное ядро;
  • возможность загрузки данных давления, температуры и др. с учетом форматированного времени из файлов формата LAS, Manograph, GST.
Версия от 25.09.2020

Версия от 25.09.2020

Мы добавили:

  • ввод и отображение конструкции "внахлёст";
  • расчёт статистики для кривых на интервале расчёта объёмов закачки;
  • выгрузку всех выделенных кривых в один файл с учётом смещения;
  • выгрузку в файл и в буфер обмена рассчитанных данных продуктивности трещины;
  • калькулятор для быстрого перевода ЕИ;
  • новые ЕИ "г/м3" и "мг/м3" для массовой концентрации химии.
Версия от 13.07.2020

Версия от 13.07.2020

Мы добавили:

  • новое оптимизированное ядро;
  • ещё один способ объединения кривых исходных данных по времени с помощью окна выбора кривых;
  • отображение длины интервала вместе с объёмами в фактических данных;
  • возможность раздельной установки точек на расходе и давлении в степ-тестах;
  • настройку пределов и названий осей для графика плана закачки;
  • кнопки линейных преобразований для всех таблиц в окне «Опции модели»;
  • выбор предпочитаемого типа давления по умолчанию (устьевое или забойное) для новых создаваемых анализов тестовых закачек.

Кроме этого, были внесены следующие улучшения:

  • удобный выбор литотипов при ручном редактировании геомеханической модели;
  • редактирование MD и высоты ИП в мультипланшете.
Версия от 12.05.2020

Версия от 12.05.2020

Мы добавили:

  • новое оптимизированное расчётное ядро;
  • экспертизу опций моделирования по всем дизайнам в скважине;
  • быстрый расчёт кривой забойной концентрации пропанта;
  • двусторонние стрелки на графики с возможностью поворота на 90 градусов с Shift;
  • кнопки для создания анализов тестовых закачек в панель инструментов графика.

Кроме того, улучшены:

  • загрузка файлов с форматированным временем;
  • отображение координатной сетки и литологии в 3D;
  • формат отчета по КГРП.
Версия от 16.04.2020

Версия от 16.04.2020

Мы добавили:

  • прогресс-бар при импорте моноширинных файлов;
  • автоматическое распознавание процентов в ЕИ при импорте.

Кроме того, улучшены:

  • расчёт TVD в таблице сужений в окне Конструкции при добавлении нового сегмента в таблицу ОК;
  • стиль кривых ГИС в окне результатов расчёта;
  • алгоритм раскраски профиля напряжений по цветам литотипов для моделей с малым числом слоёв в окне результатов расчёта.
Версия от 11.03.2020

Версия от 11.03.2020

Мы добавили:

  • модуль для удобной сшивки каротажей;
  • проверки доступной оперативной и дисковой памяти при расчёте.

Кроме того:

  • существенно уменьшено потребление оперативной памяти приложением;
  • улучшены алгоритмы визуализации карты трекинга пропанта и пропанта в 3D, реализована выгрузка 3D-анимации;
  • доработана выгрузка отчетов по анализам тестов и дизайнам ГРП.
Версия от 26.12.2019

Версия от 26.12.2019

Мы добавили:

  • новые иконки, тёмную тему и сглаживание кривых;
  • импорт РИГИС из las- и Excel-файлов с перекодировкой литотипов;
  • мульти-планшет для одновременного редактирования дизайнов МГРП;
  • удобную визуальную нарезку слоёв геомеханической модели;
  • отображение значения параметра и дельты сдвига при визуальном редактировании геомеханической модели;
  • автоматический расчёт объёма продавки;
  • опцию инициации трещины из нескольких интервалов перфорации.
Версия от 27.11.2019

Версия от 27.11.2019

Мы добавили:

  • автоматическое разбиение фактических данных закачки на стадии;
  • расчёт продуктивности для газовой скважины с ГРП;
  • быстрое создание накопленных кривых без калькулятора;
  • настройки экспорта совмещенных устьевых и забойных данных в сводный csv-файл;
  • настройки видео при экспорте анимации (качество и FPS).
Версия от 04.10.2019

Версия от 04.10.2019

Мы добавили:

  • единицы измерения объёма (баррели) и массового расхода (тонны/мин);
  • информационные колонки с TVD низа и объёмом сегментов ОК и НКТ в конструкцию скважины.

Кроме того:

  • улучшена логика управления областью расчёта для произвольной сетки;
  • уточнены ограничения на расположение элементов конструкции для случая селективных пакеров.

Версия от 30.08.2019

Версия от 30.08.2019

Мы добавили:

  • возможность расчета на неравномерной сетке в расчётное ядро;
  • возможность выбора алгоритмов Нелдера-Мида, Дифференциальной эволюции, Метода роя частиц, а также Response-Surface (многомерная квадратичная поверхность) в модуль оптимизации.

Кроме того, график исходных данных был значительно переработан, что упростило его использование.

Версия от 15.07.2019

Версия от 15.07.2019

Мы доработали:

  • график исходных данных;
  • модуль дизайна ГРП.

Кроме того:

  • значительно расширена функциональность шаблонов и подготовки отчетов;
  • в главном меню «Помощь» доступно полностью переработанное руководство пользователя.

Версия от 01.07.2019

Версия от 01.07.2019

Мы реализовали:

  • новую функциональность для отображения карт температуры и расчета продуктивности в модуле дизайна ГРП;
  • новые удобные возможности в модуле импорта исходных данных.

Кроме того, повышены скорость и удобство использования лога приложения.

Версия от 03.06.2019

Версия от 03.06.2019

Мы усовершенствовали:

  • модуль оптимизации дизайна ГРП;
  • интерфейс графиков исходных данных, добавив «горячие клавиши» для масштабирования осей по отдельности и повысив качество отображения информации.

Кроме того, уточнён расчёт высоты трещины в некоторых особых случаях.

Версия от 28.03.2019

Версия от 28.03.2019

Мы добавили новые опции:

  • запуск расчета дизайна на всех физических ядрах процессора;
  • выбор 3D-карты концентрации проппанта для отображения поверх трещины в 3D.

Кроме того, реализован импорт из файлов MANOGRAPH с нерегулярным шагом по времени.

Версия от 29.04.2019

Версия от 29.04.2019

Мы добавили новые возможности:

  • экспорт исходных данных из нескольких файлов с учетом сдвигов и обработки;
  • массовая выгрузка временных рядов по всем рассчитанным моделям.

Кроме того:

  • расширены возможности камеры в 3D графиках;
  • улучшен расчет большого количества моделей.

Физико-математическая модель

Модель Planar3D:

  • Наиболее развитая модель ГРП из применяемых в инженерной практике.
  • Имеет 3D подмодель упругости и 2D подмодель гидродинамики.
  • Позволяет сквозным образом сопрягать решение задач упругости, гидродинамики и переноса пропанта.
  • Адекватно описывает процессы роста трещины через пропластки, особенно в случае существенно неоднородного распределения по глубине горизонтальных напряжений, и обеспечивает корректное моделирование распределения пропанта по площади трещины.

Преимущества

Физически достоверная расчётная модель Planar3D

Большинство доступных на рынке и используемых специалистами симуляторов ГРП используют упрощённые физико-математические модели, которые просто не позволяют рассчитывать реальные трещины сложной формы. Наша реализация модели Planar3D описывает большинство важных эффектов раскрытия трещины и переноса пропанта.

Слоистая геомеханическая модель

Модель напластования, определяющая геомеханические свойства всех пропластков, может быть быстро построена автоматически по заданной кривой ГИС и отсечкам литотипов - или построена вручную визуально инженером, который в соответствии со своими представлениями, создает пропласток за пропластком, используя ГИС в качестве основы. Перечень заполняемых геомеханических свойств зависит от выбранной пользователем модели утечек и использования термической или кислотной опций.

Множественные жидкости и пропанты

«РН-ГРИД» позволяет использовать в одном плане закачки несколько жидкостей и пропантов. В отличие от многих других симуляторов, пропанты в «РН-ГРИД» отслеживаются по отдельности, поэтому они могут смешиваться, а жидкости с разной реологией физически адекватно взаимодействуют, образуя так называемые вязкие пальцы. Каждый пропант рассчитывается и визуализируется в соответствии со своей плотностью и средним размером частиц.

Оседание, ускорение, торможение, бриджинг и мобилизация пропанта

«РН-ГРИД» физически адекватно описывает большинство явлений, связанных с переносом пропанта вдоль трещины, включая: оседание пропанта в маловязкой жидкости, учет ускорения и торможения пропанта в потоке жидкости, бриджинг пропанта в узких местах трещины и повторную мобилизацию пропанта при последующем увеличении раскрытия. В отличие от других симуляторов ГРП, «РН-ГРИД» не использует глобальный бриджинг, рассчитывая условие бриджинга и мобилизации в каждой ячейке отдельно.

Реология, зависящая от времени и температуры

Реологические свойства используемых жидкостей хранятся в обширной базе данных жидкостей и пропантов. Эффективная вязкость смеси зависит не только от концентрации пропанта, но и от времени, и температуры.

Кислотные и кислотно-пропантные ГРП

«РН-ГРИД» позволяет рассчитывать кислотные и кислотно-пропантные ГРП. Для этого просто меняются используемые жидкости и задаются свойства пропластков, отвечающие за взаимодействия с кислотами. Рассчитываемая карта протравленного кислотой раскрытия позволяет по известным лабораторным корреляциям рассчитать индуцированную кислотой проводимость трещины.

Типовой процесс проектирования и анализа операции ГРП

Создание дизайна ГРП

Создание дизайна ГРП

Создание и адаптация дизайнов ГРП производится с помощью удобных инструментов, автоматизирующих большую часть рутинных операций:

  • Загрузка траектории и инклинометрии производится автоматически из большинства форматов.
  • Загрузка и идентификация литологической колонки производится из стандартных файлов формата LAS.
  • Заполнение геомеханических свойств производится вручную, по данным ГИС с автоматическим усреднением на заданную слоистую модель или по пользовательским шаблонам.
  • Заполнение планового или фактического расписания закачки производится вручную, из пользовательского шаблона или визуальной разметкой кривых расхода и концентрации на стадии по типам жидкости и пропанта.
  • Удобные графики позволяют легко сопоставлять расчётные и фактические данные, а удобные инструменты редактирования таблицы геомеханики и утечек позволяют легко адаптировать геомеханическую модель под фактические результаты анализа мини-ГРП.
Анализ тестовых закачек

Анализ тестовых закачек

«РН-ГРИД» позволяет производить стандартные анализы тестовых закачек, принятые в индустрии. Мы постарались сделать так, чтобы инженерам приходилось выполнять как можно меньше действий при решении типовых задач. Поддерживаемые типы анализов включают:

  • Анализ мини-ГРП на закрытие с экспресс-анализом трений
  • Анализ закачки со ступенчатым повышением расхода (SRT)
  • Анализ закачки со ступенчатым понижением расхода (SDT)
  • Анализ КПД по Хорнеру
  • Анализ КПД по Нолти
  • Анализ Нолти-Смита
  • Анализ log-log

Импорт фактических данных

Импорт фактических данных

Модуль загрузки фактических данных закачек позволяет удобно и быстро загрузить данные реальных закачек из множества различных текстовых и бинарных форматов. Шаблоны настроек загрузки позволяют один раз ввести настройки формата данных определенного флота ГРП и в дальнейшем загружать данные с этого флота одним нажатием кнопки мыши. Модуль визуализации и экспресс-анализа позволяет размечать загруженные данные, вычислять объемы для произвольных интервалов закачки, наклоны кривых, производить пересчёт кривых с помощью встроенных или произвольных скриптов на языке Python для решения типовых задач супервайзинга.

Интересные примеры моделирования ГРП в «РН-ГРИД»

Моделирование многостадийных ГРП

При моделировании многостадийных ГРП для каждой стадии может быть задан свой план закачки. Стадии рассчитываются последовательно, каждая следующая трещина "чувствует" наличие предыдущих и развивается в изменённом поле напряжений.

Моделирование импульсной закачки

Моделируется импульсная закачка пропанта с различной конфигурацией перфорированных интервалов на скважине. Хорошо видны эффекты концевого экранирования и мобилизации, оседания пропанта, образования вязких пальцев за счет роста вязкости смеси от концентрации пропанта.

Образование «вязких пальцев»

Моделируется этап закачки линейного геля (маловязкой жидкости) в трещину, заполненную сшитым гелем (высоковязкая жидкость), что ведет к появлению эффекта «вязких пальцев». Цветом показано поле «времени», прошедшего с момента попадания жидкости в трещину.

Перенос пропанта

Закачивается сшитый гель с чередованием лёгкого, тяжёлого и снова лёгкого пропантов с зёрнами разного диаметра.

Гель деградирует до состояния воды в течении 100 минут, а объёмная доля тяжёлого пропанта меньше объёмной доли лёгких.

Наблюдается перераспределение пропантов с их взаимопроник­новением и образованием гравитационной неустойчивости.

Скорость моделирования

Симулятор «РН-ГРИД» основан на модели Planar3D, которая очень требовательна к вычислительным ресурсам, поэтому мы постоянно работаем над эффективностью программного кода.

Ускорение

Ускорение

За последний год мы значительно ускорили работу симулятора: так, для маленьких моделей скорость выросла в 2 раза, а для больших моделей - почти в 5 раз.

Поддержка многоядерных систем

Поддержка многоядерных систем

Все современные процессоры являются многоядерными, поэтому для нас одна из главных задач — повышение эффективности «РН-ГРИД» при работе на таких системах.

Тестирование проводилось на ноутбуке с шести ядерным процессором Intel Core I7-8750H.

Скорость моделирования на примере реальной операции ГРП

Моделирование 100-тонного основного ГРП до полного закрытия трещины занимает всего 30 секунд.

(PC: Intel i7 8700 3.2 GHz, 8 Gb RAM. Grid x = 520 ft, grid z = 390 ft, dx = 13 ft, dz = 6.5 ft, total cells = 2400)

Планы

Подсистема цифровизации процесса планирования и выполнения операций гидроразрыва пласта

  • Автоматический сбор исходных данных для дизайна ГРП
  • Ролевой доступ для заказчика и исполнителя операций ГРП
  • Движение задачи по ГРП от подбора скважины-кандидата до отчета по результатам ГРП
  • Электронный документооборот и согласование по всем этапам процесса ГРП
  • База данных по дизайнам, редизайнам, фактическим ГРП
  • Интеграция с симулятором «РН-ГРИД»

Обучение

Продуктивность работы инженеров по ГРП зависит от того, насколько эффективно они используют свой главный рабочий инструмент — симулятор ГРП. Для того, чтобы облегчить внедрение «РН-ГРИД» в рабочие процессы и повысить эффективность его использования инженерами, регулярно проводятся обучающие семинары по навыкам использования «РН-ГРИД».

Семинары проводятся:

Семинары проводятся:

  • на регулярной основе и по потребности,
  • в Уфе и с выездом к заказчику,
  • для недропользователей и сервисных компаний,
  • для компаний РФ и зарубежных,
  • на русском и английском языке.
Цель и аудитория

Цель и аудитория

Семинар позволяет получить знания о теоретических основах и навыки применения «РН-ГРИД» для всех задач сопровождения ГРП.

Целевая аудитория — специалисты по ГРП добывающих предприятий и подрядных организаций, специалисты отделов интенсификации добычи, разработки месторождений, службы супервайзинга добывающих предприятий, уже имеющие практические и теоретические знания по ГРП

Структура курса

Структура курса

Обычно семинар занимает три дня, в течение которых специалисты под руководством опытного тренера получают навыки работы в «РН-ГРИД». Курс включает следующие разделы:

  • изучение физико-математической модели процесса ГРП, используемой в «РН-ГРИД»
  • подготовка дизайнов ГРП по реальным скважинам
  • загрузка данных фактически проведённых ГРП и экспресс-анализ для целей супервайзинга
  • проведение типовых анализов тестовых закачек
  • матчинг тестовых закачек и основного ГРП
  • подготовка и выгрузка отчетной документации для заказчика
Проведённые семинары

Проведённые семинары

За пять лет:

  • 23+ обучающих семинаров проведено в Москве, Уфе, Тюмени, Нижневартовске и Нефтеюганске
  • 260+ участников получили навыки работы в «РН-ГРИД»

Кто использует

Самым массовым пользователем симулятора «РН-ГРИД» является ПАО «НК «Роснефть» — более 200 лицензий.

С марта 2018 года внутренний сервис ПАО «НК «Роснефть»ООО «РН-ГРП» — перешел на 100% использование «РН-ГРИД», проведено более 21 000 успешных операций ГРП с полным циклом сопровождения в симуляторе «РН-ГРИД».

Пользователями «РН-ГРИД» уже стали 25+ нефтегазодобывающих и сервисных компаний, не считая дочерних обществ ПАО «НК «Роснефть».