Высокопроизводительные вычисления (High Performance Computing, HPC) — это раздел прикладной информатики, занимающийся в основном поиском путей решения задач, требующих большого количества вычислительных ресурсов. Сегодня к отечественным инновационным разработкам, основанным на высокопроизводительных вычислениях, приковано внимание со стороны ведущих нефтегазовых компаний страны, рассматривающих возможности их практического использования.
Программа 1D геомеханического моделирования MLGEOMECHANICS
Программа MLGeomechanics позволяет проводить 1D геомеханическое моделирование скважины.
Программа MLGeomechanics предназначена для решения следующих задач:
расчет механических свойств горных пород (1D ММС) по стволу скважины;
расчет градиента порового давления;
— расчет констант напряженного состояния (sv, sh, sh);
— определение градиента обрушения пород;
— вычисление градиента поглощения буровой промывочной жидкости;
— определение градиента гидроразрыва;
— вычисление чувствительности стенки скважин при изменении плотности буровых промывочных жидкостей (БПЖ);
— определение оптимального профиля скважины, при котором минимизируются риски обрушения, поглощения и гидроразрыва;
— оптимизация конструкции скважин по результатам геомеханического моделирования (оптимальные глубины спуска обсадных колонн);
— оптимизация режимно-технологических параметров бурения по результатам геомеханического моделирования.
Входными данными программы являются:
• результаты геофизических и геолого-технологических исследований скважин;
• данные лабораторных исследований керна;
• информация об осложнениях и авариях при бурении (зоны поглощения, зоны обрушения, прихваты, затяжки и т.д.).
Программа позволяет получить данные, необходимые для дальнейшего прогнозирования и выбора режимов работы скважин по интервалам глубин, а также экспортировать полученные параметры по скважине в различных форматах: las и xlsx, txt.
MLGeomechanics включает в себя следующие основные модули:
• MLMPM;
• MLPorePressure;
• MLStress;
• MLStability;
• MLRisk;
• MLCasingDesign;
• MLOptima;
• MLInclinometry.
МОДУЛЬ MLMPM
MLMPM – модуль программы MLGeomechanics, в котором происходит расчет 1D- модели механических свойств.
Данный модуль позволяет реализовать:
— расчет коэффициента Пуассона, модуля сдвига, модуля Юнга, неограниченного предела прочности при сжатии (НППС), угла внутреннего трения;
— перевод динамических параметров в статические (по лабораторным данным исследования на керне, путем задания формулы);
— калибровку параметров по литотипам;
— расчет НППС и угла внутреннего трения по более чем 30 заложенным корреляционным зависимостям;
— предпросмотр расчетных НППС и угла внутреннего трения по каждому литотипу по глубине.
МОДУЛЬ MLPOREPRESSURE
MLPorePressure – модуль программы MLGeomechanics, в котором происходит расчет градиента порового давления.
Данный модуль обеспечивает расчет:
• тренда нормального уплотнения по данным ГИС (АК);
• градиента порового давления;
• порового давления;
• градиента вышележащих пород;
• вертикального напряжения.
МОДУЛЬ MLSTRESS
MLStress – модуль программы MLGeomechanics, в котором происходит расчет и калибровка профиля напряжений.
Такой модуль позволяет определять:
• расчет профиля напряжений;
• минимальное горизонтальное напряжение по фактическим данным;
• калибровку напряжений по данным:
— поглощения БПЖ;
— ГРП (мини-ГРП);
— LOT (испытание на приемистость).
МОДУЛЬ MLSTABILITY
MLStability – модуль программы MLGeomechanics, в котором происходит расчет безопасного коридора ЭСП, ЭЦП.
В данном модуле реализованы расчеты:
— градиентов обрушения стенки скважины, поглощения БПЖ, гидроразрыва по четырем критериям (Мора–Кулона, Можи–Кулона, Друкера–Прагера, Ладе);
— синтетических имиджей стенки ствола скважины для различных значений плотности (чувствительность к давлению);
— круговых диаграмм зависимости плотности БПЖ от направления бурения для каждой точки глубины (чувствительность к зенитному углу и магнитному азимуту);
— рисков возникновения осложнений (MLRisk) и анализ влияния параметров (MLRisk).
МОДУЛЬ MLRISK
MLRisk – модуль программы MLGeomechanics, в котором происходит расчет рисков:
— обрушения;
— поглощения;
— гидроразрыва.
Расчет производится методом Монте-Карло.
МОДУЛЬ MLCASINGDESIGN
MLCasingDesign – модуль программы MLGeomechanics, в котором происходит расчет глубины спуска обсадных колонн.
В данном модуле реализованы:
— автоматический подбор глубины колонн на основе графика совмещенных давлений;
— ручная корректировка глубин спуска обсадных колонн;
— формирование конструкции скважины с интервалами цементирования.
МОДУЛЬ MLOPTIMA
MLOptima – модуль программы MLGeomechanics, в котором происходит оптимизация режимно-технологических параметров бурения.
Модуль позволяет осуществлять расчет:
— потерь давления по секциям;
— площади насадок долота;
— нагрузки на долото от максимизации скорости проходки и оптимизация;
— числа оборотов от максимизации скорости проходки и оптимизация;
— эффективности выноса шлама;
— вязкости БПЖ в зависимости от истирающих свойств долота;
— оптимальной скорости СПО по секциям;
— MSE.
МОДУЛЬ MLINCLINOMETRY
MLInclinometry – модуль программы MLGeomechanics, в котором проводится построение инклинометрии скважины.
В данном модуле реализовано:
— построение траектории ствола скважины (2D, 3D) по данным инклинометрии;
— внесение данных о литологии на ствол скважины.
МОДУЛЬ MLCROSSPLOT
MLCrossPlot – модуль программы MLGeomechanics, в котором проводится построение кросс-плотов и выделение областей с определенным характером зависимости, соответствующим определенным интервалам глубины по всему разрезу скважины.
В данном модуле реализовано:
— построение линии тренда;
— выделение интервалов по глубине.
Высокопроизводительные вычисления
Все ведущие зарубежные лидеры нефтегазовой отрасли давно работают над разработкой и внедрением высокопроизводительных вычислений, без которых совершенно немыслимо будущее нефтегазовых компаний. Это выражается, прежде всего, во внедрении на практике в виде различных концепций информационного сопровождения процесса строительства скважин и добычи углеводородов, в рамках которого все участники процесса разработки и эксплуатации работают в едином информационном пространстве.
Развитие системы высокопроизводительных вычислений для нефтегазовой отрасли это одно из наиболее актуальных направлений, которое позволит реализовать целый комплекс технических и технологических задач, связанных с повышением эффективности добычи углеводородов. Эффективность работ в нефтегазовой отрасли непосредственно связана с применением мощных суперкомпьютеров для решения масштабных расчетных задач, обеспечивающих качество поиска и разведки нефтегазовых месторождений, повышение продуктивности действующих скважин и снижение экологического ущерба при их разработке.