Оптимизация траектории скважины в тонкой нефтяной оторочке на основе сопряжённых градиентов

Выбор оптимальных местоположений и траекторий скважин представляет собой сложный и важный этап планирования разработки месторождения. Выбор оптимальной траектории наклонной скважины является трудоёмкой задачей, обычно выполняемой вручную. В настоящем исследовании демонстрируется применение новой методики, предназначенной для определения оптимальной траектории скважины с использованием метода поиска на основе градиента. Наш подход основан на окружении траектории скважины боковыми стволами, проведёнными во все соседние ячейки сетки. Эти боковые стволы имеют настолько малую длину интервала перфорации и дебит, что практически не влияют на добычу через основной ствол скважины. Градиенты вкладов боковых стволов в чистую приведённую стоимость (NPV) скважины по отношению к их положениям аппроксимируются с помощью гидродинамического симулятора пласта, оснащённого сопряжённой функциональностью. На основе приближённых градиентов вкладов боковых стволов выбираются координаты новой траектории, по которым строится новая траектория скважины. Кривизна траектории ограничивается заранее заданными условиями буримости, выраженными через интенсивность пространственного искривления ствола (dogleg severity). Процесс повторяется до достижения положения с максимальной NPV. Модель пласта, использованная для демонстрации методики оптимизации, представляет собой трёхмерный неоднородный пласт, расположенный в наклонной антиклинали, ограниченной разломом, проходящим через свод антиклинали. Пласт содержит тонкую нефтяную оторочку, дренируемую одной наклонной скважиной с заданной точкой зарезки и траекторией, которую необходимо оптимизировать с учётом ограничений буримости. Результаты оптимизации показывают значительное увеличение NPV скважины. В зависимости от значения, присвоенного пластовым флюидам (газу, нефти и воде) в целевой функции, скважина будет стремиться к траектории в пласте либо в направлении от газовой шапки (в случае закачки газа для захоронения), либо в направлении к газовой шапке (в случае реализации газа).