Du réservoir à la surface, avec la physique que les simulateurs standards manquent

Insight traite réservoir, puits, vannes et riser comme un seul système couplé. Avec Auto-couple activé, une itération de Picard synchronise l'afflux (réservoir) avec le reflux (puits + vannes + riser) à chaque période de planning, convergeant vers une pression d'annulaire auto-cohérente qui satisfait la physique de déplétion et la physique de relevage. L'indice de productivité se met à jour d'une période à l'autre à partir du rabattement observé. Aucun transfert manuel entre outils.

• -Résolution couplée unique de la roche réservoir au tubage
• -Itération de Picard à chaque période de planning pour la cohérence interne
• -Indice de productivité mis à jour dynamiquement à partir du rabattement observé
• -Les plannings multi-périodes modélisent toute la vie du puits

Insight inclut deux solveurs réservoir, sélectionnables par cas. Le solveur zonal analytique construit une matrice d'influence dans l'espace de Laplace puis inverse vers le temps, assez rapide pour des balayages en série et le criblage, assez rigoureux pour que les zones interagissent correctement à travers le réservoir. Le solveur numérique 3D à différences finies utilise des grilles à cellules graduées et supporte les champs de perméabilité stochastiques pour des études d'hétérogénéité complètes. Les mêmes entrées roche, fluide et complétion alimentent l'un ou l'autre.

• -Solveur zonal analytique, assez rapide pour des balayages de criblage
• -Solveur 3D à différences finies avec grilles à cellules graduées
• -Champs de perméabilité stochastiques pour les études d'hétérogénéité
• -Entrées roche, fluide et complétion partagées entre les deux solveurs

Insight résout les équations complètes de Navier-Stokes dans l'annulaire entre la crépine et la paroi de la formation. C'est l'espace où les fluides du réservoir se mélangent, se séparent sous gravité et s'écoulent latéralement vers les dispositifs de contrôle d'afflux. Les simulateurs de réservoir standards traitent cet espace comme un seul nœud ; Insight résout le champ d'écoulement 3D détaillé.

• -CFD 3D complète dans la lacune annulaire
• -Gravité, frottement et forces d'inertie résolus simultanément
• -Écoulement multiphasique avec interactions huile/eau/gaz
• -Capture les zones de recirculation et de stagnation entre les dispositifs

Dans les puits horizontaux et déviés, la gravité sépare huile, eau et gaz dans l'annulaire. L'eau tend vers le bas, le gaz vers le haut, et l'huile se répartit entre les deux. Cette ségrégation détermine la phase qui atteint chaque dispositif de contrôle d'afflux, et donc sa performance. Insight modélise explicitement cette ségrégation en tenant compte de l'inclinaison, du débit, des densités des fluides et de la géométrie de complétion.

• -Stratification huile-eau-gaz pilotée par la gravité dans l'annulaire
• -Sensible à l'inclinaison, même de petits écarts comptent
• -Tient compte des propriétés des fluides : densité, viscosité, tension de surface
• -Montre comment le motif de ségrégation évolue sur la longueur du puits

Les dispositifs de contrôle d'afflux ne fonctionnent pas isolément. La restriction d'écoulement créée par un dispositif modifie le champ de pression dans l'annulaire, ce qui affecte l'écoulement arrivant aux dispositifs voisins. Les dispositifs autonomes, AICD et AICV, répondent à la phase qu'ils voient, elle-même déterminée par le motif de ségrégation façonné par les dispositifs amont. Insight capture ce comportement couplé.

• -Couplage dispositif-à-dispositif via le champ de pression de l'annulaire
• -La réponse des vannes autonomes dépend de la composition locale du fluide
• -Les dispositifs amont influencent les motifs de ségrégation aval
• -Essentiel pour prédire la performance terrain réelle des AICD/AICV

Exécuter la CFD complète sur un puits entier avec des centaines de joints prendrait des jours de calcul. Insight résout cela avec une méthode d'upscaling rigoureuse : des simulations CFD détaillées sont exécutées au niveau du dispositif, plus fines qu'un joint, puis les résultats sont systématiquement upscalés pour représenter le puits complet dans un simulateur de réservoir. Le modèle upscalé préserve la physique de ségrégation et d'interaction des vannes tout en s'exécutant 3 000 000 fois plus vite que la CFD commerciale équivalente.

• -CFD au niveau du dispositif capture la physique locale haute résolution
• -Upscaling systématique préservant les effets de ségrégation de l'annulaire
• -Génère facteurs de connexion et tables de vannes pour les simulateurs
• -Accélération 3 000 000× vs CFD commerciale (Ansys Fluent)

L'approche legacy de la simulation de complétion combine des solveurs de puits en régime permanent avec des hypothèses d'écoulement mélangé à chaque jonction. L'annulaire est réduit à un tube 1D et les phases sont supposées se mélanger instantanément, ce qui réduit le champ 3D ségrégé à une moyenne globale. Chaque courbe de réponse AICD et chaque seuil AICV est évalué sur le mauvais fluide d'entrée. Les études bâties sur cette simulation prévoient régulièrement un contrôle eau/gaz que la complétion physique ne peut délivrer. Insight remplace l'hypothèse de mélange par de la CFD à l'échelle du dispositif, validée par rapport à Ansys Fluent, et préserve cette physique jusqu'à l'export vers le simulateur de réservoir.

• -Résout les champs 3D de vitesse et de phase dans l'annulaire, pas un tube 1D mélangé
• -Aucune hypothèse de mélange complet aux jonctions
• -Réponse dispositif dépendant des phases évaluée sur entrée réellement ségrégée
• -Validé par rapport à la CFD commerciale complète, pas par rapport à d'autres approximations