Refinamento do método baseado em ensembles para controle ótimo do problema de injeção de água

Abstract

O refinamento do método baseado em ensembles para a otimização de produção no problema de injeção de água é apresentado. O problema de determinar os controles da vazão ou BHP de ciclo de controle para poços produtores e injetores que maximizam o Valor Presente Líquido, VPL, sujeito a restrições de poços e a capacidade em todo o campo, é resolvido usando um algoritmo SQP. O gradiente necessário é calculado aproximadamente por um método baseado em ensemble. O VPL do campo é decomposto como a soma dos VPLs de cada poço. A matriz de sensibilidade dos VPLs de poço com relação aos controles de todos os poços é obtida a partir de matrizes de covariância baseadas em conjuntos de controles e de VPLs de poço aos controles. Por razões de eficiência, o tamanho do conjunto deve ser mantido pequeno, o que resulta em erros de amostragem. O gradiente aproximado efetivo é a soma das colunas da matriz de sensibilidade refinada. O uso de conjuntos de pequeno porte introduz correlações espúrias que degradam a qualidade do gradiente. Uma nova técnica de localização não baseada na distância é empregada para mitigar os efeitos deletérios das correlações espúrias para refinar a sensibilidade do VPL dos poços de produção em relação aos controles do injetor. A técnica de localização é baseada na conectividade de cada par de injetores/produtores usando um Modelo de Resistência à Capacitância (CRMP) baseado no Produtor. Fatores de competitividade são desenvolvidos para refinar a sensibilidade do VPL dos poços de produção em relação aos controles do produtor, obtidos por meio de um teste de interferência. Um novo procedimento é proposto para a consideração do limite máximo de corte de água resultando na interrupção do produtor durante o processo de otimização. Também são propostas técnicas de suavização para evitar saltos bruscos excessivos em controles de poço e melhorar a eficiência geral de otimização. Procedimentos e refinamentos propostos são aplicados a três reservatórios realistas retirados da literatura, Brush Canyon Outcrop, TNO Brugge e TNO Olympus, para demonstrar o nível resultante de melhoria da função objetivo e redução da variabilidade das soluções obtidas. As estatísticas da solução de VPL são obtidas para vinte execuções independentes. Usando técnicas de refinamento, suavização e corte de água, obtivemos ganhos superiores em relação aos valores medianos de soluções não refinadas dos exemplos apresentados com variabilidade muito menor.