A PARETO FRONTIER WELL PLACEMENT AND RATE OPTIMIZATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF ASHRAF_HASHIM_AHMED.pdf - Draft Version Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

لا شك في أن اختيار المتغيرات الحاسمة مثل موضع ومعدلات الانتاج والحقن للآبار بشكل جيد يعزز تنمية الموارد البيئية والطاقة الجوفية لتحسين أداء الحقل حيث أنه من الممكن أن ينخفض أداء الحقول إذا لم يتم تحديد الإحداثيات ومعدلات التشغيل المناسبة للآبار حيث أن كيفية تحديدها معقدة وتعتمد على خصائص المكمن والموائع ومواصفات المعدات السطحية وتحت السطحية والمعايير الاقتصادية. لذا لضمان أداء فعال يتعين تحديد مواضع الآبار ومعدلات تشغيلها. لقد تم تطوير العديد من الابحاث والتقنيات لتحديد أفضل المواقع ومعدلات الانتاج والحقن للآبار مجتمعين أو كل علي حدة، إلا أن هذه التقنيات درست فقط التأثير الاقتصادي بغض النظر عن الأثر البيئي باستثناء البحث الذي أجري لدراسة تأثير معدل الافراغ والاحلال كعامل بيئي بجانب المعايير الاقتصادية إلا أن التقنية المستخدمة في تلك الدراسة تعتمد أسلوب الجمع المرجح حيث يتم دمج جميع دوال الهدف باستخدام وزن و عامل تحجيم معينين لتصبح بمثابة دالة هدف واحدة وهو ما يعني تحدياً آخر في تحديد هذه العوامل بطريقة مناسبة. لحل وتلافي السلبيات والمعوقات في الابحاث السابقة فإن هذا البحث قد درس ثلاث سيناريوهات: السيناريو الاول يشمل كيفية تحديد الموضع الأمثل للآبار والسيناريو الثاني درس ايجاد معدلات التشغيل المناسبة للآبار أما في الثالث فقد تم دمج السيناريوهين الأولين ليتم تحديدهما في آن واحد حيث يتم تحسين عدة دوال هدف وذلك باستخدام خوارزمية التطور التفاضلية مع ترتيب باريتو. في هذه التقنية يتم تحسين جميع دوال الهدف آنياً دون دمجها وينتج عن ذلك مجموعة من الحلول المحسنة بدلاً من حل واحد كما هو الحال في تحسين دالة هدف واحدة وبالتالي يتم اقتراح عدة خيارات محسنة لصانعي القرار مع الأخذ في الاعتبار كل من الجوانب البيئية ممثلة في معدل الافراغ والاحلال والجوانب الاقتصادية ممثلة في صافي القيمة الحالية. في هذه الدراسة تم استخدام برنامج ماتلاب وبرنامج لمحاكاة المكامن. استخدم في هذه الدراسة مثالين افتراضيين لإظهار جدوى هذه التقنية، وقد تم عرض النتائج والتحليلات التي تبين كيفية استفادة المستثمرين من هذه التقنية في التخطيط لتنمية وتطوير الحقل.

English Abstract

Selection of crucial decision variables such as well placement and rates can enhance the extraction of hydrocarbon resources and subsurface energy. Identification of well locations is a significant part in field development plan. A field performance can be impaired if appropriate well coordinates are not selected which is an intricate challenge that depends on the properties of reservoir and fluids, surface and subsurface equipment specifications, and the economical norms. Therefore well placement optimization is required for effective reservoir performance. In addition to identifying optimal well locations, one needs to specify the best operational settings (working fluid rates) for each well to optimize the performance of the whole system. Various approaches have been proposed for determining the best well locations and/or operating rates. Among those, only the economic performance is considered regardless of the environmental issues. An exception is a research done to study the combination of economic and environmental factors using net present value and voidage replacement ratio. However, that approach used the aggregation method in which all objective functions are summed together with scaling factor to act as a single objective function. This brings another challenge to specify the appropriate scaling factor. To overcome the previous problem, this thesis considered and performed multiobjective optimization of well placement, operating rates and simultaneous optimization of well locations and dynamic rate allocations using differential evolution algorithm for multiobjective with Pareto rank. In this method, the optimal set of alternative solutions is detected instead of one global solution as in single objective optimization. By this, different options are provided for the decision makers. Net present value and voidage replacement ratio were served as the fitness values (objective functions). MATLAB was used for this optimization and Eclipse reservoir simulator was used for evaluating the fitness of alternative solutions. Two different synthetic cases are presented to show the usefulness of the approach and analyses of how investors can make use of the Pareto-optimal well locations and rates in field development planning.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Awotunde, Abeeb
Committee Members:	Al-Yousef, Hasan and Sultan, Abdullah
Depositing User:	AHMED ASHR HASHIM (g201105850)
Date Deposited:	18 Jun 2014 11:13
Last Modified:	01 Nov 2019 15:43
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139309