Вычислительная технология назначения нагнетательных и добывающих скважин

• Автор: Косяков, Виталий Петрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПРЕДШЕСТВУЮЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ СКВАЖИНАМИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
1.1 Практические исследования и промысловый опыт
1.2 Теоретические исследования
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКОЙ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ УРАВНЕНИЙ ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
2.1 Задача управления режимами работы скважин
2.1.1 Постановка задачи управления режимами работы скважин и её решение методом Лагранжа-Понтрягина
2.1.2 Новый метод «исключения переменных»
2.2 Алгоритмы решения задач выбора начального управления
2.2.1 Алгоритм назначения скважин
2.2.2 Алгоритм назначения интервалов перфорации
2.3 Тестирование и сравнительный анализ эффективности методов назначения режимов работы скважин
2.3.1 Качественный анализ эффективности методов
2.3.2 Тестирование методов управления режимами работы скважин
2.3.3 Исследование эффективности алгоритмов назначения скважин
ГЛАВА 3 АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАЗНАЧЕНИЯ СКВАЖИН В ЗОНАЛЬНО-НЕОДНОРОДНОМ НЕФТЯНОМ ПЛАСТЕ,
ЭКСПЛУАТИРУЕМОМ ГАЛЕРЕЕЙ СКВАЖИН
3.1 Получение точных решений задачи Баклея-Леверетта в зональнонеоднородном пласте
3.2 Определение наилучшего варианта назначения скважин в зональнонеоднородном нефтяном пласте
ГЛАВА 4 ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ НАЗНАЧЕНИЯ СКВАЖИН ДЛЯ СТАНДАРТНЫХ СХЕМ ИХ РАСТАНОВКИ
4.1 Назначение скважин для симметричных элементов стандартных схем их расстановки
4.1.1 Симметричный элемент рядной схемы расстановки
4.1.2 Симметричный элемент пятиточечной схемы расстановки
4.1.3 Симметричный элемент девятиточечной схемы расстановки
4.1.4 Несимметричные варианты схем назначения
4.2 Исследование устойчивости схемы назначения скважин
4.2.1 Оценка погрешности конечно-разностной дискретизации уравнений фильтрации (ориентационного эффекта)
4.2.2 Исследование влияния проницаемости
4.2.3 Исследование влияния периода разработки месторождения..
4.3 Определение благоприятной схемы назначения скважин и интервалов перфорации для секторной 3D гидродинамической модели нефтяного
месторождения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Вопросы управления нефтедобычей имеют большое значение в связи с широким использованием нефти в экономике, а также из-за невосполнимое ее запасов. При этом непосредственно на месторождениях поставить натурные эксперименты зачастую невозможно. С помощью математического моделирования становится возможным выполнять вычислительные эксперименты по разработке нефтяного месторождения, рассматриваемого в качестве управляемой системы. Используя теорию оптимального управления можно находить оптимальные варианты разработки месторождений.
Для описания управляемой системы принимается математическая модель, представляющая собой функциональные или дифференциальные связи между характеристиками ее состояния (фазовыми переменными) и управляющими параметрами. Эти связи могут задаваться в виде равенств и неравенств. Задача оптимального управления заключается в определении таких управляющих параметров в пределах заданных ограничений, при которых поставленная цель (критерий оптимальности), задаваемый обычно в виде некоторого функционала, достигается наилучшим образом. Задачи управления различных систем относятся к наиболее сложным задачам математического моделирования.
В теории разработки нефтяных месторождений обычно выбираются следующие критерии оптимальности: максимальный текущий и конечный коэффициенты извлечения нефти (КИН), максимальная прибыль нефтедобывающего предприятия, поддержание заданного темпа добычи нефти (задача регулирования), дисконтированный поток наличности (ИРУ) и др. Ограничениями в виде равенств являются уравнения фильтрации. Ограничениями в виде неравенств - технологические ограничения на скважинах или наземном оборудовании, количество нагнетательных или добывающих скважин, параметры пласта и т.п. В качестве управляющих параметров - режимы работы скважин,

при ЭФ/Эм£>0 при ЭФ / Эм£ < О
(2.5)
Качественный вид зависимостей целевого функционала от управлений приведён на Рисунок 2.1. Знак производной целевого функционала по компоненте соответствует наклону прямой, характеризующей зависимость целевого функционала от управления.
Решение сформулированной задачи управлениями режимами работы скважин (2.1) - (2.5), то есть определение управления ип (и=1,...,Л/), производится в соответствии со следующим алгоритмом ДО:
1. Задаются начальное значение вектора фазовых переменных х°, начальное приближение для вектора управлений и" (и= 1,...Д) и начальное значение номера итераций л/=1;
2. Решается «прямая задача» (2.2), определяется вектор хп (п= 1,...Д);
3. Решается «сопряженная задача» (2.3), определяется вектор і|/п (и=1,...Д);
4. Рассчитываются градиент функционала ЭФ/Эи" (2.4) и управления и”
5. Если полученные в п.4, управления отличаются от управлений с предыдущей итерации, то у:=у+1 и осуществляется переход к п.2., иначе решение получено.

Рисунок 2.1 - Качественный вид зависимостей целевого функционала от
управлений
(я=1,...Д) (2.5);