Оценка эффективности и оптимальное планирование геолого-технических мероприятий на нефтяных месторождениях

• Автор: Колтун, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОЦЕНКА ЭФФЕКТОВ ОТ ФАКТИЧЕСКИХ И ПЛАНИРУЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
§1.1 Фактические мероприятия
1.1.1 Понятие эффекта
1.1.2 Построение базовых кривых: выбор интервала аппроксимации
1.1.3 Построение базовых кривых: использование кривой падения и кривой обводнения
1.1.4 Построение базовых кривых: использование двух кривых падения
1.1.5 Построение базовых кривых: методика аппроксимации и нахождение значений обратной функции
1.1.6 Определение множества псевдомероприятий
1.1.7 Сравнение двух методов построения базовых кривых
§1.2 Планируемые мероприятия
1.2.1 Понятие прогнозного эффекта
1.2.2 Принципы формирования множества подобных мероприятий
1.2.3 Особенности расчета прогнозных эффектов от бурения новых скважин
§ 1.3 Сравнение прогноза добычи на основании данных по истории разработки с прогнозом на основании математической гидродинамической модели пласта
1.3.1 Описание модели
1.3.2 Сравнение прогнозной добычи
ГЛАВА 2. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО МНОЖЕСТВА ГТМ
§2.1 Постановка задачи оптимального планирования ГТМ и метод решения
2.1.1 Понятие оптимального множества ГТМ
2.1.2 Постановка задачи целочисленного программирования и метод решения
§2.2 Алгоритм построения последовательности планов
2.2.1 Определение дополнительных понятий
2.2.2 Вспомогательные теоремы
2.2.3 Основная теорема алгоритма
2.2.4 Оценка сложности алгоритма
2.2.5 Пример работы алгоритма
ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
§3.1 Задачи, возлагаемые на систему, и общий подход к их решению
3.1.1 Задачи, решаемые информационно-управпяющей системой, и требования, предъявляемые к ней58
3.1.2 Проблема сбора и обработки информации
3.1.3 Масштабируемость
3.1.4 Проблемы администрирования
3.1.5 Вопросы безопасности
§3.2 Реализация основных юнитов
3.2.1 Структурная схема
3.2.2 Блок «Данные КБПД»
3.2.3 Блок «Факт»
3.2.4 Блоки «План» и «Оптимизатор»
3.2.5 Блок «Отчеты»
3.2.6 Блок «Аудит»
3.2.7 Блок «Репликация»
§3.3 Реализация юнита администрирования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ГРАФИКИ БАЗОВЫХ КРИВЫХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ГРАФИКИ СРАВНЕНИЯ ПРОГНОЗНОЙ ДОБЫЧИ, ПОЛУЧЕННОЙ С ПОМОЩЬЮ БАЗОВЫХ КРИВЫХ И С ПОМОЩЬЮ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Областью исследований в данной работе являются задачи оптимального планирования и оперативного управления разработкой нефтяного месторождения. Работам в этой области традиционно уделяется большое внимание, и они имеют очень большую литературу (например, [2,4,5,10,15,16,31,32,34,41,42,46,47,53]).
При эксплуатации нефтяного месторождения основным способом воздействия на нефтяной резервуар является проведение геолого-технических мероприятий (ГТМ). Под геолого-техническими мероприятиями понимается либо выполнение последовательностей технологических операций на существующих скважинах, либо бурение новых скважин. Классификаторы мероприятий в различных нефтяных компаниях насчитывают от нескольких сотен до тысяч различных видов ГТМ, традиционно разделяемых на четыре основные группы: КРС — капитальные ремонты скважин; ТРС - текущие ремонты скважин, БР - бурение и ввод новых скважин и ПНП - повышение нефтеотдачи пласта (в некоторых компаниях последнюю группу принято называть МУН - методы увеличения нефтеотдачи).
К первой группе мероприятий (КРС) относятся такие ГТМ, как:
• отключение отдельных пластов,
• ликвидация негерметичностей в скважине,
• ликвидация аварий на скважине путем извлечения аварийного оборудования и посторонних предметов,
• очистка ствола и забоя скважины от отложений, солей, песчаных пробок и пр.,
• переход на другие горизонты (нефтяные пласты),
• приобщение пластов (подключение новых пластов),
• бурение боковых стволов,
• проведение гидро-разрыва пласта (закачивание в скважину жидкости под большим давлением с целью пробить, образовавшуюся в пласте пробку),
• исследование скважины (например, оценка ее технического состояния),
• перевод скважины на использование по другому назначению (например, перевод добывающей скважины в нагнетательный фонд),
• консервация и расконсервация скважин,
• ликвидация скважин
• и прочие.

К группе текущих ремонтов (ТРС) относятся мероприятия следующего вида:
• оснащение скважины скважинным оборудованием при вводе ее в эксплуатацию,
• перевод скважины на другой способ эксплуатации (например, перевод скважины из фонтанного способа эксплуатации в газлифтный),
• оптимизация режима эксплуатации скважины (например, смена насоса или изменение глубины его подвески),
• ремонт скважинного оборудования,
• промывка ствола и забоя скважины горячей нефтью или другими составами,
• испытания новых видов подземного оборудования
• и прочее.
К бурению (БР) относятся мероприятия по бурению различных видов скважин, таких как:
• разведочные,
• эксплуатационные,
• поисковые,
• оценочные
• и прочие.
Четвертая группа (ПНП или МУН) состоит из мероприятий, оказывающих воздействие на пласт путем закачки различных химических реагентов, таких как:
• растворители,
• кислоты,
• щелочные растворы,
• газожидкостные смеси,
• гидрофобизаторы,
• полимерные составы,
• осадкообразующие составы,
• вязкоупругие составы,
• гелеобразующие составы
• и другие составы,
а также путем гидродинамических воздействий вызывающих изменение фильтрационных потоков внутри пласта путем изменения режимов работы нагнетательных и добывающих скважин.
Более подробное описание многих групп ГТМ можно найти, например, в [30,45].

этом случае будет также отсутствовать и оптимальное решение. Однако это никоим образом не нарушает наших рассуждений, поэтому в дальнейшем подобные замечания мы будем опускать, дабы не нагромождать текст.
Все найденные оптимальные решения мы записали в правую часть таблицы, а лучшее из них в смысле значения целевой функции вычеркнули и перенесли в левую часть. Таким образом, последней записью в левой части таблицы находится лучшее из этих решений в смысле целевой функции. Это решение будет первым оптимальным решением задачи на объединении этих областей. Согласно теореме 2.2 это объединение — есть область определения задачи (2.9-11) без первого оптимального решения. Согласно теореме 2.5 такое решение будет вторым оптимальным решением задачи (2.9-11). Первое утверждение теоремы доказано.
Согласно нашему алгоритму мы записали в правую часть таблицы оптимальные решения задачи на областях, сопряженных по первому оптимальному решению. Согласно теореме 2.2 это объединение - есть область определения задачи (2.9-11) без первого оптимального решения: МЫ'ХМ. Затем мы вычеркнули из правой части таблицы второе оптимальное решение нашей задачи. (В условии теоремы мы обозначили эту область М"„'. Для первого шага итерации это М.) Следовательно, объединение областей, на которых получены оптимальные решения в правой части таблицы 2.1 есть: Мк{м1 и'-Х’лг)- Эта область совпадает с (2.27) при п = 1. Следовательно, второе утверждение теоремы доказано.
Согласно нашему алгоритму мы записали в правую часть таблицы оптимальные решения задачи на областях, сопряженных по первому оптимальному решению. Согласно теореме 2.1 эти области непересекающиеся. Поскольку выкидывание любой из этих областей не сделает оставшиеся пересекающимися, то после вычеркивания одного решения-кандидата из правой части таблицы 2.1, оставшиеся области по-прежнему будут непересекающимися. Следовательно, третье условие теоремы доказано.
Пусть утверждения теоремы выполняется для некоторой итерации п > 1.
По окончании этой итерации имеем:
а) в левой части таблицы последовательность оптимальных решений = 1...« + !}, упорядоченных по возрастанию к;