Комплексный анализ и повышение эффективности управления системами гидравлически связанных объектов : На примере процессов в системах добычи нефти

• Автор: Нассонов, Юрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 214 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

М Введение.
1. Основные направления повышения эффективности принятия решений и управления в системах добычи нефти.

1.1. Анализ существующей практики эксплуатации систем добычи нефти

1.2. Взаимосвязь подсистем и элементов системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения продуктивный пласт добывающие скважины нефтесбор подготовка продукции заводнение продуктивный пласт
1.3. Влияние динамики показателей разработки нефтяного месторождения на режимы эксплуатации элементов системы гидравлически

0 связанных объектов и выбор оптимальных.технических решений

1.4. Критический анализ используемых методик расчета элементов системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения

1.5. Постановка задач исследования.

Выводы по первой главе.

2. Модель гидродинамических процессов в элементах системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения.
2.1. Критический анализ результатов исследования гидродинамики газожидкостных потоков и методов их расчета
2.2. Система уравнений, описывающая движение газожидкостного потока в трубах
2.2.1. Закон сохранения массы
2.2.2. Закон сохранения импульса.
2.2.3. Закон сохранения энергии
2.3. Замыкающие соотношения
2.3.1. Расчет физикохимических свойств компонентов газожидкостной смеси
2.3.2. Расчет гидравлических характеристик нефтеводогазового потока.
2.3.3. Расчет теплопотерь от потока продукции в окружающую среду.
2.4. Численное интегрирование системы уравнений, описывающей
движение газожидкостного потока в трубах.
Выводы по второй главе.
3. Комплекс алгоритмов и программ для моделирования элементов системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения
, 3.1. Подсистема добыча добывающие скважины
3.1.1. Фонтанный способ эксплуатации.
3.1.2. Газлифтный способ эксплуатации
3.1.3. Эксплуатация погружными центробежными насосами
3.1.4. Эксплуатация штанговыми насосами
3.2. Подсистема нефтесбор
3.3. Компонента заводнение.
3.3.1. Подсистема водоводов
3.3.2. Подсистема насосных станций.
3.3.3. Подсистема нагнетательных скважин.
3.3.4. Подсистема водозаборных скважин.
0 Выводы по третьей главе.
4. Внедрение моделей подсистем и элементов системы гидравлически связанных объектов в практику эксплуатации нефтяных месторождений
4.1. Сравнительная оценка эффективности мероприятий по повышению пропускной способности различных элементов системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения
4.2. Учет влияния ретроспективы, текущего состояния и предполагаемой динамики показателей разработки месторождения на интегральные техникоэкономические показатели подсистем и элементов системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения
4.3. Прогнозирование аварийных ситуаций и учет их влияния на технологические и экономические показатели элементов системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения.
Выводы по четвертой главе.
5. Методы повышения эффективности технических решений и управления эксплуатацией системы гидравлически связанных
объектов нефтяного месторождения на основе системного подхода.
5.1. Постановка задачи оптимизации распределения инвестиций в многостадийный процесс повышения пропускной способности системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения
5.2. Методика решения задачи оптимизации распределения инвестиций в многостадийный процесс повышения пропускной способности системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения
5.3. Практика использования комплекса методов, алгоритмов и программ для моделирования системы гидравлически связанных объек
тов при управлении эксплуатацией нефтяных месторождений.
Выводы по пятой главе.
Основные результаты работы
Список литературы


Результаты исследований, отражающие сущность диссертационной работы докладывались на Международной конференции Информационные технологии в нефтяной и газовой промышленности в г. АйяНапа, Кипр, г. Дубровник, Хорватия, на Всероссийской научной конференции Геология и нефтегазоносность ЗападноСибирского мегабассейна г. Тюмень в и г. Гидравлики, водоснабжения и водоотведения Ивановской Государственной архитектурностроительной академии в г. НК ЮКОС, ОАО ЛукойлКоми, ОАО ЛукойлПермнефть, ОАО ННП, ОАО СНГ. Программные продукты, реализующие результаты исследований, демонстрировались на Международных выставках Нефть и газ и Нефть и газ , г. Москва. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 работах, в том числе 2 статьях, 3 докладах в материалах конференций и 2 тезисах докладов. Объем н структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, содержит 7 страниц машинописного текста, рисунков, таблиц, список литературы из наименований трех приложений общим объемом страницы. Проектирование, строительство и эксплуатация всех систем обустройства нефтяных месторождений добычи, нефтесбора, подготовки продукции и заводнения продуктивного пласта регламентируется различными нормативными документами. Технические решения для каждой системы габариты оборудования, диаметры трубопроводов, давления и расходы продукции принимаются из условий оптимальности только для данной системы, без учета ее техникоэкономических связей с другими системами. Однако, хорошо известно, что совокупность оптимальных решений, найденных для взаимосвязанных элементов сложной системы, далеко не всегда соответствует оптимальному решению для системы в целом 1,6,9,,,,,,,,. Например, попытка увеличить текущую добычу нефти за счет повышения пропускной способности призабойной зоны добывающих скважин, достигаемой одним из традиционных способов, может не дать ожидаемого результата вследствие низкой пропускной способности трубопроводной системы нефтесбора или высоконапорных водоводов системы заводнения, дефицитом оборудования, установленного на дожимных насосных станциях ДНС, кустовых насосных станциях КНС и других причин. В ряде случаев игнорирование технологических связей оптимизируемого объекта с другими элементами сложной системы обустройства нефтяного месторождения может привести к тому, что режим эксплуатации одного или нескольких объектов станет аварийным. При этом затраты на ликвидацию ущерба, как правило, значительно превышают положительный результат оптимизации. При этом в расчетах используется дебит средней скважины. На практике величины добычи и обводненности продукции весьма существенно изменяются во времени в течение периода разработки месторождения, причем фактическая динамика этих величин зачастую сильно отличается от той, которая принята в проекте разработки. Очевидно, что технические решения, принятые в соответствии с данными нормативными документами, не могут быть оптимальными для всего периода разработки месторождения. Еще одним недостатком ныне действующих нормативных документов 7,8 является игнорирование затрат на предотвращение аварий элементов системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения и ликвидацию ущерба от таких аварий. Например, затраты на ингибирование коррозии нефтесборных трубопроводов на некоторых месторождениях Западной Сибири составляют до всех эксплуатационных затрат в системе нефтесбора, а ущерб от розливов нефти при порывах трубопроводов вследствие коррозии в отдельных случаях достигает величии, сопоставимых с прибылью от добычи нефти. Все элементы системы гидравлически связанных объектов нефтяного месторождения рассматриваются по отдельности, без учета их взаимного влияния, обусловленного наличием их технологических и экономических связей. Отсутствует учет предполагаемой динамики добычи и обводненности продукции, так как, согласно нормативным документам, технические решения принимаются для условий максимальной добычи жидкости и максимальной вязкости. При этом наибольший перерасход капитальных и эксплуатационных затрат имеет место в тех случаях, когда фактические дебиты значительно отличаются от проектных.