Управление процессом добычи нефти на основе математического моделирования

• Автор: Ганеев, Артур Руфхатович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1 Анализ проблем автоматизации технологического

процесса добычи нефти из малодебитных скважин

1.1 Актуальность темы исследований

1.2 Технологический процесс добычи нефти и математическая модель нефтеносного пласта как источника нефтепродукта
1.3 Современные подходы к решению проблем автоматизации технологического процесса добычи нефти.

1.4 Цель и задачи исследований.

Выводы по первой главе.

Глава 2 Математические модели элементов систем автоматического управления добычей нефти.
2.1 Системный анализ и концепция построения системы автоматического управления добычей нефти
2.2 Математическая модель регулируемой установки
добычи нефти..
2.3 Структура локальной системы автоматического управления добычей нефти для одной скважины .
2.4 Математическая модель взаимодействующих скважин как многосвязный объект управления
2.4 Структура модели системы управления для
группы нагнетательных и добывающих скважин.
Выводы по второй главе.
Глава 3. Выбор алгоритмов управления
3.1 Управление регулируемым станкомкачалкой
3.2 Линейные модели многосвязных систем управления добычей нефти.
3.3 Нелинейные модели многосвязных систем управления добычей
Выводы по третьей главе
Глава 4. Оценка эффективности предложенных алгоритмов управления
4.1 Построение автоматизированной системы имитационного моделирования
4.2 Оценка устойчивости многосвязной системы автоматического управления частотным методом.
4.3 Исследование эффективности предложенных алгоритмов методом математического моделирования
4.4 Перспективы использования данного класса систем управления. 2 Выводы по четвертой главе
Заключение.
Л итература.
Приложение А.
Введение
Актуальность


В результате анализа работ ученных, занимающихся сходной проблематикой показано, что идея создания системы автоматического управления добычей нефти уже рассматривалась Мееровым М. В., но не была доведена до логического завершения. Наиболее острой проблемой, стоящей перед современной нефтяной промышленностью, является добыча нефти из сильно обводненных скважин на поздних этапах эксплуатации месторождения [, ,, ,, ]. Добыча нефти в основных нефтегазоносных районах России, а также в некоторых зарубежных нефтегазоносных провинциях вступила в период больших изменений. Основные капитальные и эксплуатационные затраты будут направлены на разработку уже существующих месторождений нефти и газа, так как открытия гигантских нефтяных месторождений представляются маловероятными []. В ближайшее время в структуре энергетики ведущих стран все большую роль будет играть газ, а не нефть. Объемы работ по разбуриванию, приходящиеся на одно (усредненное) месторождение, в целом будут уменьшаться. Это вызвано ростом числа вводимых в разработку мелких и средних месторождений []. По состоянию на 1 января г. России добыто 3 млн т нефти при проектном уровне 5 млн т. Средняя обводненность составляет %. Общий фонд скважин — около 9 тыс. Средний дебит (количество компонента смеси, добываемого из скважины за определенное время []) по нефти на скважину составляет 9,4 т/сут. Всего в разработке находится 8 месторождений со степенью отработанности %. Условно их можно разбить на четыре группы. Первая группа включает месторождения с начальными извлекаемыми запасами нефти более 0 млн т. Эти месторождения содержат % общих извлекаемых запасов. Текущая добыча нефти по ним составляет % общей. Вторая группа включает месторождения с извлекаемыми запасами от до 0 млн т. Они содержат % текущих извлекаемых запасов и дают % общей добычи. Третью группу составляют месторождения с извлекаемыми запасами от до млн т. В сумме они составляют % извлекаемых запасов России, и из них отбирается % общих запасов. Наконец, самая многочисленная группа месторождений (9) содержит запасы менее млн т. Они представляют % общих извлекаемых запасов, и из них добывается % текущей продукции. Из 9 месторождений с запасами более млн т осталось еще извлечь 2 млрд т нефти []. На разрабатываемых месторождениях следует ожидать увеличения объемов работ по капитальному ремонту скважин, снижения числа закрываемых скважин и применения безлюдных и автоматизированных технологий для систем сбора и подготовки нефти и газа []. Ожидается, что уменьшение добычи нефти на больших месторождениях будет в основном происходить из-за падения пластового давления и резкого обводнения. Все большую роль будет играть добыча не на старых гигантских залежах, а на больших, средних и малых месторождениях []. Прирост запасов нефти в России приходится в основном на трудноизвлекаемые, дорогостоящие в эксплуатации месторождения. Это требует реформирования существующей организации работ и создания современных систем разработки залежей нефти и газа [, ]. В АНК «Башнефть» по состоянию на январь года в эксплуатации находились 0 малодебитных скважин. Истощенная (малодебитная) скважина - скважина, производящая ограниченное количество нефти, например, не более бар. З,2м3) []. Их среднесуточная добыча не превышала 5 тонн жидкости. При общем количестве функционирующих скважин 9 указанный фонд малодебитных скважин, следовательно, составляет % []. По мере истощения нефтегазовых и нефтеконденсатных месторождений Западной Сибири доля малопродуктивных скважин также постепенно возрастает []. Добыча нефти штанговыми насосами составляет % от общей добычи по' АНК «Башнефть», следовательно, добыча нефти в значительной степени зависит от функционирования фонда малодебитных скважин. Такая же тенденция роста количества малодебитных скважин прослеживается и в других нефтедобывающих странах. Так, в США увеличение фонда нефтедобывающих скважин с года шло, в основном, за счет малодебитных механизированных скважин, часть которых ранее эксплуатировать было нерентабельно. Повышение цены на нефть позволило рентабельно эксплуатировать скважины с обводненностью до % [, ].