Автоматизированная система управления технологическим процессом добычи нефти на основе динамической модели участка нефтяного пласта

• Автор: Мезенцев, Евгений Федорович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 Анализ текущего состояния автоматизации процесса

управления технологическим процессом добычи нефти

1.1 Актуальность темы исследований

1.2 Анализ существующих систем и технологий автоматизации технологического процесса добычи нефти

1.3 Цели и задачи исследования

Выводы по первой главе

Глава 2 Разработка и исследование системы управления

технологическим процессом добычи нефти на основе модели участка пласта

2.1 Анализ структуры системы управления нефтедобывающим

производством
2.2 Анализ существующих моделей нефтяного пласта
2.3 Модель движения двухфазной жидкости в пористой срсдс
2.4 Математическая модель участка пласта для оперативного управления технологическим процессом добычи нефти
2.5 Анализ устойчивости разностной схемы модели участка нефтяного пласта
2.6 Идентификация параметров модели участка пласта по данным разработки
Выводы по второй главе
Глава 3 Разработка алгоритмов управления режимами работы
скважин
3.1 Выбор режимов работы добывающей скважины
3.2 Выбор дебита скважины в режиме кратковременной
эксплуатации
3.3 Выбор режимов работы нагнетательных скважин
3.4 Групповая подсистема управления режимами работы 1 скважин
3.5 Синтез структуры системы управления технологическим 2 процессом добычи нефти
Выводы по третьей главе
Глава 4 Оценка эффективности системы управления технологическим 1 процессом добычи нефти
4.1 Постоянно действующая гидродинамическая модель 1 анализируемого месторождения
4.2 Оценка эффективности предложенного алгоритма 6 идентификации параметров модели для целей оперативного управления
4.3 Оценка эффективности управления добывающей 5 скважиной
4.4 Оценка эффективности системы управления 2 технологическим процессом добычи нефти в целом
Выводы по четвертой главе
Заключение
Литература


Рост объемов добычи нефти обеспечивается значительным увеличением фонда скважин, которые бурятся в отдаленных районах со сложными климатическими условиями, что делает невозможным систематическое обслуживание и исследование всех скважин бригадным способом. С другой стороны, принятие любого решения инженером-нефтяником, касается ли оно изменения режима работы скважины, необходимости обработки призабойной зоны, оценки эффективности технологического мероприятия основывается на имеющейся в его распоряжении информации. Очевидно, что при отсутствии или небольшом ее количестве надежность принимаемых решений и выводов будет неудовлетворительна. Поэтому возникает необходимость получения достаточного объема информации, на основании которого можно оперативно принимать соответствующие технологические решения, эффективно обеспечивая заданный уровень добычи нефти. Перечисленные особенности определяют трудности освоения новых месторождений, повышение эффективности эксплуатации уже разрабатываемых, оценки целесообразности и эффективности новых технологических мероприятий и процессов. Основная сложность заключается в ограниченности исходной и получаемой информации, как в качественном, так и количественных отношениях. Это объясняется малым числом экспериментов, проводящихся на промыслах, сложностью проведения исследовательских работ, необходимостью при этом принимать оперативные решения. В настоящее время в России проводятся масштабные работы по созданию систем контроля и управления процессами разработки нефтяных месторождений. Создание системы управления технологическим процессом добычи нефти невозможно без создания адекватной математической модели, отражающей процессы, происходящие в моделируемых нефтепромысловых системах. Под нефтепромысловой системой подразумеваются такие взаимодействующие объекты, как скважина - пласт - скважина; скважина -призабойная зона; призабойная зона - удаленная часть пласта и т. От того насколько точно определяется состояние нефтепромысловой системы зависит эффективность принимаемого решения, будь то выбор скважины, на которой будут проводиться геолого-технические мероприятия (ГТМ) или регулирование режимов работы скважин [,,]. Начало развитию подземной гидромеханики, как основы для моделирования, было положено французским инженером А. Дарси, который в процессе работы над проектом водоснабжения города провел многочисленные опыты по изучению фильтрации воды через вертикальные песчаные фильтры. В г. В работах Самарского А. А. и Тихонова А. Н. рассмотрены методы решения уравнений в частных производных, в том числе и методом конечноразностных аппроксимаций, которые могут быть приложены к физическим процессам, происходящим в нефтяном пласте. Большой вклад в развитие технологии нефтеотдачи внесли работы по теории фильтрации крупнейшего американского специалиста М. Маскета. Широкое распространение получила теория двухфазной фильтрации жидкости, предложенная С. Бакли и М. Левереттом. Современная теория разработки нефтяных месторождений основывается на численном интегрировании дифференциальных уравнений, описывающих процессы неустановившейся фильтрации жидкости и вытеснения нефти водой. При этом необходимо учитывать неоднородность пласта по коллекторским свойствам и нерегулярность сетки размещения добывающих и нагнетательных скважин. Постановка краевых задач такова, что получить их аналитическое решение не удается. Поэтому решение практически интересных задач отыскивается в результате использования методов вычислительной математики. Решение соответствующих краевых задач на некотором временном слое сводится к решению алгебраической задачи, обычно к решению системы алгебраических уравнений [,]. Управление распределенными объектами было освещено в работах Понтрягина Л. С., Бутковского А. Г., Красовского Н. Н. в - годах XX века. М. В. Мееровым в году была рассмотрена возможность организации системы автоматического управления добычей нефти. Значительный вклад в создание методики выбора эффективных систем разработки нефтяных месторождений, задач и критериев управления разработкой внесли Халимов Э. М., Леви Б. И. []. Принципы проектирования и осуществления рациональной разработки нефтяных месторождений были изложены в работах Щелкачева В. Н., Закирова С. Н., Лысенко В.