Комплекс математических моделей для проектирования и управления гидросистемами поддержания пластового давления

• Автор: Стрекалов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 497 с. : ил.

1.1 .Комплексное понятие гидравлической системы.

I .Классификация технических гидравлических систем.

1.3.Общность проблем контроля и управления сложными гидросистемами

Контроль сложных систем

Проблемы управления сложными гидросистемами

1.4.0собенности эксплуатации гидравлических систем поддержания

пластового давления.

Управление режимами закачки воды в нагнетательных скважинах, как средство оптимизации процесса нефтеизвлечения
Глава 2. Моделирование основное средство принятия рациональных решений нри управлении гидросистемами.

2.1 .Общие понятия систем и их моделей.

2.2. Формирование моделей гидросистем и проблемы их использования

2.3.Принципы принятия решений при проектировании и управлении гидравлическими системами на основе моделирования.
2.4.0бзор известных методов моделирования технических гидравлических систем.
Теориягидравличсских цепей
Методы ручного расчета гидравлических систем.
Применение математических методов и электронновычислительных машин для расчета технических гидросистем.
2.5.Краткий обзор известных моделей пдросистем продуктивных пластов
Глава 3. Системный анализ элементов и свойств гидравлических систем.
3.1.Анализ структуры и элементов гидросистем
3.2. Основные свойства элементов гидросистем
Глава 4. Комплексная модель гидравлических систем
4.1. Формализация задачи комплексного потокораспределения модели гидросистем
4.2. Топология технических гидросистем
4.3. Формирование систем уравнепий для решения задач потокораспределения
в общем виде безотносительно к свойствам элементов
Метод путевой увязки потокораспределения.
Метод узловой увязки потокораспределения
Динамическая модель с распределенными параметрами.
4.4. Методы решения задачи комплексного потокораспредслсния в общем виде.
Модель течения несжимаемой и сжимаемой жидкости
Модель неизотермического течения
4.5.Модели элементов технических и природных гидросистем
Модель рабочей жидкости систем поддержания пластового давления
Модель объектов, описываемая посредством явного задания полной пдравлической характеристики.
Модели трубопроводов
Модели насосных агрегатов.
Модели устройств по управлению потоком текучей среды.
Влияние узловых соединений на результаты расчета потокораспределения гидросистем
Модели нагнетательных и водозаборных скважин
Модели элементов гидросистемы, продуктивных пластов
4.6. Геологичсская модель источник исходных данных для модели ГГГП.
4.7. Унифицированная гидродинамическая модель месторождения.
Проблемы формирования и использования унифицированных гидродинамических моделей
Модель внутрипластовой нестационарной фильтрации нефти и воды для использования совместно с моделью технических гидросистем поддержания пластового давления
Задача совмещения модели внутрипластовой фильтрации нефти и воды с моделью технических гидросистемподдержания пластового давления
4.8. Комплексные энергетические свойства гидросистем поддержания пластового давлетгя
Глава 5. Адаптация модели систем поддержания пластового давления, обработка исходных к выходных данных
5.1. Общие положения адаптации предлагаемой модели гидросистем.
5.2. Определение фильтрационноемкостных свойств пластов
гидродинамическими методами исследований скважин
5.3. Косвенные методы определения фильтрациониоемкостньгх свойств пластов на основании анализа режимов работы нагнетательных скважин
Метод анализа установившихся режимов закачки.
Метод анализа неустановившихся режимов закачки.
5.4. Определения шероховатости и степени износа трубопроводов.
5.5. Определение степени износа насосных агрегатов
5.6. Алгоритмы систематизации и обработки исходных и выходных данных модели гидросистем.
Систематизация структуры технической гидросистемы
Алгоритм поиска системы путей для метода путевой увязки
Схематизация модели гидросистем продуктивных пластов.
Глава 6. Использование модели гидросистем для управления и
оптимизации систем поддержания пластового давления
6.1. Использование модели технических гидросистем.
Контроль режимов работы элементов гидросистемы.
Аварийные ситуации.
Вариации структуры наземной части гидросистемы.
6.2. Управление технической гидросистемой посредством анализа
регу лировочных кривых, полученных из вычислительных экспериментов над моделью
6.3. Поиск оптимального состояния технической гидросистемы
Определение технических показателей устройств по управлению потоком,
соответствующих требуемым гидравлическим режимам.
Условия не превышения критического давления нагнетания. 1 г
Определение оптимального состоятгия насосных агрегатов и устройств по у прав лению потоком
6.4. Особенности использования предлагаемой модели гидросистем продуктивных пластов.
6.5. Пример использования модели гидросистем продуктивных пластов совместно с моделью технтгческих гидросистем.
Выводы и рекомендации.
Список используемых сокращений и аббревиатур
Список литературы


Г. Кирхгофом была опубликована статья, посвященную некоторым топологическим представлениям в теории цепей изложение данной статьи дано в качестве приложения к уже упомянутой книге , в которой, в частности, предлагается метод установления соответствия между схемой цепи и прямоугольной таблицей чисел 0, 1,1, т. Из последующих работ в теории электрических цепей следует отметить теорему Д. К. Максвелла о принципе наименьшего теплового действия для электритческих цепей. В Трактате об электричестве и магнетизме доказано, что в любой системе проводников, где нет источников э. Ома, тепло, генерируемое установившимся токораспределением, всегда меньше, чем токами, распределенными любым другим образом, но согласующимися с условиями притекания и вытекания. Эта теорема стала объектом пристального внимания относительно недавно в связи с попытками обобщения результатов теории электрических цепей на нелинейные системы , 2, 3. Кроме того, она лежит в основе физической аналогии и взаимосвязи между задачами математического программирования и токораспределения в электрической цепи , а также экстремального подхода к описанию и расчету потокораспределения в различных системах. Именно Максвеллом предложено также и сведение исходной системы уравнений Кирхгофа к уравнениям относительно узловых потенциалов . Широкое использование математических методов в этой области и вообще в теоретической электротехнике в значительной мере было связано с бурным развитием физики и большим практическим значением электрической энергии. Поэтому данная теория развивалась, прежде всего, как линейная теория. Известно, что такие результаты этой теории, как методы контурных токов и узловых потенциалов, принцип суперпозиции и взаимности отдельных решений, теорема об эквивалентном генераторе, преобразование звезды в многоугольник, а также обратное его преобразование и другие, являются в конечном итоге следствиями сетевой интерпретации основных положений линейной алгебры. В современной теории электрических цепей используются, конечно, не только линейная алгебра, но и гармонический анализ, операционное исчисление, интегральные преобразования, теорияграфов, математическое программирование, вероятностные методы и другие дисциплины. Являясь областью приложений для многих математических результатов, теории электрических цепей оказывала серьезное влияние на их развитие. В качестве примера можно вспомнить, что упомянутые работы Кирхгофа стимулировали создание топологии, изучающей наиболее общие геометрические свойства тел и фигур, а также теории графов. То же самое имело место при создании операционного исчисления. В области расчетов гидравлических систем сложилось качественно иное положение. Такой общей физикоматематической базы, какую представляет для электротехники теория электрических цепей, здесь не было. И одно из главных объяснений этому нелинейность зависимостей, описывающих гидравлические системы, которая в условиях ручного счета лишала практического смысла разработку их общих математических описаний и методов расчета. Вместе с тем отдельным вопросам расчета гидравлических систем посвящались сотни работ, публикуемых в научнотехнической литературе с конца го столетия. Среди них немало таких, которые и до сегодняшнего дня сохраняют свое значение. Одними из первых здесь можно считать работы французских и русских горных инженеров по расчету рудничной вентиляции , и др. Необходимость в обобщении имеющихся разработок и их распространении на другие типы систем стала осознаваться лишь с х годов, когда активно велись исследования по разработке и применению различных аналоговых устройств в виде электрических и, в меньшей мере, гидравлических моделей. С появлением ЭВМ необходимость в систематизации известных и использовании новых методов, а также в различных обобщениях стала особенно остро и вызвала множество статей и монографий. Так, Е. Черри и У. Миллар , а также Г. Биркгоф и Д. Б. Диаз предложили некоторые идеи и общие теоремы, относящиеся к нелинейным энергетическим и механическим системам, и новые вариационные принципы для нелинейных систем, которые должны, по их мнению, прийти на смену приведенного выше принципа наименьшего теплового действия, сформулированного Максвеллом для линейного случая. Книга Г. Книга и В.