Автоматизированная система управления на основе моделей для прогнозирования траекторий нефтяных и газовых скважин

Аннотация

The concept of developing an automated system for managing the trajectories of oil and gas wells through the use of modern information technologies is examined. A three-level algorithmic approach is proposed for making control decisions based on a predictive model of drilling equipment movement. An approach to constructing a multi-mode predictive model of well trajectory is presented, which serves as the mathematical foundation of an information-analytical subsystem aimed at solving real-time trajectory management tasks. Keywords: Drilling tool, alignment system, data transmission channel, decision-making system, well trajectory parameters control tool. Kirish. Neft va gaz qazib olish sharoitlarining tobora murakkablashishi, o‘zlashtirilayotgan konlardan foydalanish imkoniyatining kamayishi va mahsuldor qatlamlarning chuqurligining ortishi, neft va gaz quduqlarini burg‘ulash jarayonlarini kompleks avtomatlashtirishni talab etmoqda [4]. Bu, o‘z navbatida, zamonaviy axborot texnologiyalaridan foydalanish asosida quduq qazish asboblari, telemetriya va boshqaruv tizimlarining yangi modellarini ishlab chiqish va joriy etish zaruriyatini keltirib chiqarmoqda. Burg‘ulash jarayonini boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimlaridan samarali foydalanish burg‘ulash vaqtini 1,5-2 baravarga qisqartirib, quduqni burg‘ulash xarajatlarini 25-30% ga kamaytirishga, mahsuldor qatlamlarni ochish aniqligini oshirishga va natijada neftni qayta ishlashni ko‘paytirishga imkon beradi. Ushbu sohani rivojlantirishning istiqbolli yo‘nalishi yangi avlod o‘lchash tizimlari va aktuatorlaridan foydalanishga asoslangan zamonaviy axborot texnologiyalarini tadbiq etishdir. Bu texnologiyalar quyidagi imkoniyatlarni o‘z ichiga oladi [2]: • Burg‘ulash jarayonida quduqning trayektoriya shaklini aniqlashni ta’minlovchi MWD (Measurement While Drilling) telemetriya tizimlari; • Burg‘ulash jarayonida burg‘ulash asbobining trayektoriyasini tezkor tuzatishni ta’minlaydigan masofadan boshqariladigan aktuatorlar. Yangi avlod quduq trayektoriyasini boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimlarining asosiy vazifalari quyidagilarni o‘z ichiga oladi[1]: 155 Современные проблемы интеллектуальных систем. Республиканская научно-практическая конференция. Джизак, 18-19 апреля 2025 г. • Axborot ta’minoti — burg‘ulash asbobining joriy koordinatalarini aniqlash, o‘lchash shovqinini filtrlash va o‘lchash tizimlaridagi xatolarni bartaraf etish. • Nazorat qarorlarini qabul qilish — real vaqtda avtomatik boshqaruv tizimlariga asoslangan operator harakatlarini avtomatlashtirilgan qo‘llab-quvvatlash. • Nazoratni amalga oshirish — qabul qilingan nazorat qaroriga asosan burg‘ulash uskunalarining parametrlarini avtomatlashtirilgan va operativ tarzda o‘zgartirish. O‘lchov quyi tizimining umumlashtirilgan funksional tuzilmasi 1-rasmda tasvirlangan. Quduqni o‘lchash quyi tizimi bevosita burg‘ulash asbobining yuqori qismida, quduq ichida joylashgan. U trayektoriyaning geometrik parametrlarini — zenit, azimut va ko‘rish burchagini (inklinometriya) — aniqlash, dastlabki raqamli ishlov berish hamda shovqindan himoyalangan holda kodlash funksiyalarini bajaradi. Quduqni o'lchash Ma'lumot uzatish quyi tizimi Yerga asoslangan kanali ma'lumotlarni qayta ishlash quyi tizimi Yerga asoslangan o'lchov quyi tizimi 1-rasm. O‘lchov quyi tizimining umumlashtirilgan tuzilishi Ma’lumot uzatish kanali o‘lchangan ko‘rsatkichlarning sirtdagi qismga yetkazilishini ta’minlaydi. Ma’lumotlar kabel orqali yoki gidravlik uzatish tamoyillari asosida yetkaziladi. Tuproqni o‘lchash quyi tizimi esa yer ustida joylashgan quduq parametrlarini aniqlashga xizmat qiladi, masalan, quduq chuqurligi, dolotodagi eksenel bosim va boshqa muhim ko‘rsatkichlar. Ma’lumotlarni yerda qayta ishlash quyi tizimi esa o‘lchov natijalarini yig‘ish, raqamli filtrlash, saqlash, vizuallashtirish hamda ularni avtotransport vositalarini boshqarish uchun mo‘ljallangan avtomatlashtirilgan axborot-tahliliy tizimga uzatishni amalga oshiradi. Axborot-tahliliy tizim quyidagi asosiy vazifalarni bajaradi [5]: 1. Burg‘ilangan quduq trayektoriyasini real vaqt rejimida kuzatish, xususan: – quduq yo‘nalishini klasterdagi boshqa quduqlarga nisbatan nazorat qilish; – trayektoriyani loyiha profiliga mos ravishda boshqarish. 2. Quduq trayektoriyasini shakllantirishga doir tezkor boshqaruv qarorlarini qabul qilishda operatorni qo‘llab-quvvatlash. 3. Ma’lumotlar bilan ishlash: – o‘lchov natijalarini tizimga kiritish; – ularni tartibga solish, arxivlash; Qo‘yilgan maqsadlarga erishishni ta’minlaydigan tizimning umumlashtirilgan tuzilmasi 2- rasmda keltirilgan. 156 Современные проблемы интеллектуальных систем. Республиканская научно-практическая конференция. Джизак, 18-19 апреля 2025 г. 2-rasm. Axborot-tahlil tizimining umumlashtirilgan tuzilishi Burg‘ilangan quduq trayektoriyasini ilgari burg‘ulangan quduqlarga nisbatan boshqarish quyidagi amaliy harakatlarni yoki operatsiyalarni o‘z ichiga oladi: (x, y,z) 1) Quduq trayektoriyasining mutlaq dekart koordina