Компьютерные модели прогнозирования параметров управления нефтяных месторождений

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире особое внимание уделяется разработке и усовершенствованию систем управления производственными процессами. Поэтому в настоящее время бурно развивается применение современных компьютерных технологий в разработке месторождений полезных ископаемых. По данным, приведенным «в отчете компании British Petroleum (ВР), к концу 2016 года подтвержденный запас нефти в мире составляет 240.7 млрд, тонн (1706.7 млрд, баррелей), объем добычи нефти вырос на 0,5% относительно прошлого 2015 г., а средняя ее добыча в день составила 92.150 тыс. баррелей»1. Исследованием месторождений полезных ископаемых с помощью современных информационных систем занимаются во многих развитых странах мира, в том числе в США, России, Великобритании, Китае, Саудовской Аравии, Венесуэле, Азербайджане и Узбекистане. С приобретением независимости в нашей республике особое внимание уделялось внедрению научно-инновационных и современных информационно-коммуникационных технологий в оптимальном управлении процессом разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. В этом отношении достигнуты значительные результаты в увеличении объемов добычи продукции с помощью обработки данных месторождений, в том числе созданы автоматизированные технологические комплексы по добыче нефти и газа. Вместе с тем требуется усовершенствование процессов производства нефтяных месторождений путём оптимального управления с помощью информационных технологий. В Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан определены задачи, в частности « ... широкое внедрение энергосберегающих технологий в производство, ... внедрение информационно-коммуникационных технологий в экономику, системы управления». Для выполнения этих задач одним из важных вопросов являются повышение производительности процесса разработки нефтяных месторождений за счет широкого внедрения современных информационных технологий, повышение эффективности их использования прогнозированием показателей эксплуатации месторождений. Для эффективной разработки месторождений полезных ископаемых важное значение приобретает создание математических моделей и вычислительных алгоритмов представления и прогнозирования производственных процессов. Особое внимание уделяется научным исследованиям в области разработки геологических и гидродинамических 3D моделей месторождений, создания систем дистанционного мониторинга процессов разработки месторождений, разработки технологий повышения объема добываемой нефти, а также контроля и анализа процесса добычи нефти при разработке месторождений полезных ископаемых. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Указом Президента Республики Узбекистан № УП-4947 от 7 февраля 2017 г. «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», постановлением Президента Республики Узбекистан № ПП-1989 от 27 июня 2013 г. «О мерах по дальнейшему развитию Национальной информационнокоммуникационной системы Республики Узбекистан», Постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан от 1 февраля 2012 года «О мерах по созданию условий для дальнейшего развития компьютеризации и информационно-коммуникационных технологий на местах» и другими нормативно-правовыми документах, принятых в данной сфере. Целью исследования являются разработка математических моделей, вычислительных алгоритмов, а также усовершенствование компьютерных моделей для научного анализа, оптимального управления и прогноза при процесса разработки нефтяных месторождений. Научная новизна исследования состоит из следующих: усовершенствован структурно-функциональный состав системы управления и прогноза параметров в процессе разработки нефтяных месторождений; разработан метод численного решения на основе схем преобразования двумерных математических моделей, описывающих процесс фильтрации жидкости, в одномерные; усовершенствована математическая модель управленческого процесса разработки нефтяных месторождений и разработан алгоритм ее решения; разработаны математическая модель и вычислительные алгоритмы для прогноза показателей и вычисления запасов скважин на основе обработки первичной информации месторождений. Заключение Результаты проведенного диссертационного исследования по теме «Компьютерные модели прогнозирования параметров управления нефтяных месторождений» сводятся к следующим основным выводам: 1. Разработана математическая модель управления нефтяными месторождениями на основе выбора параметров процесса фильтрации жидкости. Выбранные параметры позволяют более эффективно эксплуатировать месторождения. 2. Разработаны алгоритмы преобразования двумерной задачи процесса фильтрации к последовательности одномерных задач. Разработанные вычислительные алгоритмы дают возможность решения дифференциальных уравнений параболического типа, описывающих процесс фильтрации жидкости. 3. Разработаны алгоритмы численного решения математической модели управления процессом разработки нефтяных месторождений, позволяющей оптимально управлять нефтяными месторождениями. 4. Разработаны численный метод и программный продукт перевода структурной карты месторождения к числовому виду. Разработанный алгоритм позволяет определять границы месторождения и координаты скважин. 5. Разработаны алгоритм и программный продукт определения коэффициента извлечения нефти на основе обработки данных месторождений. Данный коэффициент служит для проверки процесса разработки месторождений. 6. Усовершенствована математическая модель обрабохки данных с реальных месторождений, разработаны алгоритм и программный комплекс, позволяющие прогнозировать динамику дебитов скважин и определять запасы месторождений. 7. С помощью разработанных компьютерных моделей проведены вычислительные эксперименты по прогнозированию показателю разработки месторождения «Умид», вычислен коэффициент извлечения нефти месторождения «Южный кемачи» и определены запасы месторождения «Шахпахты».