Роль ЭВМ в разработке нефтяных и газовых месторождений.

Роль ЭВМ в разработке нефтяных и газовых месторождений


Систематическое упорядочение режимов работы насосных установок (ЭЦН, ШГН), обработки призабойных зон (ОПЗ) и ремонтно-изоляционные работы (РИР) – основные мероприятия по сохранению и увеличению уровня добычи нефти.
Расчеты проведения мероприятий указанных трех групп основываются на переработке большого количества информации. Применение математических методов и ЭВМ позволило существенно повысить скорость переработки информации и, что самое главное, оперативно определять степень информативности данных для каждой группы мероприятий. Так, например, методами математической статистики определяется информативность геолого-промысловых факторов при проведении солянокислотных обработок, зависимость уровня дебита от этих и технологических факторов.
Методы диагностирования позволяют при относительно небольшой выборке классифицировать мероприятия и скважины на группы, характеризующиеся определенными значениями факторов, повысить эффективность выбора скважин и видов работы на них.
При решении задач квалификации (распознавания объектов) применяются методы адаптации, позволяющие прогнозировать продолжительность эффекта после проведения каждого вычисленного мероприятия по всем скважинам месторождения. Множество мероприятий и скважин обусловливает задачу выбора части работ, ограничиваемой уровнями добычи во времени и наличием ресурсов, т.е. необходимость планирования добычи по ожидаемым результатам на части скважин месторождения.
В настоящей работе при планировании геолого-технических мероприятий (ГТМ) и выборе скважин используется теория графов, позволяющая проанализировать дебиты ряда скважин и, следовательно, добычу по месторождения в целом. При этом рассчитывается последовательность проведения вычисляемых геолого-технических мероприятий с наименьшими затратами ресурсов.

Планирование геолого-технических мероприятий

Планирование применяемых геолого-технических мероприятий (ГТМ) ранее проводилось без использования ЭВМ и обосновывалось в большинстве случаев субъективным мнением специалистов. При этом затрачивалось сравнительно много времени. Впервые выбор с помощью ЭВМ эффективных геолого-технических мероприятий проводился в 1973г. в НГДУ Чекмагушнефть. Сейчас выбор видов геолого-технических мероприятий осуществляется с помощью ЭВМ во всех НГДУ объединения Башнефть. Проведен анализ окупаемости моделей расчетов (сравнение расчетных и фактических данных – результатов проведенных ГТМ).
В объединении Башнефть эксплуатируется свыше 12 тыс. скважин из пробуренных более 40 тыс. за время разработки нефтяных месторождений Башкирии. Многие годы состояние разработки характеризуется устойчивой добычей на уровне 40 млн. т нефти с конденсатом в год. Эта добыча достигается открытием и вводом в эксплуатацию небольшого числа новых месторождений и залежей и проведением большого объема работ по интенсификации добычи нефти из старых обусловленных промысловых площадей. Интенсификация включает мероприятия по дальнейшему совершенствованию системы воздействия на пласты, проведение различных организационно-технических и геолого-технических мероприятий по фонду скважин.
До 1973 г. планирование ГТМ велось на основе данных о скважинах без применения вычислительных методов и ЭВМ, часто носило субъективный характер и не обосновывалось технико-экономическими расчетами. Это потребовало совершенствования планирования проведения мероприятий. Совершенствование должно обеспечить:
1. Исключение субъективности при оценке эффективности проведенного мероприятия.
2. Решение о проведении того или иного мероприятия в скважине, обусловленное результатами проведения всех подобных работ на данном месторождении.
3. Сокращение до минимума времени и труда инженерно-технических работников (ИТР) по подбору скважины и выбору (назначению) методов интенсификации.
4. Повышение оперативности обработки исходной и конечной информации.
5. Использование достижений отечественной и зарубежной науки и техники при выборе скважин, назначении мероприятий и технологических параметров их выполнения.
Развитие математических методов, появление электронно-вычислительной техники определили направления, позволяющие решать проблемы оптимизации добычи по каждой скважине и месторождению в целом. Пути достижения цели на видимом этапе возможны при реализации семи направлений деятельности (рис.1). Приведенная схема отображает динамическую модель по подземному и капитальному ремонту скважин, т.е. модель главного направления работ по переходящему фонду и повышению добычи или снижению темпов ее падения. Как видно из схемы, весь объем работ по ее реализации можно разделить на три основных вида.

1. Работа с большим объемом информации:
- сбор, накопление, хранение, постоянное пополнение и корректировка геолого-технических характеристик скважин и опыта ранее проведенных работ с начала разработки месторождений (блок 1);
- сведение этой информации в документы учетно-отчетного и аналитического характера для наблюдений за состоянием скважин, в которых проводятся ремонты, за результатами этих ремонтов и для других целей добычи и оперативного управления работами (блок 2);
- разработка с помощью вероятностно-статистических методов и ЭВМ расчетно-статистических нормативов по всем видам ГТМ для скважин объекта (блок 3).
2. Вычислительные работы:
- выбор объектов (месторождений, залежей) для назначения и проведения вычисленных ГТМ (блок 4);
- выбор скважины и назначение вида ГТМ на ней в соответствии с расчетно-статистическими нормативами блока 3 (блок 5);
- определение последовательности проведения вычисленных ГТМ в календарные промежутки по ограничениям, т.е. оптимизации добычи в целом по объекту (блок 6);
- расчет потребностей в материалах и оборудовании при вычисленном объеме ГТМ по объекту (месторождению, залежи, промыслу, НГДУ) на планируемый период (блок 7).
3. Принятие решений для выполнения вычисленного объема подземного и капитального ремонта скважин.
Приведенная блок-схема показывает, что выбранное направление является формализацией системы управления работами по подземному и капитальному ремонту скважин, работы с фондом скважин.
Наиболее важное отличительное свойство такого подхода – переход от производства расчетов и применения результатов этих расчетов по каждой отдельной скважине к рассмотрению всех результатов расчетов по скважинам пласта, залежи или месторождения. Из этой совокупности определяем объем ГТМ для выполнения различных целей по добыче: достижение заданного суточного уровня отборов жидкости или нефти на определенную дату, накопление добычи нефти за планируемый период. При этом главные эти цели рассчитываются в зависимости от ограничений по трудовым, материально-техническим или другим ресурсам.
Формализация системы управления подземным и капитальным ремонтом скважин стала возможно