Роль ЭВМ в разработке нефтяных и газовых месторождений

Реферат

Роль электронно-вычислительных машин

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.

Рис. 1. Блок-схема реализации применения математических методов и ЭВМ

при работе с фондом скважин

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 возможной благодаря широкому освоению вероятностно-статистических методов для обработки огромного числа фактических данных, включающих коллекторские свойства пластов, флюидов, конструкции скважин и опыт работ по проведению геолого-технических мероприятий. Математические методы и ЭВМ позволили на основании опыта сделать расчетно-статистические нормативы ряда ГТМ для каждого месторождения, в результате чего стал возможным выбор наиболее "выгодных" работ для оптимизации добычи нефти.

В настоящей работе для оптимизации добычи рассматривается проведение не просто набора ГТМ, а определенного ряда ГТМ в наивыгоднейшей последовательности. Для определения этой последовательности используется теория графов, а существенно сокращает время и число расчетов применение ЭВМ. Таковы главные отличительные черты формализованной системы управления.

Результаты планирования

геолого-технических мероприятий

Основная задача изучения результатов проведения ГТМ – выявление закономерностей распределения текущих дебитов, дающих наибольший прирост добычи от тех или иных ГТМ при сложившемся порядке их планирования без расчетов на ЭВМ.

Так, опыт проведения обработки призабойной зоны (ОПЗ) за 1974-1976 гг. в трех НГДУ объединения (Арланнефть, Южарланнефть, Чекмагушнефть) представляется следующими результатами (табл.1).

Таблица 1

Вид ОПЗ Всего ОПЗ Число

эффективных ОПЗ Эффективность ОПЗ, %

КОС 262 (66) 111 (23) 0,42 (0,35)

ГРП 235 (131) 156 (87) 0,66 (0,66)

ЭП 213 (137) 146 (114) 0,68 (0,83)

ВО 28 (-) 18 (-) 0,64 (-)

ПАВ 8 (-) 5 (-) 0,62 (-)

ТГХВ 105 (105) 48 (48) 0,48 (0,46)

ИТОГО 851 (449) 384 (272) 0,45 (0,60)

Примечание. В скобках приведены данные по НГДУ Арланнефть.

Анализы результатов ГТМ были проведены во всех НГДУ объединения. Планирование ГТМ проводилось для 12 тыс. скважин, из которых 30% эксплуатировалось ЭЦН, 70% - ШГН. Основными ГТМ, дающими заметный прирост к плану добычи, были мероприятия по смене режимов работы скважин, эксплуатируемых насосами. Эффективность назначения этих мероприятий в объединении