Содержание к диссертации
Введение 5
1. Анализ предметной области, концептуальная модель информационной системы мониторинга разработки 8
1.1. Математические и информационные модели в процессах разработки нефтяных месторождений 9
1.1.1. Основные положения 9
1.1.2. Возможности использования ПДГТМ при мониторинге разработки 12
1.2. Концептуальная модель информационно-аналитической системы мониторинга процессов разработки нефтяных месторождений 14
1.2.1. Принципы предлагаемой структуры ПДГТМ 14
1.2.2. Схемы принятия решений на основе ПДГТМ при мониторинге разработки месторождений в нефтяной компании 16
1.3. Информационная платформа использования ПДГТМ при
мониторинге разработки месторождений в нефтяной компании 20
2. Модели мониторинга и анализа геолого-технологических мероприятий 26
2.1. Постановка задач 26
2.2. Формализация представлений геолого-технологических мероприятий 27
2.2.1. Структура геолого-технологических мероприятий 27
2.2.2. Формализация описания ГТМ 30
2.2.3. Базовые операции языка З 3
2.3. Моделирование задач анализа геолого-технологических мероприятий 3 5
2.3.1. Структурный анализ 3 6
2.3.2. Параметрический анализ 3 з
2.3.3. Прикладные задачи анализа 42
2.4. Математические модели ситуационного анализа геолого-технологических мероприятий 44
2.4.1. Представление ситуаций в корпоративной базе знаний 48
2.4.2. Прикладные задачи ситуационного анализа и их решение с помощью гиперграфов 55
3. Развитие методов построения геологических моделей 60
ЗЛ. Аппроксимационные методы построения полей параметров ЦДГМ 64
ЗЛ. 1. Универсальная конструкция функционала в задачах аппроксимации полей параметров 67
3.1.2. Тренд в роли стабилизирующего функционала 7 5
3.2. Формализация методов оценки качества ЦТ ATM 79
3.3. Развитие методов построения ЦТ ATM 85
3.3.1. Методы и алгоритмы построения ЦТАГМ 87
3.3.2. Отношение эквивалентности ЦТАГМ и ЦДГМ 89
3.3.3. Разработка алгоритмов построения ЦТАГМ 9 5
4. Апробация математических моделей и программного обеспечения для мониторинга разработки 103
4.1. Краткое описание ИПК БАСПРО-Аналитик 2000 103
4.2. Построение ПДГТМ Росташинского месторождения 110
Заключение 120
Список литературы 121
Приложения 1
Введение к работе
Реалией любого нефтедобывающего предприятия является мониторинг процесса разработки месторождения. Мониторинг включает в себя сбор и хранение геолого-промысловых данных, анализ и прогноз процессов разработки месторождения, планирование геолого-технологических мероприятий (ГТМ) с целью обеспечения воздействия на залежь. Таким образом, мониторинг, наряду с задачами подбора оборудования, развитием технологий сбора и транспорта продукции, является одним из аспектов управляющей деятельности по оптимизации разработки месторождения. Для эффективного решения задач мониторинга необходимо использование математических моделей, которые, учитывая взаимосвязь всех элементов системы нефтедобычи, должны отражать: статические свойства геологических объектов, динамику изменения состояния залежи в результате протекающих в ней процессов фильтрации, а так же управляющие воздействия со стороны человека, реализуемые в ГТМ. Несмотря на достаточно длительный период развития аппарата математического моделирования при решении задач нефтедобычи, эта тема не исчерпана и требует дополнительной разработки:
• в области двумерного геологического моделирования это связано с характером исходных данных (недостаточное качество, неравномерность покрытия изучаемой площади);
• в области трехмерного геологического моделирования - с необходимостью получения новых эффективных алгоритмов, учитывающих априорную информацию;
• в области автоматизации мониторинга разработки - математический аппарат для формализации представлений, моделирования, анализа проведенных и планируемых ГТМ, позволяющий отражать не только факт управляющего воздействия (дату, тип ГТМ и т.п.), но так же его структуру, содержание и ситуационный контекст мероприятия. Мониторинг разработки месторождений предполагает обработку и хранение большого объема предметно-ориентированной информации. Для организации эффективной системы управления разработкой месторождения необходимо наличие в нефтяной компании интегрированной информационно-аналитической системы поддержки мониторинга (ИАС ПМ), которая позволила бы не только автоматизировать работу с этой информацией, но и обеспечила бы её эффективное использование на основе методов моделирования оптимизации и поддержки принятия управленческих решений. Центральным элементом интегральной среды, обеспечивающей связь отдельных её компонент и информационных потоков, является корпоративный банк данных. Логическая модель банка данных должна быть ориентирована на хранение информации различных предметных пространств.
Задачи создания математических моделей и алгоритмов таких систем определили содержание диссертационного исследования.
Цель работы
Цель работы состоит в разработке математического и алгоритмического обеспечения, программных средств ИАС ПМ мониторинга разработки нефтяных месторождений. В частности, в создании математических моделей ГТМ и промысловых ситуаций, развитии методов построения двумерных и трехмерных геологических моделей с использованием априорной информации.
Для достижения цели в работе решены следующие задачи:
• проведен анализ предметной области мониторинга нефтяных месторождений, разработаны концептуальные основы построения отраслевой ИАС ПМ;
разработаны модели представлений ГТМ, обеспечивающие алгоритмизацию задач анализа средствами ИАС ПМ; • разработана модель функционала для построения полей геологических параметров, используемых при принятии решений по разработке месторождения;
• разработан метод построения цифровых трехмерных геологических моделей в ИАС ПМ с использованием двумерных моделей;
• на основе разработанных моделей и алгоритмов реализован интегрированный программный комплекс (ИТЖ) «Баспро Аналитик 2000».
Научная новизна
В работе предлагаются методы решения задач, возникающих в процессе построения отраслевой ИАС ПМ, основанной на использовании постоянно-действующей геолого-технологической модели (ПДГТМ). Получены следующие новые результаты:
1. Разработаны математические модели представления ГТМ, обеспечивающие алгоритмизацию и автоматизацию решения задач структурного, параметрического и ситуационного анализа ГТМ.
2. Разработана универсальная конструкция функционала для решения задач построения полей геологических параметров.
3. Разработан метод построения трехмерных геолого-математических моделей, позволяющий использовать для трехмерного моделирования существующие двумерные модели.
Практическая ценность работы
Разработанные модели и алгоритмы использовались при создании ИПК «Баспро Аналитик 2000». В настоящее время ИПК успешно используется при реализации процесса мониторинга разработки в геологических подразделениях нефтяной компании ОАО «ТНК-ВР». Ряд положений работы вошёл в регламенты «Тюменского нефтяного научного центра», регламентирующих аналитическую деятельность в подразделениях ОАО «ТНК».
