Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕРВИСНЫХ РАБОТ В
ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ 8
Анализ и разработка мероприятий по повышению эффективности работы бригад подземного ремонта скважин в осложненных условиях 8
Исследование факторов, определяющих непроизводительное время и пути их уменьшения 12
Планирование работы цехов капитального и текущего ремонта скважин 17
Много факторный метод прогнозирования надежности работы установок
ЭЦН 33
Выводы по разделу 49
2. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ БАЙЕСОВСКИХ МЕТОДОВ
СТАТИСТИЧЕСКОГО ОЦЕНИВАНИЯ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ОТКАЗОВ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СИСТЕМ 51
Выбор теоретического закона распределения отказов нефтепромыслового оборудования 51
Алгоритм оценки показателя надежности для распределения Вейбулла времени безотказной работы 58
Алгоритм байесовского метода оценки вероятности безотказной работы для ограниченно стареющих распределений 62
Методы байесовского оценивания по цензурированным выборкам 69
Алгоритм непараметрической байесовской оценки, основанной на процессе Дирихле 72
Байесовские оценки вероятности безотказной работы для. простейшего приближения функции распределения 74
Оценка вероятности безотказной работы в условиях частичной априорной определенности 75
Эмпирические байесовские оценки показателей надежности 78
Выводы по разделу 84
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАІТИЯ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА
СКВАЖИНАХ 86
Теоретическое обоснование влияния технического обслуживания на надежность нефтепромысловых систем и эффективность организации ремонтных работ 86
Алгоритм расчета оптимальных периодов проведения ТОР, обеспечивающих максимум коэффициента технической готовности 97
Алгоритм моделирования экономических показателей эффективности
системы ТОР на скважинах 105
Выводы по разделу 108
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ ОПТИМАЛЬНОСТИ ПРИ
ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА СКВАЖИНАХ 109
Исследование удельных затрат при устранении обрывов, отворотов и полёта ЭЦН 109
Исследование удельной прибыли от применения системы ТОР при устранении обрывов, отворотов и полёта ЭЦН 118
Анализ оценок численного моделирования критериев оптимальности
применения системы ТОР 127
Выводы по разделу 136
5. МЕТОДИКА НАЗНАЧЕНИЯ РЕМОНТНЫХ БРИГАД НА СКВАЖИНУ
ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И
РЕМОНТА 137
Задача об оптимальном назначении ремонтных работ на скважинах .137
Алгоритм Форда — Фалкерсона в случае матричного представления транспортной сети для построения наибольшего паросочетания в двудольном графе 139
Описание разработанного программного обеспечения 144
Выводы по разделу 149
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 150
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 152
ПРИЛОЖЕНИЯ 162
Введение к работе
Актуальность работы. Обеспечение намеченных объемов добычи нефти на месторождениях Западной Сибири, находящихся на поздней или завершающей стадии разработки, предполагает проведение значительного объема работ по интенсификации добычи и особенно по подземному и капитальному ремонту скважин.
По причине простоев ремонтных бригад недополучено более 830 тыс.т. нефти по ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз». Невосполнимые потери нефти по организационным причинам составляют 1630 тыс.т., в том числе по вине УТТ - 33,2 тыс.т., метеоусловиям - 604 тыс.т., недоукомплектованности вахт -21.4. тыс. т., по прочим причинам - 85,5 тыс.т.
Несмотря на уменьшение объемов ремонтных работ, затраты увеличились на 16,6% по сравнению с предыдущим годом, стоимость одного ремонта - на 21,4%, непроизводительное время составляет 11,8%, простои -11,6% от всего отработанного времени и требуют разработки и внедрения новых методов и способов организации ремонтных работ на скважинах, предусматривающих проведение технического обслуживания и ремонта на основе анализа и обработки геолого-промыслового материала с применением математических методов и ПЭВМ.
Задача снижения стоимости (затрат) и продолжительности ремонтно-восстановительных работ на основе организационных мероприятий на скважинах, минимизация организационных простоев скважин является актуальной и важной для нефтяной отрасли.
Состояние изученности темы. Исследованию проблем повышения
надежности работы скважииного оборудования в осложненных условиях их эксплуатации посвящены работы многих авторов. Наибольший вклад внесли А.Н. Адонин, А.С. Вирновский, И.Т. Мищенко, Р.Я. Кучумов, Ю.В. Зайцев, С.Г. Зубаиров, А.А. Ишмурзин, М.Д. Валеев, С.Г. Бабаев, Б.Б. Круман и д.р. Повышению эффективности работы скважин на основе организационных мероприятий посвящены работы P.P. Кучумова, Ю.В. Лчелинцева, А.Г. Меньшикова и д.р., а также исследования, проводившиеся в РГУНиГ им. И.М. Губкина, УГНТУ, АНК «Башнефть», ТюмГНГУ.
Цель работы. Оптимизация основных технико-экономических показателей эффективности ремонтно-восстановительных работ на скважинах Ноябрьской группы месторождений и разработка алгоритма программного комплекса для их моделирования.
Основные задачи исследований:
анализ работы сервисных предприятий по повышению эффективности ремонтно-восстановительных работ на скважинах в осложненных условиях эксплуатации скважинного оборудования и разработка методики расчета нормативного времени для организации этих работ;
исследования и алгоритмизация байесовских методов статистического оценивания законов распределения отказов, вызванных обрывом и отворотом насосных штанг и труб, полетом УЭЦН, отказами установок ШСН и ЭЦН в условиях Ноябрьской группы нефтяных месторождений;
алгоритмизация и численное моделирование эффективности применения системы технического обслуживания при ремонтно-восстановительных работах на скважинах и разработка критериев оптимальности при организации этих работ;
разработка методики назначения ремонтных бригад на основе алгоритма Форда-Фалкерсона в случае матричного представления транспортной сети при построении наибольшего паросочетания в двудольном графе;
Методы исследования и достоверность результатов. Для достижения
цели использованы математические методы статистики, теория вероятностей и распознавание образов. Проведенные исследования базируются на методах теории надежности и массового обслуживания, а достоверность результатов исследования - на байесовских методах статистического оценивания законов распределения отказов исследуемых систем. Решение задач осуществлялось на основе обработки фактических данных по отказам установок ЭЦН и ШСН; по отказам, вызванным обрывами и отворотами насосных штанг и труб, полетами УЭЦН по работе скважин Ноябрьской группы нефтяных месторождений.
Научная новизна заключается в следующем:
Выполнен системный анализ эффективности системы технического обслуживания и ремонта в условиях Ноябрьской группы нефтяных месторождений, находящихся на поздней (завершающей) стадии разработки.
Разработаны основные принципы выбора критериев оптимальности при организации восстановительных работ на скважинах.
Проведена оценка законов распределения отказов скважинного оборудования по причинам обрывов и отворотов насосных штанг и труб, полетов установок ЭЦН, а также отказов установок ШСН и ЭЦН байесовскими методами статистического оценивания, позволившими установить верхние и нижние пределы их применимости в условиях Ноябрьской группы нефтяных месторождений.
Раз]эаботана методика оптимального назначения ремонтных бригад на скважины, основанная на алгоритме Форда-Фалкерсона для случая матричного представления транспортной сети при построении наибольшего паросочетания в двудольном графе.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Разработана методика и программный продукт для расчета обоснованного нормативного времени для ремонтно-восстановительных работ на скважинах.
Разработана методика и программный продукт для оптимального назначения ремонтных бригад на скважины при реализации системы технического обслуживания и ремонта скважин.
Разработано методическое руководство и программный комплекс по моделированию показателей технико-экономической эффективности системы технического обслуживания и ремонта глубинно-насосных установок в наклонно направленных скважинах.
Результаты исследования широко используются в учебном процессе на специальности «Прикладная математика» при изучении дисциплины «Моделирование процессов и производств нефтегазовой отрасли».
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались на 1-оЙ и 2-ой Всероссийской научно-технической конференции «Моделирование технологических процессов
бурения, добычи и транспортировки нефти и газа на основе современных компьютерных технологий» (Тюмень, 1998, 2000гг.), 8-ой Международной научно-практической конференции «Наука І освіта» (Днепропетровск, 2005г.) и на научно-методических семинарах кафедры «Моделирование и управление процессами нефтегазодобычи» ТюмГНГУ (2001-2003гг.).
По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе одно методическое руководство, 6 научных статей и 5 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы из 105 наименований. Диссертация изложена на 186 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц и 76 рисунков и приложение - 22 страницы.
