Введение к работе
Актуальность проблемы. Опыт управления разработкой нефтяных месторождений показывает, что фактические показатели разработки зачастую значительно отличаются от проектных из-за неполного учета геологических особенностей залежей и недостаточной обоснованности применяемых систем разработки.
На состояние разработки залежей оказывает большое влияние не только соотношение скважин, но и степень освоения различных систем заводнения, характеризующейся отношением объемов отбора и закачки жидкости. Проследить в чистом виде влияние показателей системы заводнения можно в пределах отдельных залежей. Очевидно, что, если степень компенсации отбора закачкой ниже 100%, при постоянных забойных давлениях в добывающих скважинах будет наблюдаться снижение темпов отбора. В то же время полная компенсация отбора закачкой может быть в условиях частичного освоения системы заводнением. В этом случае пластовое давление на ряде участков залежи может быть выше начального, а на других - ниже. Темпы отбора при этом в зависимости от размера этих участков могут или расти, или падать. Очевидно, интенсификацию системы заводнения нужно проводить своевременно, так как она на поздней стадии разработки залежей в условиях высокой обводненности добываемой продукции может привести к усилению обводненности скважин и сокращению их числа.
Критерий надежности органически не входит в число основных показателей нефтедобывающих систем как показатель их работоспособности и не учитывается в полной мере при оптимизации систем нефтедобычи. При этом критерий надежности не противопоставляется другим критериям, а дополняет их, делая оценку систем более полной и объективной. Поэтому решение задач по оптимальному управлению процессами закачки и отбора жидкости при водонапорном режиме разработки нефтяных место-рождений имеет не только научное значение, но и большую практическую ценность.
Цель работы. Научное обоснование эффективности разработки нефтяных месторождений с применением системы технического обслуживания и ремонта скважин.
Основные задачи исследований.
Провести системный структурный анализ надежности добычи нефти, проанализировать математические методы, применяемых в расчетах надежности нефтедобывающих систем и выделить характерные особенности реализации моделей надежности объектов нефтедобычи.
Провести анализ особенностей текущего состояния разработки Трех-озерного месторождения, разработать алгоритмы и программные продукты для выбора теоретических законов распределения объемов добычи нефти и закачек жидкости, а также для оценки параметров их распределения статистическими байесовскими методами.
Разработать алгоритм и программный продукт для моделирования оптимальных объемов добычи нефти и закачки воды на месторождениях.
Исследовать критерии оптимального управления при внедрении системы технического обслуживания и ремонта в добывающих и нагнетательных скважинах на различных этапах разработки месторождений.
Методы решения задач и достоверность результатов. Для решения поставленных задач использовались методы теории вероятностей и математической статистики, теории надежности и массового обслуживания с широким применением компьютерных средств.
Достоверность результатов достигалась в результате применения современных методов математического моделирования, анализа и сопоставления результатов модельных исследований и фактических данных на конкретных месторождениях, а также байесовских методов статистического оценивания законов распределения объемов отбора и закачки жидкости на месторождениях.
Научная новизна. 1. Разработана новая методика, алгоритмы и программные продукты для обработки промысловой информации об объемах добычи нефти и закачки
жидкости и принятия решения по оптимальному управлению процессами разработки нефтяных месторождений.
Впервые на основе обработки фактических данных установлено, что объемы отбора нефти и закачки жидкости в пласт описываются распределением Вейбулла и нормальным законом.
Научно обосновано, что применение системы технического обслуживания и ремонта скважин при разработке нефтяных месторождений обеспечивает более высокие темпы отбора нефти и сокращает сроки разработки залежей.
Разработана методика расчета оптимальных объемов добычи нефти и закачки жидкости на месторождениях, при водонапорном режиме, разрабатываемых различными системами заводнения.
Основные защищаемые положения.
Системный анализ специфических особенностей обеспечения надежности системы нефтедобычи, направленные на выработку управляющих воздействий для поддержания эксплуатационного фонда скважин в работоспособном состоянии и обоснование влияния надежностных характеристик используемого скважинного оборудования на уровень добычи нефти.
Впервые полученные на основе обработки промысловых данных законы распределения объемов добычи нефти и закачки жидкости.
Алгоритм и программные продукты для выбора и оценки параметров распределений объемов добычи нефти и закачки жидкости, основанных на байесовских оценках по цензурированным выборкам, в условиях частичной априорной определенности и на эмпирических оценках показателей надежности.
Методика расчета оптимальных объемов добычи нефти и закачки жидкости на месторождениях при различных системах заводнения.
Практическая ценность работы заключается в том, что разработанная автором методика по управлению процессами добычи нефти и закачки жидкости позволяют повысить эксплуатационную надежность скважинного оборудования и, как результат этого, обеспечиваются более вы-
сокие темпы отбора нефти и текущие коэффициенты нефтеизвлечения, а также сокращение сроков разработки нефтяных месторождений.
Предложенная методика принята «СургутНИПИнефть» для использования при составлении технологических схем разработки нефтяных месторождений ОАО «Сургутнефтегаз».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на региональной научно-технической конференции «Инновации и эффективность производства», посвященной 50-летию ТюмГНГУ (21 - 22.04.2006 г., г. Сургут), на региональной научно-технической конференции «Роль молодежи в развитии инновационных технологий в научных исследованиях» (30 - 31.03.2006 г., г. Нефтеюганск), на научно-методических семинарах кафедры «Моделирование и управление процессами нефтегазодобычи» (2003 - 2006 г.г., ТюмГНГУ, г. Тюмень).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных статей, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК России.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 143 наименования и приложения.
