Введение к работе
Актульность темы. Рост темпа производительности
нефтегазодобывающей промышленности ставит новые задачи рационального
освоения нефтегазовых месторождений, связанные с адекватным
математическим моделированием, решением задач фильтрации, выбором эффективных вычислительных технологии, проведением расчетов технологических показателей для данных месторождений.
Математическое моделирование задач многофазной фильтрации в разработке нефтегазовых месторождений отражено в работах таких ученых, как Абасова М.Т., Коновалова А.Н., Баренблатта Г.И., Вахитова Г.Г., Гусейн-Заде М.А., Ентова В.М., Курбанова А.К., Мирзаджанзаде А.Х., Розенберга М.Д., Максимова М.М., Булыгина В.Я., Швидлера М.И., Кричлоу Г., Азиз X., Сеттари Э., Монахова В.Н., Смагулова Ш.С., Жумагулова Б.Т. и др.
В данной диссертации рассматриваются актуальные проблемы по контролю, анализу разработки нефтегазовых месторождений, такие как оптимизация количества нагнетаемой жидкости в пласт для добычи нефти в произвольной системе скважин, задачи трехфазной неизотермической фильтрации в разработке данных месторождений. Высокая стоимость добычи углеводородного сырья ставит задачу о выборе эффективной эксплуатации данных месторождений в ряд актуальных проблем нефтяной отрасли.
Рассматриваемые в работе задачи являются нелинейными и представляют собой определенный интерес, как с точки зрения вычислительной математики, так и с точки зрения специалистов в области нефтедобычи.
Описанные в диссертации методики расчета показателей добычи нефти могут быть успешно использованы для решения задач оптимизации и текущего управления процессами разработки нефтегазовых месторождений.
Целью работы является решение прикладных задач разработки нефтегазовых месторождений. На основе исследованных математических моделей создать информационную систему для моделирования процессов разработки данных месторождений.
Научная новизна. Предложена математическая модель и метод решения задачи оптимизации количества нагнетаемой воды в нефтяной пласт через фонд нагнетательных скважин для получения "желаемого" количества добываемой нефти из добывающих скважин соответственно. Решена задача по восстановлению количества закачиваемой воды по заданным расходам количества добываемой нефти разработки месторождения в естественном режиме. Решены задачи неизотермической многофазной фильтрации в разработки нефтегазовых месторождений. Предложена информационная система для моделирования динамики процессов разработки нефтегазовых месторожден и й.
Практическая значимость результатов. Результаты проведенного исследования могут найти применение при анализе и проектировании нефтегазовых месторождений, при исследовании оптимальных технологий разработки нефтяных залежей. Полученные результаты позволяют уточнить
динамику процессов, протекающих в пластах. Как известно, нефтегазовые месторождения РК по своему геологическому типу развития бывают различными. Это в свою очередь порождает ряд проблем по эффективной разработке месторождений. Разработанная информационная система призвана решать эти проблемы, и она будет являться дополнительным инструментом для специалистов в нефтяной отрасли в экономической оценке эксплуатации данных месторождений.
Рассматриваемые в диссертации работы вошли в межотраслевую научно-техническую программу по теме «Новые информационные технологии в нефтегазодобывающей промышленности РК» от МО и Н РК за 1999-2000 гг.
Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие основные результаты:
математическая модель и метод решения задачи оптимизации количества нагнетаемой жидкости (воды) в пласт для получения "желаемого" количества добываемой нефти в произвольной системе нагнетательных и добывающих скважин соответственно, решение обратной задачи по восстановлению расхода количества закачиваемой жидкости по известным расходам количества добываемой нефти из пласта;
численное исследование задач трехфазной неизотермической фильтрации в разработке нефтегазовых месторождений; полученные в результате расчетов, практические рекомендации по улучшению разработки данных месторождений;
информационная система, созданная , на основе исследованных математических моделей.
Апробации работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на
следующих конференциях: на международной научной конференции
"Математическое моделирование в естественных науках, посвященной 75-
летию академика НАН РК Лукьянова А.Т." /г. Алматы, 1997/, на
международной научно-методической конференции "Математическое
моделирование и информационные технологии в образовании и науке",
посвященной 70- летию АГУ им. Абая /г. Алматы, 1998/, на II, Ш-ой
Казахстанско-Российской научно-практической конференции
"Математическое моделирование научно-технологических и экологических проблем в нефтегазодобывающей промышленности" /г. Алматы, 1998, 2000/, на международной научно-практической конференции "Проблемы вычислительной математики и информационных технологий" /г. Алматы, 1999/, на международной научно-технической конференции "New technologies in Islamic countries", VI General Assembly of FEIIC /Almaty, 1999/, на Казахстанско-Американской научно-практической конференции "The informative Technologies and Control" /Almaty, 1999/, на четвертом сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике, посвященном памяти М.А. Лаврентьева /г. Новосибирск, 2000/, на международной научной конференции "Проблемы математики и информатики в XXI веке" /г. Бишкек, 2000/, на научном мероприятии "Вычислительные технологии -2000" /г. Новосибирск, 2000/; на международной научной конференции "Современное
состояние и перспективы развития математики в рамках программы "Казахстан в третьем тысячелетии" /г.Алматы, 2000/; на городских научных семинарах под руководством академика НАН РК У.М. Султангазина, профессора, академика ИА РК Ш.С. Смагулова /г.Алматы, 1999, 2000/, на научных семинарах кафедры вычислительной и прикладной математики КазГУ им. аль-Фараби под руководством профессора, академика ИА РК Ш.С. Смагулова/г.Алматы, 1998, 2000/.
Структура и объемы работы. Диссертационная работа изложена на 108 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы из 90 наименовании, включает 43 рисунков и 3 таблицы. По теме диссертации опубликовано 18 работ.