ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗМІЩЕННЯ СВЕРДЛОВИН НА НАФТОВИХ І ГАЗОВИХ РОДОВИЩАХ З ВИКОРИСТАННЯМ ГІДРОДИНАМІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Краткое содержание

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів.

У першому розділі дисертації проведено аналіз вітчизняних та зарубіжних досліджень в області оптимізації розміщення свердловин на родовищах нафти і газу.

У роботах Акульшина О.І., Алієва З.С., Бойка В.С., Гіматудінова Ш.К., Говорова Г.Л., Закірова С.Н., Кондрата Р.М., Сазонова Б.Ф., Шмигля П.Т., Щелкачева В.Н. та інших розглянуті класичні підходи до вибору раціональної схеми розміщення свердловин на нафтових та газових родовищах. Авторами досліджуються питання вибору форми сітки свердловин, відстані між свердловинами та порядку введення їх в експлуатацію і даються загальні рекомендації, щодо розміщення свердловин, в основному, для випадку значної однорідності продуктивного пласта. У випадку неоднорідного пласта, таке розміщення свердловин уже не буде оптимальним.

Комп’ютерне моделювання з використанням 3D сіткових моделей та гідродинамічного симулятора є одним із сучасних методів для врахування всіх неоднорідностей продуктивного пласта при розгляді задачі оптимізації розміщення свердловин. Як правило, симулятор у таких дослідженнях використовується у якості інструмента для оцінок цільової функції при розгляді різноманітних сценаріїв розташування свердловин. Оптимізація цієї задачі вимагає значної кількості запусків гідродинамічного симулятора, тому знайти всю множину значень цільової функції виявляється дуже затратною процедурою. Вивченням цього питання займалися Айдазаде К.Р., Дорошенко В.М., Золотухін А.Б., Єгер Д.О., Єрмолаев А.І., Зарубін Ю.О., Ковальчук М.Р., Ларіонов А., W. Bangerth, B. Beckner, A. Bittencourt, M. Cardoso, E. Damsleth, L. Durlofsky, B. Guyaguler, R. Ho e, V. Matossian, A. Nystad, U. Ozdogan, Y. Pan, J. Zhang та інші. Спільними ідеями у всіх цих роботах є спрощення задачі до невеликої чи середньої за розмірами, застосування невеликої кількості симуляцій або їх відсутність, а також використання невеликої кількості незалежних змінних.

Досить часто автори вдаються до методів, які спрямовані на зменшення кількості симуляцій за рахунок застосування різноманітних алгоритмів та методів оптимізації, таких як, наприклад, симплекс‑метод, градієнтний спуск, генетичний алгоритм та його модифікації, алгоритм імітації відпалу, стохастичні апроксимації, а також комбіноване застосування цих алгоритмів.

У ряді робіт продемонстровані підходи, які виключають з оптимізаційної схеми ітераційне застосування гідродинамічного симулятора як засобу оцінки цільової функції, і, таким чином, пропонують методики, які не є ресурсозатратними і можуть бути реалізовані без особливих труднощів.

Проведений аналіз вітчизняних та зарубіжних досліджень показав, що, незважаючи на велику різноманітність наявних підходів до оптимізації розміщення свердловин, отримати замкнуту методику для розв’язку цієї задачі, не вдається. Для успішного розв’язку цієї задачі сформульовано основні вимоги до математичної моделі, алгоритму та методики оптимізації розміщення свердловин.

У другому розділі наведено результати розроблення методики оптимізації розміщення свердловин з використанням гідродинамічного моделювання.

До основних елементів системи розробки відносять об’єкт розробки, схему розміщення свердловин, через яку здійснюється розробка об’єкта, та систему підтримування пластового тиску (при необхідності).

Метою оптимізаційної задачі є вибір такої системи, яка б з множини можливих систем розробки найбільше наближалася до оптимальних критеріїв. Тому в практиці використовують термін раціональна система розробки, маючи на увазі, що досягти оптимальних критеріїв вдається лише з деяким невизначеним ступенем наближеності.

До критеріїв раціональної системи розробки можна віднести наступні елементи:

1)    забезпечення заданої динаміки видобутку вуглеводнів;

2)    отримання максимального ступеню вилучення вуглеводнів з надр;

3)    реалізація системи відбувається при мінімальних витратах;

4)    система розробки мінімально впливає на навколишнє середовище.