Комп’ютерне моделювання та прогнозування відкладення неорганічних речовин у стовбурі газових свердловин - Автореферат

У відкладеннях утворюються агресивні сполуки неорганічного походження, які негативно впливають на стан колон експлуатаційної свердловини: зниження видобутку газу, корозія видобувного обладнання, забруднення навколишнього середовища. Розробка математичних основ процесу фазових перетворень неорганічних систем та проведення математичного прогнозування та попередження умов випадання неорганічних речовин в стовбурі свердловин дозволить ефективніше управляти процесом видобутку газу. Результати дисертаційної роботи ввійшли також до госпдоговірної роботи з наданням науково-технічних послуг університетом: ДП “Науканафтогаз” - “Вивчення фізико-хімічних і термодинамічних умов, розробка методики та програмного забезпечення прогнозування фазових перетворень у неорганічних системах в стовбурі свердловин ”(2004 р, № державної реєстрації 0105UA004977). Виконати побудову та реалізацію інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень при утворенні неорганічних відкладень по стовбуру свердловини. Удосконалено структуру системи підтримки прийняття рішень у процесі прогнозування утворення багатокомпонентних неорганічних відкладень по стовбуру свердловини на основі використання теорії категорій, що розширило можливості опису слабкоструктурованих предметних областей. неорганічний свердловина нафтогазовий речовинаНакопичуючись на стінках експлуатаційних колон свердловини для видобутку газу, неорганічні солі переважно повністю виводять з ладу дороге устаткування, порушують режим роботи свердловин, приводять до трудомістких підземних капітальних ремонтів, і як результат до значних втрат у процесі видобування газу. З метою врахування кількісних і якісних параметрів поставлено мету розробити інформаційну модель прогнозування неорганічних відкладень по стовбуру свердловини та компютерну інтелектуальну систему прийняття раціональних технологічних рішень у процесі розробці родовищ газу. Тому для отримання математичної моделі, що описує процес прогнозування кристалізації неорганічних речовин по стовбуру свердловини при видобуванні газу у статичному режимі роботи свердловини встановлено перелік властивостей См, з якими властивість С0 звязана відношенням (внутрішні властивості обєкту і властивості зовнішнього середовища, що впливають на обєкт). Коефіцієнт швидкості кристалізації визначається за допомогою залежності: IMG_01e49ec6-798b-4d34-932e-2d906f78ca0f (3) де DT - зміна температури на одиницю глибини; Т-температура на відповідній глибині; L - глибина свердловини; R - універсальна газова стала; D - діаметр свердловини; c - концентрація солі у розчині по стовбуру свердловини; А, В, С - коефіцієнти для визначення залежності ентропії при даному температурному переході g - коефіцієнт фугітивності відповідної речовини, m0 - значення хімічного потенціалу і-го газу при парціальному тиску рівному одиниці. Математичну модель для знаходження товщини відкладень у стовбурі свердловини у процесі видобування газу можна подати у вигляді: IMG_bd9e784a-b106-4fab-8cdd-a80e0fb1beb6 (4) де DX - товщина утвореного шару неорганічних відкладень по стовбуру свердловини; Т-температура на відповідній глибині; L - глибина свердловини; R - універсальна газова стала; D - діаметр свердловини; c - концентрація солі у розчині по стовбуру свердловини; А, В, С - коефіцієнти для визначення залежності ентропії при даному температурному переході g - коефіцієнт фугітивності відповідної речовини, m0 - значення хімічного потенціалу і-го газу при парціальному тиску рівному одиниці.У дисертаційній роботі розвязано важливе науково-практичне завдання з підтримки прийняття рішень при прогнозуванні процесу утворення неорганічних речовин у стовбурі газових свердловин. Проаналізовано теорію фазових перетворень та виявлено параметри, які її характеризують з метою прогнозування процесу утворення неорганічних відкладів по стовбуру свердловини, що дало змогу формалізувати процес їх утворення. Вперше запропонована інтелектуальна система підтримки прийняття рішень при прогнозуванні відкладення неорганічних речовин по стовбуру свердловини на основі використання категорійної формалізації, що дало змогу підвищити ефективність експлуатації свердловини, з врахуванням наявності нечітких, протирічивих та неструктурованих даних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі розвязано важливе науково-практичне завдання з підтримки прийняття рішень при прогнозуванні процесу утворення неорганічних речовин у стовбурі газових свердловин. За результатами виконання роботи можна відмітити наступне: 1. Проаналізовано теорію фазових перетворень та виявлено параметри, які її характеризують з метою прогнозування процесу утворення неорганічних відкладів по стовбуру свердловини, що дало змогу формалізувати процес їх утворення.

2. Удосконалено математичні залежності фазових перетворень не вуглеводневих систем у статичному та динамічному режимі свердловин пробурених для видобутку газу, що дозволяє описувати поведінку водосольових розчинів.

3. Вперше запропоновано методику розрахунку прогнозного значення товщини шару багатокомпонентних неорганічних відкладень на основі інформаційно-математичного обґрунтування основних параметрів, які характеризують поведінку не вуглеводневих систем по стовбуру свердловини з метою раціональної розробки родовища.

4. Вперше запропонована інтелектуальна система підтримки прийняття рішень при прогнозуванні відкладення неорганічних речовин по стовбуру свердловини на основі використання категорійної формалізації, що дало змогу підвищити ефективність експлуатації свердловини, з врахуванням наявності нечітких, протирічивих та неструктурованих даних.

5. Удосконалено функціональну структуру інформаційної моделі прийняття рішень при експлуатації свердловин на основі використання агенто-орієнтованого підходу, що покращує техніко-економічні показники розробки нафтогазових родовищ.

6. Реалізовано та протестовано запропоновану інтелектуальну систему підтримки прийняття рішень при прогнозуванні процесу утворення неорганічних відкладів у стовбурі свердловини. Реалізація системи дає можливість ефективного управління роботою як окремої свердловини так і родовища в цілому.

1. Яцишин М.М. Математична модель процесу кристалізації однокомпонентних солей у стовбуру експлуатаційної свердловини/ М.М. Яцишин, Т.В. Дитко, І.В. Броновський //Розвідка та розробка нафтових родовищ. -2005. - 4(17).- С.42-45. (Особистий внесок - аналіз попередніх досліджень, постановка завдання, розробка моделі опису процесу прогнозування відкладення неорганічних речовин, участь в обговоренні отриманих результатів та формуванні висновків, 90 %).

2. Юрчишин В.М. Застосування теорії категорій для аналізу прийняття технологічних рішень при розробці нафтових родовищ/ В.М. Юрчишин, В.І. Шекета, М.М. Яцишин // Нафтогазова енергетика. -2006. - №1. - С. 38-42 (Особистий внесок - аналіз попередніх досліджень, інтерпретація прийнятих технологічних рішень, формулювання висновків, 60 %).

3. Юрчишин В.М. Методика формування баз знань експертних систем для аналізу режимів роботи нафтових родовищ / В.М. Юрчишин, М.М. Яцишин, Л.І. Випасняк // Нафтогазова енергетика. -2007. -№1. - С. 22-26 (Особистий внесок - аналіз режимів роботи нафтогазових родовищ, участь в обговоренні отриманих результатів та формуванні висновків, 60 %).

4. Яцишин М.М. Інтелектуальна система для прогнозування неорганічних відкладень по стовбуру свердловини / М.М. Яцишин // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки - 2007. - № 6. -Т.1 (100). - С. 156-160.

5. Яцишин М.М. Інформаційно-категорійна формалізація процесу утворення неорганічних відкладів по стовбуру свердловини при видобутку вуглеводнів / Яцишин М.М. // Східно-Європейський журнал передових технологій. -2007. -№ 6/5(30). - С. 20-22.

6. Юрчишин В.М. Математична модель процесу кристалізації однокомпонентних солей у стовбурі експлуатаційної свердловини / В.М. Юрчишин, М.М. Яцишин // ХХІІ міжнародна міжвузівська школа-семінар «Методи і засоби технічної діагностики».- Івано-Франківськ.- листопад .- 2005 р.- 6 с. (Особистий внесок - аналіз попередніх досліджень, ідея, участь в обговоренні отриманих результатів та формуванні висновків, 85 %).

7. Яцишин Н.Н. Категорийная формализация структуры электронных информационных ресурсов прогнозирования неорганических отложений / Н.Н. Яцишин, Л.И. Випасняк, О.Е Шевчук // Материалы VI международная научно-техническая конференции «Электронные информационные ресурсы: проблемы формирования, обработки, распространения, защиты и использования - 2006», Киев, ноябрь 2006 г.: тезисы докладов. - К.:УКРИНТЭИ, 2006.- С. 9-11 (Особистий внесок - аналіз структури інформаційної системи опису процесу підтримки прийняття рішень при прогнозуванні відкладення неорганічних речовин, 85 %).

8. Шекета В.І. Категорійний підхід до формалізації нафтогазової предметної області на основі предикатних схем / В.І. Шекета, Л.І. Випасняк, М.М. Яцишин // Матеріали І-ї Міжнародної конференції молодих науковців «CSE - 2006», Львів, 11-13 жовтня 2006 р.: тези доповідей. - Львів, 2006 .- С.113-119 (Особистий внесок - участь у постановці завдання, підбір формального апарату для опису обєктів нафтогазової області, формулювання висновків, 75%).

9. Побудова мультиагентної моделі інтелектуальної системи для прогнозування неорганічних відкладень / В.І. Шекета, М.М.Яцишин, Л.І. Випасняк, О.Є. Шевчук // Матеріали III міжнародної конференції - Теоретичні та прикладні аспекти побудови програмних систем «TAAPSD’2006», Київ, 5-8 грудня 2006 р.: тези доповідей. - Київ, 2006. -С. 147-151 (Особистий внесок - участь у постановці завдання, створення мультиагентної системи для прогнозування неорганічних відкладень по стовбуру свердловини, участь в обговоренні отриманих результатів та формуванні висновків, 75 %).

10. Яцишин М.М. Інформаційне моделювання процесу відкладення неорганічних речовин по стовбуру свердловини / М.М. Яцишин, Л.І. Випасняк, С.В. Бурма //Матеріли міжнародної науково-технічної конференції "Ресурсозберігаючі технології у нафтогазовій енергетиці" "ІФНТУНГ - 40", Івано-Франківськ, -16-20 квітня .- 2007 р.: анотації. Івано-Франківськ, 2007 р - С. 63 (Особистий внесок - постановка завдання, створення інформаційної моделі опису потоків даних про процес прогнозування відкладення неорганічних речовин, формулювання висновків, 90%).

11. Яцишин М.М. Формалізація процесу утворення неорганічних відкладів по стовбуру свердловини при видобутку вуглеводнів / М.М. Яцишин, М.Б. В.М. Горбаль, Юрчишин // Матеріали X Міжнародної науково-технічної конференції «Системний аналіз та інформаційні технології», Київ, 20-24 травня 2008р.: тези доповідей. - Київ: НТУУ “КПІ”, 2008. - С. 170 (Особистий внесок - постановка завдання, формалізація процесу прогнозування відкладення неорганічних речовин, формулювання висновків, 90%).