Розробка експертної системи для вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів - Автореферат

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газуЕфективність і якість їх спорудження у значній мірі залежить від властивостей робочого агенту промивання свердловин - бурового розчину, а саме їх відповідності гірничогеологічним умовам буріння. Розробка і використання науково обґрунтованих методик вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів зменшить витрати на їх приготування і обробку, а також підвищить якість свердловин і техніко-економічні показники буріння. Створення експертної системи для вибору оптимальних рецептур обробки бурових розчинів дозволить зменшити затрати не тільки на регулювання параметрів бурового розчину і пошук оптимальних рецептур, а також на ліквідацію ускладнень при бурінні свердловин. Модель органічно поєднує використання регресійних залежностей і сплайн-функцій для опису впливу концентрацій реагентів на технологічні властивості бурового розчину, а також методів числового, експериментального та інформаційного пошуку оптимальної рецептури обробки бурового розчину, що гарантовано забезпечує розвязок задачі за умови його існування. Основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно, а особистий внесок у працях, опублікованих у співавторстві такий: [1-3] - участь у формалізації задачі вибору оптимальної рецептури обробки бурового розчину в загальному і частинних випадках, запропоновані методи її розвязку, розроблено програму “Experimenter” і здійснено її апробацію; [4,5] - розроблено програму для обробки даних ротаційної віскозиметрії, здійснено обробку даних експериментальних досліджень; [6] - розроблено експертну систему “MUDEXPERT”; [7] - запропоновано використання методу штрафних функцій для розвязку задачі вибору рецептури обробки бурового розчину, дано порівняння сплайнових і поліноміальних моделей впливу реагентів на параметри бурового розчину і на результати пошуку оптимальної рецептури обробки бурового розчину; [8] - формалізовано задачу пошуку оптимальної рецептури обробки бурового розчину в загальному випадку, окреслено напрямки її вирішення і основні вимоги до програмного забезпечення, яке для цього необхідне.У першому розділі поданий аналіз використання бурових розчинів, матеріалів та реагентів для їх приготування і обробки в БУ “Укрбургаз” за 1996 - 2003 роки, дана оцінка рівня існуючих методик вибору рецептур обробки бурових розчинів, зроблено огляд експертних систем для вирішення практичних задач буріння свердловин. На протязі аналізованого періоду спостерігається зростання обсягів буріння, середніх глибин свердловин (від 2866 до 3044м), загальних витрат на реагенти (більш ніж в 2 рази), асортименту реагентів (коефіцієнт кореляції 0,75) та питомих витрат коштів на реагенти (коефіцієнт кореляції 0,65). Аналіз показує, що частки використання лігносульфонатного, гуматно-акрилового, калієвого і малоглинистого бурових розчинів за 1996 - 2003 роки є статистично незмінними, для частки глинистого спостерігається тенденція до зменшення (коефіцієнт кореляції-0,51), а для мінералізованого та інших типів бурових розчинів - до збільшення (коефіцієнти кореляції відповідно 0,58 та 0,81). Зважаючи на те, що частки глинистого та інших бурових розчинів є незначними (1,8 % і 0,6 % відповідно), можна прийняти, що зміна структури проходки різними типами бурових розчинів незначуще впливає на питомі витрати коштів на реагенти. При розбурюванні ускладнених інтервалів стовбура свердловини в умовах підвищених вимог до технологічних параметрів бурового розчину задача вибору оптимальної рецептури може бути формалізована у такому вигляді де - необхідні технологічні властивості бурового розчину; - вагові коефіцієнти критерію оптимальності; - дисперсія j-го технологічного параметра; z - кількість технологічних параметрів з жорсткими вимогами;Аналіз сучасного стану проблеми керування властивостями бурових розчинів вказує на відсутність науковообгрунтованих методик вибору рецептур обробки бурових розчинів та програмного забезпечення для їх реалізації. Її особливість полягає у пошуку такої рецептури, яка забезпечує необхідні технологічні властивості бурового розчину і оптимальність прийнятого для заданих геолого-технологічних умов буріння критерію (вартість обробки одиниці обєму бурового розчину, відповідність певних технологічних властивостей бурового розчину заданим, вартість обробки всього обєму бурового розчину та ін.). Методика базується на використанні різних моделей (регресійні, сплайн-функції) опису впливу вмісту хімічних реагентів на технологічні властивості бурового розчину і методів пошуку оптимальних рецептур (числові, експериментальні, інформаційні). Це дозволяє гарантовано знайти оптимальну рецептуру обробки бурового розчину за умови її існування.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ