Дискретно-непрерывные модели прогноза коэффициента извлечения нефти: На примере месторождений Западной Сибири тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Ершова, Евгения Александровна

• Ершова, Евгения Александровна
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ершова, Евгения Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗА КОЭФФИЦИЕНТА ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ СТАТИСТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.

1.1. Геолого-промысловая характеристика нефтяных залежей ХМАО в связи с оценкой КИН.

1.2. Методы оценки КИН.

1.3. Обоснование комплекса геолого-промысловых признаков для прогноза КИН статистическими методами.

1.4. Анализ достоверности утвержденных значений КИН по залежам, находящимся на средних и поздних стадиях разработки.

2. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ДИСКРЕТНО-11ЕПРЕРЫВ1П1ЫХ ПРОП10311ЫХ МОДЕЛЕЙ.

2.1. Методика построения статистических прогнозных моделей.

2.2. Роль группировок в задачах классификации.

2.3. Методика построения дискретно-непрерывных моделей.

3. АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗИ КИН С КОМПЛЕКСОМ ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВЫХ ПРИЗНАКОВ ДЛЯ ЗАЛЕЖЕЙ НА ПОЗДНИХ СТАДИЯХ РАЗРАБОТКИ.

3.1. Анализ взаимосвязей КИН с геолого - промысловыми признаками в целом для нефтяных залежей ХМАО.'

3.2. Оценка коэффициента нефтеотдачи на основе дискретных и дискретно -непрерывных прогнозных моделей.

4. МОДЕЛИ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ КИН НА ОСНОВЕ ДИСКРЕТНЫХ И ДИСКРЕТНО - НЕПРЕРЫВНЫХ ПРОГНОЗНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ЗАЛЕЖЕЙ НА СТАДИИ РАЗВЕДКИ.

4.1. Флю идо динамическая модель прогноза КИН (Ф-модель).

4.2. Стратиграфическая модель прогноза КИН (С-модель).

4.3. Комбинированная модель прогноза КИН (К-модель).

5. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ КИН-ПРОПЮЗ.

5.1. Вводное замечание.

5.2. Описание информационного обеспечения ЭС КИН-ПРОГНОЗ.

5.3. Описание пользовательского интерфейса.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Дискретно-непрерывные модели прогноза коэффициента извлечения нефти: На примере месторождений Западной Сибири»

Актуальность темы. К настоящему времени сырьевая база нефтедобывающих предприятий России в целом и Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) в частности претерпевает значительные изменения структуры запасов нефти. Из разведки выходят, в основном, не крупные, высокопродуктивные месторождения, а мелкие и средние, подготовка которых к вводу в разработку осуществляется на основе небольшого количества разведочных скважин. В связи с этим технико-экономическое обоснование коэффициента извлечения нефти (КИН) для таких залежей не может быть осуществлено на основе физически содержательных гидродинамических моделей из-за невозможности обеспечения их геолого-п ромысловой информацией в надлежащих объемах.

Согласно методическому руководству по расчету КИН, исходной информацией для обоснования коэффициента нефтеизвлечения обычно служат данные разведки, подсчета запасов, пробной эксплуатации отдельных скважин, опытно-промышленной и промышленной разработки залежи. Для мелких же объектов (с балансовыми запасами до 3 млн. т.) на стадиях подготовки месторождений к разработке оценка коэффициентов извлечения нефти может проводиться по статистическим зависимостям. Более того, по таким зависимостям допускается проводить обоснование КИН и для более крупных (с запасами до 30 млн. т.) месторождений, но имеющих при этом простое строение. В руководящих документах особо подчеркивается, что построение статистических зависимостей для оценки КИН необходимо проводить по данным изучаемого региона.

Вопросами разработки статистических моделей для прогноза КИН занимались такие исследователи, как М.Т.Абасов, И.И.Абызбаев, Т.Ю.Бочаров, В.К.Гомзиков, М.И.Малиновский, Н.А.Молотова, В.В.Осипов, РЛ.Кучумов, З.А.Султанов, М.А.Токарев и др. Поскольку все созданные в настоящее время регрессионные уравнения для прогноза КИН основаны на обобщении материалов по месторождениям Татарии, Башкирии, Северного Кавказа, Таджикистана, то актуальной задачей является создание регрессионных уравнений прогноза КИН для месторождений Западной Сибири - этой крупнейшей нефтедобывающей провинции. В настоящей работе рассматриваются вопросы теории и практики построения статистических прогнозных моделей КИН с использованием методов распознавания образов и регрессионного анализа. В качестве региона исследований выбран Ханты-Мансийский автономный округ, который своими уровнями добычи обеспечивает и в дальнейшем будет обеспечивать энергетическую составляющую экономики страны.

Цель работы:

• Разработка методики построения дискретно-непрерывных статистических моделей прогноза КИН по комплексу геолого-промысловых, признаков измеряемых на стадии разведки.

• Создание экспертной системы, обеспечивающей оперативную оценку коэффициента извлечения нефти для залежей, выходящих из разведки, на месторождениях Ханты-Мансийского автономного округа.

Задачи работы:

- Оценить тесноту взаимосвязи коэффициента нефтеизвлечения с геолого-промысловыми характеристиками залежей.

- Разработать методику построения дискретно-непрерывных статистических моделей для прогноза КИН.

- Провести разграничение залежей на группы однородные по комплексу геолого-промысловых признаков, определяемых на стадии разведки.

- Построить прогнозные модели КИН в форме многомерных уравнений регрессии для каждой из групп залежей.

- Провести оценку качества построенной прогнозной модели по независимой (контрольной) выборке залежей, которые не участвовали в построении прогнозной модели.

- Создать экспертную систему по экспресс-оценке КИН, которая использует разработанные дискретно-непрерывные прогнозные модели.

Научная новизна работы:

1. Разработан новый подход к построению статистических моделей прогноза КИН по комплексу геолого-промысловых признаков на основе комбинированного применения методов распознавания образов и регрессионного анализа.

2. Разработаны дискретно-непрерывные модели прогноза коэффициента извлечения нефти для месторождений Ханты-Мансийского автономного округа.

3. Разработана компьютерная технология прогнозирования КИН, которая использует дискретно-непрерывные прогнозные модели.

Реализация работы. Результаты научно-исследовательской работы реализованы в экспертной системе, которая может быть использована в производственных и научно-исследовательских, проектных организациях при предварительной оценке коэффициента нефтеизвлечения на месторождениях ХМАО.

На основе результатов диссертационной работы разработаны новые лекции и лабораторные работы для специальности Информационные системы и технологии.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

Н-й международный симпозиум " Наука и технология углеводородных дисперсионных систем" (г. Уфа, октябрь 2000);

Всероссийская научная конференция "Геология и нефтегазо-носность Западно-Сибирского мегабассейна" (г.Тюмень, ноябрь 2000);

Вторая всероссийская научно-техническая конференция «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (г.Тюмень, апрель 2002);.

XII научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири » (г.Тюмень, май 2002);

Шестая научно-практическая конференция "Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа" (г. Ханты-Мансийск, ноябрь 2002).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 4 статьи и 4 тезиса докладов на всероссийских и международных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Объём машинописного текста 124 страницы. Работа содержит 36 рисунков, 49 таблиц, библиография включает 129 наименований.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Ершова, Евгения Александровна

Выводы:

1. ЭС КИН-ПРОГНОЗ действительно является экспертной системой, так как содержит в своем составе все необходимые для этого блоки:

• Интерфейс пользователя,

• Решатель, который определяет кластер по правилам каждой классификации и рассчитывает прогнозное значение КИН.

• База знаний, представлена моделями прогноза коэффициента извлечения нефти,

• Подсистема объяснений, обеспечивает и необходимые подсказки пользователю.

• Редактор базы знаний, с помощью которого можно пополнить базу знаний.

2. Для хранения базы знаний использована фреймовая структура представления знаний. Информационное обеспечение (ИО) для ЭС КИП-ПРОГНОЗ разработано в соответствии с этим представлением. В разделе приводится подробное описание логической и физической структуры ИО с использованием методологии информационного моделирования сущность-связь.

3. ЭС КИН-ПРОГНОЗ имеет удобный, интуитивно понятный пользовательский интерфейс. Экспертная система позволяет получить несколько прогнозных значений КИН для изучаемой залежи и выбрать наилучшую. При этом пользователь может проследить все шаги, которые система проделала при принятии решения, или, наоборот, пользователь может получить экспресс-оценку коэффициента извлечения нефти, совершенно не вникая в суть прогнозных моделей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам исследований получены следующие научные и практические результаты:

1. Для нефтяных месторождений ХМАО взаимосвязи КИН с геолого-промысловыми характеристиками залежей имеют низкие коэффициенты корреляции.

2. Разработана методика построения дискретно-непрерывных статистических моделей, которые обеспечивают более высокое качество прогноза КИН, чем многомерные уравнения регрессии для выборки, включающей залежи ХМАО, коэффициент нефтеизвлечения которых утвержден в ГКЗ.

3. Построено девять моделей прогноза КИН на основе совокупности залежей, находящихся на поздних стадиях разработки, что позволило выявить наиболее информативные наборы признаков для разграничения залежей на однородные группы.

4. Созданы три модели, которые можно рекомендовать для экспресс-оценки КИН мелких и средних месторождений Западной Сибири, находящихся на этапе разведки. Классификационные построения в этих моделях проводились:

• по стратиграфической привязке пластов (С-модель);

• по флюидодинамическим особенностям залежей (Ф-модель);

• комбинированным способом - по стратиграфии и по флюидодинамическим особенностям залежей (К-модель).

5. Наилучшим качеством прогноза характеризуется К-модель. Коэффициент множественной корреляции модели достигает 0.85, против 0.63 по многомерному уравнению регрессии для выборки в целом.

6. Создана экспертная система КИ11-Прогноз, которая позволяет получать оперативные оценки КИН для залежей месторождений ХМАО, используя дискретно-непрерывные прогнозные модели.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ершова, Евгения Александровна, 2003 год

1. Абасов М.Т., Кондрушкин Ю.М., Листенгартен Б.М. Влияние некоторых показателей разработки на нефтеотдачу пласта // Нефтяное хозяйство. 1965, № 12.

2. Абасов М.Т., Султанов Ч.А. Статистическое моделирование нефтяных залежей. Баку, 1980.

3. Абасов М.Т., Султанов Ч.А., Шацкий А.В. Влияние геолого-физических факторов на процесс нефтеизвлечения //Геология нефти и газа. 1985, № 6. -С.53-56.

4. Айвазян С.А., Бежаева З.И.,Староверов О.В. Классификация многомерных наблюдений. М.: Статистика, 1974. - 240 с.

5. Акбашев Ф.К., Дементьев Л.Ф. О принципах классификации нефтегазонасыщенных пород для целей подсчета запасов и разработки // Нефть и газ.- 1974, № 7.

6. Аксиоматическая классификация залежей нефти и газа и её применение для описания месторождений Тюменской области. Гольдин С.В., Волков A.M., Гольдина Н.А. /Тр. ЗапСибНИГНИ. Вып. 29. М.: Недра, 1970. - 208 с.

7. Амикс Д., Басс Д., Уайтинг Р. Физика нефтяного пласта. Пер. с англ. М.: Гостоптехиздат, 1962. - 571 с.

8. Бабалян Г.А. Вопросы механизма нефтеотдачи. Баку, изд-во Азнефтеиздат, 1956.

9. Бабалян Г.А., Мовсесян С.Г., Мархасин И.Л. О вытеснении нефти из двухслойного грунта // Нефтяное хозяйство. 1954, № 4. - С.40-46.

10. Барьюдин В.Л. К вопросу прогнозирования коэффициентов нефтеотдачи на примере II тектонического блока месторождения Нефтяные Камни // Тр. АЗИННЕФТЕХИМ. Баку, 1981.

11. Белкина В.А., Дорошенко А.А., Ершова Е.А. Дискретно-непрерывные прогнозные модели в задачах нефтегазовой геологии // Математическое и информационное моделирование (сборник научных трудов).- Тюмень, ТГУ, 2002. С. 39-49.

12. Бенч А.Р., Крейнин Е.Ф., Смирнов А.Н., Элланский М.М. Нефтегазопромысловая геология и геологические основы разработки месторождений нефти и газа. Ухта, Ухтинский индустриальный институт, 1986.

13. Бенч А.Р., Цехмейстрюк А.К., Крейнин Е.Ф., Поле А.В., Кузькоков В.А. Оценка нефтеотдачи нефтяных залежей Нижне-Омринского месторождения // Нефтепромысловое дело. 1982, № 10.

14. Большаков ЮЛ. Теория капиллярности нефтегазонакопления. -Новосибирск.: Наука, 1995. 184 с.

15. Борисов Ю.П., Рябинина З.К., Воинов В.В. Особенности проектирования разработки нефтяных месторождений с учетом их неоднородности. М.: Недра, 1976.1617,18,1920,21,22,23,24