Главная » 2014»Июль»27 » Скачать Информационная система поддержки вычислительного эксперимента в задачах изучения фазового состояния газонефтяных систем. бесплатно
03:34
Скачать Информационная система поддержки вычислительного эксперимента в задачах изучения фазового состояния газонефтяных систем. бесплатно
Информационная система поддержки вычислительного эксперимента в задачах изучения фазового состояния газонефтяных систем
Диссертация
Автор: Широких, Андрей Валерьевич
Название: Информационная система поддержки вычислительного эксперимента в задачах изучения фазового состояния газонефтяных систем
Справка: Широких, Андрей Валерьевич. Информационная система поддержки вычислительного эксперимента в задачах изучения фазового состояния газонефтяных систем : диссертация кандидата технических наук : 05.13.18 Тюмень, 2004 105 c. : 61 04-5/2622
Объем: 105 стр.
Информация: Тюмень, 2004
Содержание:
Раздел 11 Математические модели для определения состава и свойств газовой и жидкой фаз углеводородных систем
Раздел 12 Информационные технологии в задачах моделирования процессов добычи и транспортировки углеводородного сырья
Раздел 13 Информационные системы в задачах моделирования компонентного состава
Глава 2 Разработка технологии
Раздел 21 Модели фазового состояния
Раздел 22 Построение единой расчетной модели
Раздел 23 Предлагаемая технология
Раздел 24 Алгоритм восстановления компонентного состава системы по нескольким известным составам газовой и жидкой фаз
Раздел 31 Структура информационной системы
Раздел 32 Перспективы
Введение:
Актуальность работы. Сведения о фазовом состоянии углеводородной системы, компонентном составе ее фаз, газовом факторе, результатах однократного разгазирования и ступенчатой сепарации крайне важны в задачах подсчета запасов, при геологическом и гидродинамическом моделировании залежи, проектировании разработки месторождений и других задачах нефтяной промышленности. Важной проблемой, связанной с оценкой фазового состояния углеводородной смеси, является задача восстановления исходного состава смеси по нескольким известным результатам ее сепарации при неизвестном газовом факторе.Экспериментальное определение необходимой информации о составе и свойствах углеводородных систем и воды связано с проведением трудоемких и продолжительных исследований на специальной аппаратуре высокого давления. Объем проводимых исследований ограничивается также другими дополнительными факторами: • материальным и временным — в среднем на исследование продукции одной скважины тратится 120-160 человеко-часов, а стоимость проведения исследования не менее 60 тыс. рублей; • невозможностью отбора проб для исследования либо ввиду отсутствия действующих разведочных или эксплуатационных скважин, или других причин; • масштабностью задачи - т.е. необходимостью изучения продукции скважин в масштабах пласта или даже месторождения при действующем фонде в сотни или даже тысячи скважин.Поэтому в инженерной практике наряду с экспериментальными данными широко используются технологии вычислительного эксперимента [54, 56, 55], позволяющие определить характеристики продукции скважин, а также эмпирические соотношения, устанавливающие взаимосвязь этих характеристик по результатам накопленного опыта исследования пластовых систем в процессе разработки нефтяных месторождений.[54] С точки зрения конечного пользователя такой вычислительный эксперимент преследует две цели: • вычислительную - для получения по исходным данным необходимой информации о составе и свойствах углеводородных систем при различных термобарических условиях; • исследовательскую - для проверки разрабатываемой модели путем сравнения результатов ее работы с данными натурных экспериментов или с результатами расчетов по другим моделям. - При этом, поскольку параметры моделей определяются свойствами продукции конкретных месторождений, требуется также обеспечить возможность анализа данных для различных месторождений. Это приводит к необходимости организации многопользовательского доступа к исходным данным и результатам расчетов.Практическое внедрение результатов вычислительного эксперимента в задачах добычи и транспортировки углеводородного сырья осложняется, в первую очередь, масштабностью задачи. При внедрении технологии, разработанной для анализа одной скважины, на все месторождение ее необходимо дополнить новыми возможностями — для интерпретации и анализа результатов и исходных данных в системе в целом. А именно, требуются инструменты для анализа интегральных показателей по месторождению, а также выявления и исследования зависимостей между результатами вычислительного эксперимента в географически близких скважинах.Традиционно для этих целей используются информационные системы.Далее, модели для оценки фазового состояния углеводород1юй смеси и 1*^' компонентного состава ее фаз, подходящие для одних месторождений, не всегда адекватно отражают особенности других. Для этого в состав информационной системы, обслуживающей вычислительный эксперимент. должна входить база по сложившимся и положительно себя зарекомендовавшим моделям. Необходимо обеспечить динамическое пополнение этой базы, как на уровне параметров моделей, так и новыми моделями.Ввиду важности как собственно организации вычислительного эксперимента по оценке фазового состояния углеводородных смесей и компонентного состава фаз, так и его практического внедрения, актуальными являются следующие задачи: • разработка эффективной технологии создания и практическая реализация информационной системы как инструмента поддержки вычислительного эксперимента в задачах, связанных исследованием фазового состояния газонефтяных систем; • разработка, обоснование и тестирование эффективных алгоритмов и методов проведения численных расчётов по оценке фазового состояния; • разработка метода и алгоритма определения состава исходной углеводородной системы по известным компонентным составам ее фаз в различных термобарических условиях при неизвестном газовом факторе.Целью работы является практическая реализация информационной системы как инструмента поддержки вычислительного эксперимента в задачах, cвязa^н^ыx с исследованием фазового состояния газонефтяных систем.Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи: • разработка метода и алгоритма оценки состава исходной углеводородной системы при неизвестном газовом факторе; • разработка эффективных алгоритмов и методов проведения численных расчетов для вычислительных экспериментов для задач исследования фазового равновесия в газонефтяных системах; • развитие технологии, интегрирующей основополагающие принципы вычислителыюго эксперимента для задач исследования фазового состояния углеводородных смесей и современные подходы к работе с информацией; • практическая реализация информационной системы как инструмента поддержки аспектов вычислительного эксперимента, связанных с применением компьютера для задач исследования фазового равновесия в газонефтяных системах.Методология исследований. При разработке алгоритмов численных расчетов в качестве основы математических моделей для задач оценки фазового состояния углеводородных смесей и компонентного состава их фаз были выбраны математические модели фазового равновесия, описываемые уравнением состояния Пенга-Робипсона, и эмпирические зависимости, полученные В.И. Шиловым, в которых с помощью математической статистики определены зависимости коэффициентов распределения от давления и температуры. [82, 47] В качестве базовой методологии создания информационных систем для научных исследований выбран компонентный подход, практикуемый в последнее время при создании сложных программных комплексов и основанный на синтезе современных СОМ технологий, технологий удаленного доступа и баз данных.При разработке модулей комплексного анализа и визуализации результатов расчетов была обеспечена независимость данных от способа их дальнейшей обработки.Научная новизна исследования заключается: • в разработке эффективного алгоритма расчета фазового равновесия многокомпонентной углеводородной системы, позволяющего проводить расчеты с использованием широкого класса уравнений состояния; • в разработке нового метода и алгоритма оценки состава исходной углеводородной системы по известным компонентным составам ее фаз в различных термобарических условиях при неизвестном газовом факторе; • в том, что в рамках общей методологии проведения вычислительного эксперимента реализованы новые подходы для задач, связанных с изучением фазового равновесия углеводородных систем, позволяющие учесть масштабность задачи.Практическая значимость исследования состоит в том, что: • разработана информационная система, значительно облегчаюн1ая проведение полного цикла вычислительного эксперимента для задач исследования фазового равновесия в газонефтяных системах; • основные теоретические выводы и технологические гюложения доведены до уровня конкретных практических рекомендаций и использованы в разработке информационной системы; • предложенная технология интеграции основных принципов вычислительного эксперимента, аппарата баз данных и современных com и web технологий значительно упрощает анализ достоверности результатов натурных и вычислительных экспериментов по исследованию углеводородных смесей; • разработанная информационная система представляет собой виртуальную научную лабораторию для проведения различных этапов вычислительного эксперимента в задачах, связанных с исследованием фазового состояния газонефтяных систем.Теоретическая значимость работы • предложенная технология позволяет разрабатывать программные инструменты для тестирования и определения параметров математических моделей для изучения фазового и компонентного составов системы; • разработан алгоритм расчета фазового равновесия многокомпонентной углеводородной системы, позволяющий проводить расчеты с использованием широкого класса уравнений состояния; • разработан метод и алгоритм для численных расчетов состава исходной системы по известным составам её фаз, полученным в результате ее сепарации; • предложенная технология позволяет разрабатывать профаммные инструменты для поддержки вычислительного эксперимента и в других областях знания.Достоверность и обоснованность результатов подтверждается качеством выбранного математического аппарата моделирования и сравнением расчетных данных на качественном уровне с результатами натурных исследований.На защиту выносятся: • технология создания распределенных информационных систем проведения вычислительного эксперимента для задач исследования фазового равновесия в газонефтяных системах; • практическая реализация информационной системы, основанной на разработанной технологии; • алгоритмы численных расчетов для вычислительных экспериментов в задачах определения фазового равновесия газонефтяных систем для нефтяной скважины; • метод и алгоритм определения состава пластовой углеводородной системы при неизвестном газовом факторе. t\ Апробация работы. Материалы диссертационной работы были апробированы на следующих конференциях и семинарах: 1. Международной научно-технической конференции. Вологда. 2001.2. 15 международной научной конференции, Тамбов. 2002.3. XII научно-практической конференции молодых ученых и специалистов СибНИИНП, Тюмень 2002 г.4. Научных семинарах кафедр программного обеспечения, информационных систем, математического моделирования, моделирования физических процессов и систем, механики многофазных систем Тюменского госуниверситета, в институте СибНИИНП и институте вычислительного моделирования СО РАН г.Красноярск.Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Объем диссертации - 105 страниц, включая 22 иллюстрации, 1 таблицу и список литературы из 92 наименований.Содержание работы
