Разработка инструмента по подбору опций оптимизации эксплуатации нефтегазоконденсатного месторождения на основе интегрированной модели актива

На сегодня инструменты интегрированного моделирования (ИМ) различной конфигурации применяются в большинстве активов компании.

С помощью ИМ представляется возможным решать различные задачи. Превалирующий перечень задач на этапе реализации проекта касается выявления узких мест, оптимизации технологических режимов для увеличения добычи, расчета системы сбора и транспорта (ССиТ) скважинной продукции, а также определения лучшей стратегии актива. Внедрение, развитие и использование инструментов ИМ в нефтегазовых компаниях позволяет в значительной степени повысить качество и ценность инженерных расчетов.

Все используемые интегрированные модели имеют множество переменных, что на практике значительно затрудняет поиски оптимума целевых функций, поэтому для решения поставленных задач, как правило, применяются оптимизаторы, встроенные в пакет инструментов ИМ, либо отдельно разработанные внешние надстройки. С появлением нового оборудования и опций требуется расширение функционала как самих инструментов ИМ, так и различных видов оптимизаторов. Данная работа посвящена разработке оптимизатора на базе ИМ с применением первичных средств автоматизации (скриптов), который способствует решению комплексной задачи по расшивке узких мест в ССиТ скважинной продукции. Решение достигается путем применения малогабаритных блочных сепарационно-насосных установок (МБСНУ), сброса газа, в том числе в систему закачиваемого газа или в газопроводы высокого давления. Решение данной задачи предполагает получение синергетического эффекта по дополнительной добыче от снижения давления в системе до МБСНУ и уменьшения доли газовой составляющей в трубопроводной сети сбора скважинной продукции.

Цель. Разработка инструмента на основе IT-продукта, представляющего собой надстройку над основной моделью системы сбора и транспорта GAP (Petroleum Experts), данный инструмент направлен на решение производственных задач оптимизации разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений.

Материалы и методы. В данной статье описаны этапы вычисления и математические алгоритмы IT- продукта МетАктив по определению и выбору оптимальных вариантов оптимизационных опций с расчетом гидравлических процессов, протекающих в сети сбора и транспорта скважинной продукции на базе интегрированной модели месторождения, построенной при помощи пакета продуктов Petroleum Experts. Для автоматизации работы использовался язык программирования Python с библиотекой встроенных оптимизационных алгоритмов и функциональные возможности модуля Open Server в п родуктах PetEx.

Результаты. В результате выполненной работы:

• разработан модуль оптимизации на базе IT-продукта МетАктив, позволяющий производить поиск наиболее эффективных участков для установки МБСНУ и выпол нять интеграцию с финансово-экономической моделью;
• проведена серия тестовых расчетов по подбору участков для размещения МБСНУ;
• проработана возможность эксплуатации МБСНУ в комплексе с мобильной компрессорной установкой (МКУ) с целью компримирования попутного нефтяного газа (ПНГ) в линию газлифтного (активного) газа либо его монетизации с оцифровкой экономического эффекта;
• начато внедрение инструмента в структурные подразделения дочернего общества компании с перспективой дальнейшего его развития в рамках актива будущего.

1. Газизов Т.Т. Методы глобальной оптимизации: учебное пособие. — Томск: В-Спектр, 2017. — 24 с.

2. Налоговый кодекс Российской Федерации (часть вторая) [Электронный ресурс]: от 05.08.2000 № 117-ФЗ (ред. от 28.06.2022) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.07.2022) // Консультант Плюс. — Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_28165/d6bd6dac85569ecf4e95caf1807c8c7584ce82ac/

3. Применение интегрированного моделирования в нефтегазовой отрасли / Е.В. Филиппов, Г.Н. Чумаков, И.Н. Пономарева, Д.А. Мартюшев // Недропользование. — 2020. — Т 20. — № 4. — С. 386-400. https://doi.org/10.15593/2712-8008/2020.4.7

4. Тимонов А.В., Шабонас А.Р., Шмидт С.А. Повышение эффективности разработки месторождений за счет применения методов машинного обучения для определения оптимальных режимов работы нагнетательных скважин // SPE-206533-RU. — 2021. — 13 с.