Метод иерархической оптимизации дебитов газа скважин с учетом структуры газосборной сети на газоконденсатной залежи

Цель. Целью исследований является разработка и апробация процедур распределения потоков добываемой продукции по скважинам и элементам газосборной сети, оптимальных по критерию максимума добычи конденсата при выполнении задания по суммарному отбору газа и ограничений на допустимые диапазоны дебитов скважин по газу.

Выбор режимов эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин и распределения потоков добываемой продукции по газосборной сети являются взаимосвязанными задачами, что требует их согласованного решения. Применение предлагаемых моделей и алгоритмов направлено на выполнение данного условия. Материалы и методы. Предлагаемые алгоритмы оптимизации относятся к методам нелинейного программирования, процедуры аппроксимации функций одной переменной подключаются к алгоритмам оптимизации.

Результаты. Предложены модели и алгоритмы, которые основаны на декомпозиции исходной общей модели, состоящей из четырех уровней: скважины, кусты скважин, общекустовые газопроводы и установка комплексной подготовки газа. Это, во-первых, позволяет выполнять расчеты отдельно для каждого уровня и, во-вторых, на каждом уровне решение задачи с большим числом искомых переменных заменяется решением серии задач, каждая из которых содержит меньшее число искомых переменных. Такой подход дает возможность выполнять оптимизацию систем обустройства реальных объектов добычи газа и конденсата. Алгоритмы осуществляют не только поиск значений искомых переменных, но и построение зависимостей дебитов скважин по конденсату от дебитов скважин по газу, а также расходов по конденсату от расходов по газу для каждого элемента газосборной сети.

Заключение. Проведенные расчеты показали возможность увеличения отборов по конденсату при неизменном уровне суммарного отбора газа при применении предлагаемых моделей и алгоритмов. Последующая проверка на основе интегрированного моделирования показала отсутствие технологических осложнений в системе газосбора при реализации оптимального сценария.

1. Ермолаев А.И. Оптимизация дебитов газоконденсатных скважин, вскрывающих низкопроницаемые пласты / А.И. Ермолаев, Е.В. Земзюлин, И.А. Трубачева // Наука и техника в газовой промышленности. — 2022. — № 2. — С. 23–28.

2. Амшинов Л.А. Алгоритмы оптимизации дебитов скважин, эксплуатирующих низкопроницаемые газоконденсатные залежи / Л.А. Амшинов, Е.В. Земзюлин, С.А. Ермолаев // Наука и техника в газовой промышленности. — 2022. — № 4. — С. 61–66.

3. Мину М. Математическое программирование. Теория и алгоритмы / М. Мину. — М.: Наука, 1990. — 488 с.

4. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. — Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. — 528 с.

5. Тер-Саркисов Р.М. Разработка месторождений природных газов. — М.: Недра, 1999. — 660 с.

6. Данилов А.М., Гарькина И.А. Интерполяция, аппроксимация, оптимизация: анализ и синтез сложных систем. — Пенза: ПГУАС, 2014. — 168 с.