автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Системные исследования по созданию газогидродинамических методов моделирования и оптимизации режимов эксплуатации автоматизированных технологических комплексов по добыче газа (на примере освоения Уренгойского месторождения)

ГОСГЛ^СЛ'^

ГОСУЦ^* ■• г библиотека

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ВНИИГАЗ)

на правах рукописи НИКОНЕНКО ИВАН СПИРИДОНОВИЧ

УДК 533 + 5325: 681.5.001.57

СИСТЕМНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ПО ДОБЫЧЕ ГАЗА (на примере освоения Уренгойского месторождения)

Специальность 05.15.06. Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата

технических наук в форме научного доклада

Москва 1992

Работа выполнена в ПО «Уренгойгазпром» и Всероссийском научно-исследовательском институте природных газов и газовых технологий (ВНИИГаз).

Научный руководитель - д.тл., профессор Зотов ГА

Официальные оппоненты - Академик АЕН РФ, дл\н.,

профессор Басниев КС.;

к.тл.ЧерныхВА

Ведущая организация - ТюменНИИпшрогаз, г. Тюмень

Защита состоится «. .» декабря 1992 г. в 13 часов 30 минут на заседании специализированного совета Д 070.01.01 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора наук при Всероссийском научно-исследовательском институте природных газов и газовых технологий (ВНИИГаз).

Адрес: 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка, ВНИИГаз

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института природных газов и газовых технологий (ВНИИГаз).

Диссертация в форме научцаР^доклада разослана , /А УоО^Л/^Л Ш?.г

Ученый секретарь специализированного совета, ^^/У/?/^ кандидат технических наук ^сЕЛ. Ивакин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Качество (или результативность) принимаемых решений по управлению разработкой и эксплуатацией крупного газового месторождения зависит от методов и средств сбора и обработки геотехнологической информации (геолого-промысловой и промыслово-технологической).

Для крупного газового месторождения, насчитывающего сотни добывающих скважин и десятки установок по подготовке газа к транспорту, осуществить традиционным ручным способом сбор и обработку необходимых геотехнологических данных и информации для целей эффективного управления является задачей практически неосуществимой.

По этой причине на таких месторождениях необходимо создавать системы автоматизированного принятия решений, включающие автоматизированный сбор информации со скважин и технологических установок и обработку ее на мощных ЭВМ с применением адекватных математических моделей, построенных с использованием результатов промыслово-экс-периментальных работ.

Внедрение систем автоматизированного принятия решений резко повышает качество и производительность интеллектуального и общественного труда за счет более обосновашюго и оперативного выбора оптимальных управляющих решений.

Настоящая работа посвящена исследованиям, проектированию и внедрению указанных систем на самом крупном в России Уренгойском газодобывающем комплекса

Цель работы. Обобщить и изложить в форме научного доклада результаты теоретических и экспериментальных исследований автора в области создания и внедрения автоматизированных систем принятия решений для Уренгойского автоматизированного технологического комплекса по добыче газа.

Основные задачи исследований: 1 Разработать принципы построения и функциональную схему интегрированной системы принятия эффективных решений по управлению разработкой и

эксплуатацией крупного газового месторождения на основе широкого применения электронно-вычислительной техники.

2. С использованием указанных принципов сформировать комплексы математических моделей для газоносного пласта и процессов подготовки газа (абсорбционная осушка и низкотемпературная сепарация), позволяющие принимать эффективные для разработки месторождения и оптимальные -для промысловой подготовки газа решения по управлению.

3. Экспериментально изучить закономерности процессов, протекающих в технологических аппаратах установок подготовки природного газа, с целью построения адекватных моделей.

4. Разработать и внедрить ряд технических решений по усовершенствованию техники и технологии промысловой подготовки газа, позволяющие полнее использовать преимущества системы автоматизированного принятия решений.

Методы решения поставленных задач. При создании концепции построения системы принятия решений по управлению разработкой крупного газового месторождения, добычей и промысловой подготовкой газа соискатель использовал эффективное методологическое средство изучения и представления объектов сложной природы - системный подход и конкретизирующие его методы системного анализа, в частности, метод дерева целей, позволивший провести декомпозицию сложной цели функционирования ГДП и сформулировать частные критерии оптимального функционирования отдельных подсистем.

При разработке моделей использовались методы математической физики, имитационного моделирования и физического экспериментирования.

Для выбора эффективных управляющих воздействий применены экономико-математические методы.

Научная новизна. В диссертационной работе, представленной в форме научного доклада, обобщается опыт создания и эксплуатации функционально самой полной в газодобывающей отрасли системы автоматизированного принятия

решений на самом крупном в стране Уренгойском газоконден-сатном месторождении. Обобщение не затрагивает технических средств (относящихся к области АСУ) и касается только методологических вопросов и вопросов моделирования.

Научная новизна изложенных в докладе результатов заключается в следующем.

1. Получены новые экспериментальные данные по технологическим параметрам процессов, протекающих в установках подготовки природного газа, а также по изучению тепловых полей вокруг межпромысловых коллекторов.

2. Сформулированы и обоснованы принципы построения интегрированной системы принятия решений по управлению разработкой месторождения, добычей и промысловой подготовкой газа.

3. Создан комплекс математических моделей, описывающий процессы, происходящие в продуктивном пласте, газосборной сети и технологических аппаратах комплексной подготовки газа, позволяющий принимать эффективные и оптимальные решения по управлению, а также модели организации безвахтенного обслуживания УКПГ и ремонтов промыслового оборудования.

Практическая ценность работы и реализация полученных результатов в промышленности. Исследования, представляющие предмет диссертации, выполнялись в соответствии с «Комплексной целевой программой развития автоматизированного управления Западно-Сибирским территориально-производственным комплексом по добыче и транспорту газа на XI пятилетку». Промышленная эксплуатация внедренных систем автоматизированного принятия решений по управлению разработкой и эксплуатацией Уренгойского месторождения, в которых полностью использованы все исследования соискателя, обеспечила получение фактического экономического эффекта в общей сумме 17 млн руб. прп долевом участии соискателя 400 тыс.руб.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы в период с 1980 по 1989 гт. рассматривались на

заседаниях Коллегии Министерства газовой промышленности, научно-технического совета Мингазпрома, научно-технических и ученых советов ВПО «Тюменгазпром», ПО «Урен-гойгаздобыча», институтов «ВНШШАСУГАЗпрома», «Тюмен-НИИгипрогаза» и «ВНИИГаза».

Структура и объем работы. Диссертационная работа выполнена в виде научного доклада, состоит из трех разделов, основных результатов и выводов, заключения с изложением защищаемых положений и списка опубликованных работ. Соискатель выражает благодарность коллективу специалистов ПО «Уренгойгаздобыча»: Сулейманову P.C., Ланчакову ГА, Ге-решу ПА и другим; ведущим специалистам концерна «Газпром»: Вяхиреву РЛ, Седых АД , Резуненко ВЛ • ä Т^КЖб сотрудникам институтов ВНИИгаза и ТюменНИИгипрогаза: Гриценко АЛ, Зотову ГА, Ермакову ВЛ, Нанивскому ВЖ и другим за консультации и помощь в работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Принципы построения системы автоматизированного принятия решений по управлению разработкой и эксплуатацией крупного газового месторождения

В первой группе работ, включенных соискателем в доклад, обосновываются концепции построения интегрированной системы принятия решений для управления функционированием всех подсистем крупного производственного объединения по добыче газа /1,2,3,4,16 /.

Работы соискателя в указанном направлении касаются ряда методических вопросов принятая решений по разработке и эксплуатации крупных газовых месторождений и по своему содержанию они направлены на решение исключительно технологических вопросов добычи газа и не мо1ут квалифицироваться каК1 работы в области АСУ ТП.

Концепции возможно было сформулировать только при условии применения системного подхода. Функционирующее объединение рассматривается в работах соискателя как слож-

ная динамическая многоцелевая система с неполной информацией, компонентами которой являются подсистемы производственно-хозяйственной деятельности, разработки месторождения, промыслового сбора, подготовки газа, ДКС и ряд других/1,2,3,4,16/.

.Целями функционирования системы являются: обеспечение заданной добычи газа с удовлетворением требований по качеству при условии минимума эксплуатационных затрат и максимальной надежности газоснабжения.

Полнота достижения каждой цели характеризуется своим показателем (критерием).

При оптимизации режимов отбора газа в ординарной ситуации критерием оптимальности является минимум эксплуатационных затрат.

Суммарный запланированный для газодобывающего предприятия отбор газа распределяют по скважгаам и УКПГ так, чтобы при заданном уровне надежности газоснабжения обеспечить улучшение основных технико-экономических показателей добычи газа

Однако при прохождении зимнего максимума нагрузки, возникновении аварийных ситуаций, директивном увеличении отборов газа фактическая нагрузка на газоснабжающую систему может значительно превысить запланировать. В такой ситуации режим функционирования газодобывающего предприятия рассматривается как экстремальный.

При оптимизации режимов функционирования газодобывающего предприятия в экстремальной ситуации критерием оптимальности является максимальный суммарный отбор газа с учетом комплекса необходимых геолого-технологических ограничений.

Таким путем обеспечивается условие, при котором максимизация суммарного отбора газа в экстремальных ситуациях не будет приводить к нарушениям эксплуатации месторождения в последующий период / 6 /.

Цели являются противоречивыми в том смысле, что полное достижение одних может быть только за счет недовыполнения

других. Компромисс между полнотой достижения целей устанавливается экспертным путем.

Создание интегрированной системы автоматизированного принятия решений по всем направлениям деятельности объединения является сложной и трудоемкой задачей, требующей привлечения большого числа специалистов различного профиля и значительных материальных средств.

Следует отметить, что разработка и создание указанной системы не имеет аналогов и является первым отечественным опытом создания системы такого типа в газовой промышленности / 6 /.

В разработке и внедрении указанной системы принимали участие специалисты многих научно-исследовательских институтов и производственных объединений: Васильев ЮЛ., • Гереш ПА, Закиров СЛ., Зотов ГА, Колбинов СВ., Коротаев ЮЛ., Нанивский ВЖ, Пасько ДА, Тагиев ВТ. и другие.

Соискатель совместно с другими исследователями разрабатывал принципы построения этой системы, участвовал в ее проектировании и внедрении. В последующем, в ходе ее промышленной эксплуатации, на основе накопленного опыта осуществлял модернизацию и проектировал внедрение последующих очередей системы, расширяющих ее возможности.

По причине сложности создания общей системы на первоначальном этапе она была декомпозирована на ряд подсистем принятия решений по разработке месторождения, по управлению промыслом, установками по комплексной подготовке газа, производственно-хозяйственной деятельностью объединения

При непосредственном участии соискателя и его руководстве было запроектировано и осуществлено совместное функционирование указанных подсистем на основе унифицированного комплекса технических средств, единого банка данных и развитого программного обеспечения.

В ПО «Уренгойгаздобыча» осуществлен автоматизированный контроль и оптимальное управление всеми объектами промысла как единой газодинамической системой, объединя-

ющей газоносный пласт, скважины, УКПГ (установки комплексной подготовки газа).

Команды на управляющие воздействия, вырабатываемые в подсистеме принятия решений по разработке месторождения, детализируют основные элементы системы разработки (проекта разработки) в процессе эксплуатационного разбуриваши месторождения и на протяжении последующих периодов постоянной и падающей добычи /1 /.

Принятие решение по управлению производится при наличии отклонений от проектных показателей. Периодически осуществляются прогнозы процесса разработки на основе всей вновь полученной информации и с учетом этих прогнозов принимаются решения по управлению.

Осуществляется также оптимизация распределения материальных ресурсов в условиях дефицита.

Подсистемы принятия решений по управлению разработкой газового месторождения является лидирующей среди остальных подсистем, так как команды на управляющие воздействия в других подсистемах прямо зависят от принимаемых решений в этой подсистеме / 4 /.

Функционирование этой подсистемы дает наибольший экономический эффект за счет рационального использования пластовой энергии, продления периодов безводной эксплуатации скважин и увеличения конечного коэффициента газоотдачи, а, следовательно, возможности увеличения текущих отборов из месторождения без ущерба для эффективной разработки месторождения.

Газ, получаемый за счет этих факторов, добывается без дополнительных капитальных вложений на бурение скважин и обустройство месторождения, которые были бы необходимы при добыче эквивалентного количества газа на вновь открытых месторождениях / 6 /.

С использованием указанной подсистемы удалось осуществить непрерывное эффективное управление разработкой Уренгойского месторождения (сеноманская залежь).

Таким образом, определяющим при создашш интегрирован-

ной системы автоматизированного принятия решений оказался принцип системного подхода. Он позволил, используя метод аналогии, применить накопленный к настоящему времени весь научный и технический потенциал в других отраслях науки и техники по системам аналогичного типа для создания системы принятия решений по управлению производственным объединением по добыче газа.

Далее перечисляются другие основные принципы, проверенные многолетней практикой проектирования и функционирования отдельных подсистем и интегрированной системы в целом на Уренгойском месторождении.

1 Система принятия решений по управлению должна создаваться в течение всего жизненного цикла газодобывающего предприятия, начиная со времени создания проекта разработки месторождения.

2. Принятие решений должно осуществляться по замкнутой схеме с наличием каналов обратной связи, используя которую управляющий компонент системы получает информацию о состоянии регулируемых процессов и внешней среды для последующей выработки управляющих воздействий.

3. При принятии решений должно использоваться экономико-математическое моделирование как эффективный исследовательский метод, позволяющий выделить группу наиболее важных явлений производственного процесса.

Экспериментирование в условиях такого сложного производства как эксплуатация крупного месторождения, практически сключается в то время как моделирование на ЭВМ позволяет многократно воспроизводить изучаемые явления.

4. Уточнение и усложнение моделей, используемых для управления, производится по мере накопления информации о строении системы и характере происходящих в ней процессов (в продуктивном пласте, системе сбора и подготовки газа).

5. Обязателен централизованный сбор информации с технологических объектов основного производства с примене-ниеи машинных методов ее обработки непосредственно в информационно-вычислительном центре (ИВЦ). Вся информация

вводится непосредственно в банк данных.

Принцип централизации сбора геологотпромысловой информации был впервые реализован в полном объеме только на Уренгойском месторождении / 5 /.

Банк данных на момент своего создания занимал более 20 Мбайт дисковой памяти и увеличивается ежегодно на 4-5 Мбайт. Справочно-информационная система, ядром которой является банк данных, обеспечивает диалоговый теледоступ пользователей к геолого-промысловым данным непосредственно на рабочих местах руководителей объединения и специалистов, осуществляющих выработку управляющих воздействий. Соискатель являлся экспертом при проектировании содержательной части банка.

По инициативе соискателя и при его непосредствегаюм участии было составлено и реализовано Техническое Задание на систему графического отображения геолого-промысловой информации, так как при управлении разработкой крупного газового месторождения необходимо обрабатывать большие числовые массивы, которые невозможно анализировать в числовом виде, распечатанном на алфавитно-цифровом устройства

Такая информация более наглядна для анализа, если ее представить в виде трехмерных изображений, сечений поверхностей, профилей, изображений в различных косоугольных проекциях, а при наличии графических терминалов и соединении их с моделирующей программой позволяет наглядно отобразить изменения параметров во времени / 4 /.

6. Очень важен для системы принятия решений по управлению производственным объединением принцип «Новых задач» академика Глунпсова ВМ Он заключается в том, что при использовании мощных электрошго-вычислительных машин появляется, в отличии от традиционных ручных приемов, возможность применять для управления газодобывающим предприятием более сложные, но и более адекватные математические модели, что обеспечивает повышение качества (или результативность) принимаемых решений за счет более достоверных прогнозов и решений сложных оптимизационных задач.

7. Принцип компромисса в управлении между двумя уровнями иерархии (автономные решения оператора оперативно-производственных служб по эксплуатации УКПГ и ее объектов должны являться составной частью общего решения, принимаемого производственно-диспетчерской службой по эксплуатации газового промысла и его объектов).

2.Моделирование процессов разработки и эксплуатации газоконденсатного месторождения

Второе направление исследований автора заключается в формировании комплекса алгоритмов и программ, используемых при принятии решений в различных подсистемах общей системы управления Уренгойским производственным объединением по добыче газа, а также в разработке логических схем объединения указанных алгоритмов в системы. Соискатель являлся непосредственным участником и исполнителем при создании логических схем принятия решений по управлению разработкой газовых месторождений и технологическими процессами промыслового транспорта и подготовки газа, а также соавтором ряда алгоритмов по этим подсистемам.

Характерной особенностью интегрированной системы принятия решений, созданной в Уренгойском производственном объединении по добыче газа, является возможность принимать решения по управлению всем промыслом в целом на основе единой математической модели «пласт - скважина - газосборная сеть - установка комплексной подготовки газа».

. Подсистема принятия решений по управлению разработкой газового месторождения включает в себя следующие алгоритмы (с указанием на новые элементы в каждом из них) /4,6,15/:

. 1 Обработка статических исследований скважин с учетом неизотермичности, возникающей при остывании скважин.

. 2. Обработка индикаторных линий газовых скважин с определением коэффициента фильтрационного сопротивления Выполняется расчет значений функций в любой точке методом

интерполяции ее ближайших четырех значений.

3. Построение карт геологических параметров и массивов их значений на носителях ЭЁМ (толщин, пористости, проницаемости).

4. Построение карт изобар с выдачей информации на внешние устройства Новизна алгоритма состоит в использовании для построения карты изобар, кроме замерешшх фактических пластовых давлений по скважинам, уравнегаш фильтрации газа в пористой среде.

5. Расчет продвижения подошвенной воды по локальным областям месторождения за счет эффекта ее разгазирования.

6. Уточнение начальных и текущих запасов газа по результатам разработки месторождения. Алгоритм использует результаты расчетов по программам, составленным на основе алгоритмов 4 и 5.

7. Прогнозирование падения пластового давления при заданных отборах по скважинам и подъема газоводяного контакта.

8. Расчет распределения давления и продвижения газоводяного контакта по сеноманской залежи Уренгойского мес-торождешш с учетом локальных процессов конусообразования подошвенной воды. Комплекс позволяет оптимизировать отборы газа по УКПГ и скважинам по критерию минимума потерь внутрипластовой энергии.

Подсистема принятия решений но управлению установками по комплексной подготовке газа (УКПГ) входит в систему управления промыслом и позволяет принимать решения по управлению производительностью УКПГ и ее технологических ниток, а также качеством подготовки газа и газового конденсата /1 /.

Модель управления установкой по комплексной подготовке газа, разработанная при непосредствешюм участии соискателя /7/, позволяет определять оптимальные загрузки установок, а также обеспечивать минимизацию эксплуатационных затрат с учетом требуемого качества подготовки природного газа и газового конденсата.

При моделировании УКПГ рассматривается как система из нескольких параллельно работающих технологических линий. Указанная выше задача в этом случае заключается в оптимальном распределении производительности между параллельно работающими технологическими линиями и в определении таких входов в систему, которые бы максимизировали сумму выходов при известных ограничениях и известных функциях преобразования каждого входа в выход.

Воздействия на процессы подготовки газа вырабатываются и осуществляются для УКПГ в режиме реального времени.

Под руководством соискателя с применением указанных моделей поэтапно осуществлялся перевод установок УКПГ на периодическое обслуживание с последующим планируемым переходом на дистанционное управление без присутствия вахтенного персонала.

Перевод на периодическое обслуживание только одной УКПГ-2В дал годовой экономический эффект в размере 953,8 тыс.рублей.

В условиях дефицита трудовых и материальных ресурсов на осваиваемых и эксплуатируемых газовых месторождениях Севера эффективным является также организация ремонтных работ на УКПГ при централизованном обслуживании При этом сокращается численность обслуживающего персонала /10 /.

При непосредственном участии соискателя были разработаны модели обслуживания отдельных подсистем УКПГ как модели одно- и многоканальных систем массового обслуживания /10 /.

При решении указанных задач процесс функционирования систем принимается как однородный марковский. Это дает возможность получить аналитические зависимости и приближенные значения характеристик системы массового обслуживания. В дальнейшем характеристики уточняются методом Монте-Карло.

Разработанная методика может быть использована для решения задачи организации службы ремонта на газовых промыслах и позволяет обосновать эффективность перехода на

безвахтенное обслуживание автоматизированных УКПГ.

В настоящее время на строящихся и реконструируемых объектатах добычи газа в Западной Сибири реализуются технические и проектные решения (в том числе математические модели и программы) разработанные соискателем или с его непосредственным участием /8/, ставящие целью создание автоматизированных технологических предприятий, работающих без непосредственного участия эксплуатационного персонала при проведении технологических процессов добычи и промысловой обработки газа и газового конденсата.

Внедрение этих решений значительно улучшает технико-экономические показатели работы предприятий за счет:

1) повышения эксплуатационной надежности и увеличения производительности газопромыслового оборудования;

2) улучшения качества подготовки газа и конденсата;

3) сокращения расхода химреагентов, материалов и электроэнергии;

4) снижения численности эксплуатационного и обслуживающего первонала;

5) экономии капитальных вложений на обустройство предприятий и инфраструктуру газодобывающего региона за счет применения вахтово-экспедиционного строительства, эксплуатации и обслуживания.

Таким образом, теоретические и прикладные исследоваштя соискателя по созданию системы автоматизированного принятия решений (исключая из рассмотрения работы в области технических средств, относящиеся к специальности АСУ) обеспечивают в области разработки месторождения: рациональное расходование пластовой энергии, продление периода безводной эксплуатации скважин и увеличение конечного коэффициента газоотдачи, что в итоге позволяет добыть дополнительные объемы газа без капиталовложений.

В области добычи газа результаты исследований соискателя повышают надежность работы промысла и увеличивают коэффициент эксплуатации основного технологического

оборудования, снижают затраты материальных и трудовых ресурсов на добычу, подготовку и внутрипромысловый транспорт газа и улучшают качество его подготовки, уменьшают убытки в народном хозяйстве за счет бесперебойного газоснабжения потребителей.

3. Промыслово-экспериментальные исследования и совершенствование техники и технологии добычи, промыслового сбора и подготовки газа / 9,13,14/

Разработка и реализация оптимальных решений по управлению приводит к существенному технико-экономическому эффекту при выполнении двух условий: во-первых, адекватности математических моделей реальным процессам и, во-вторых, наличию высокого технологического уровня этих процессов Совершенствование того и другого невозможно без проведения промыслово-экспериментальных исследований реальных процессов К этому направлению относится третья группа работ, представляемых к защите

Большой объем экспериментальных исследований был выполнен в связи с задачей выбора температуры транспортируемого по внутрипромысловым газопроводам газа.

Соискателем экспериментально изучалось изменение поля температуры вокруг газопровода при изменении температуры транспор-тируемого газа / 11 /. При протаивании грунта снижается несущая способность газопровода и возрастает вероятность его разрушения, а также наносится непоправимый экологический ущерб.

Резкое изменение температуры транспортируемого газа возникает при включении в работу станции охлаждения газа или при ее аварийном отключении.

Анализ результатов проведенных исследований, в том числе для отрицательных температур грунта, показал, что расхождение между положением расчетных и полученных экспериментальным путем изотерм не превышает 20-30%. Это позволяет использовать расчетный метод для определения динамики распространения фронта фазового перехода воды при

изменении температуры газопровода.

Другой цикл экспериментальных исследований был связан с повышением качества исходной информации о составе добываемой продукции и подготовки газа и конденсата.

По инициативе соискателя и с его участием разработана и внедрена на валанжинских УКПГ методика исследования скважин через замерной сепаратор По результатам исследований рассчитывается состав пластового газа и потенциальное содержание С5+В для разных объектов эксплуатации /12/.

Для проверки возможности использования аналитических методов расчета парожидкостного равновесия газоконден-сатных смесей в установках НТС были проведены специальные экспериментальные исследования работы технологических линий УКПГ-2В в период вывода их на стабильный режим. По экспериментальным данным построены изобары конденсации газа для второй ступени сепарации и определены количества стабильного и нестабильного конденсата, выделяющегося из газа, прошедшего обработку в сепараторе первой ступени /12 /.

Основной задачей производственного объединения является обеспечение качества подготовки газа и конденсата к транспорту.

На существующем оборудовании УКПГ Уренгойского место-рождения не всегда удается обеспечить плановую добычу без ущерба для качества продукции.

Теоретическая величина потерь при абсорбции должна составлять 0,4 - ОД г/1000 м 3 осушенного газа Фактический удельный расход гликоля на осушку газа в Уренгойгаздобыче составлял до 1985 г. 32 - 38 г/1000 м 3 газа

Основным источником потерь является механический унос гликоля из абсорберов с осушенным газом. Затраты на восполнение потерь гликоля составляют 90-95% технологических затрат на осуществление процесса

Данные замеров выноса ДЭГА с осушенным газом на УКПГ сеноманской залежи показали неэффективную работу многофункционального аппарата (МФА) производительностью 5 млн.

м3/сут. по сравнению с работой технологической линии сепаратор - абсорбер - фильтр.

Вынос ДЭГа и частота ревизий у МФА в 2-3 раза выше, чем у технологической линии.

По инициативе и при непосредственном участии соискателя специалистами ПО «Уренгойгаздобыча» совместно с работниками ТюменНИИгипрогаза, ЦКБН, ВНИИГаза была проведена большая работа по модернизации и совершенствованию работы технологического оборудования сеноманских и валанжин-ских залежей УКПГ.

Основной задачей этих работ было повышение эффективности и надежности работы основного технологического оборудования и его производительности в 1,5 - 2 раза, что позволит на стадии падения пластового давления установить дожимные компрессорные станции после УКПГ. Это техническое решение существенно уменьшит стоимость компрессорных станций, так как отпадет необходимость установки сепараторов и фильтров перед ДКС /12 /.

Для повышения недежности работы многофункциональных аппаратов, уменьшения уноса ДЭГа и увеличения межремонтного периода на УКПГ-6-10 были опробованы и внедрены фильтр-барабаны, устанавливаемые вместо пятой сетчатой тарелки перед фильтрационной секцией МФА

На УКПГ-1-2 испытаны сепарационные тарелки специальной конструкции, которые стабилизировали вынос жидкости из сепараторов в пределах 45 г/1000 м3 газа.

На УКПГ-11 на первой технологической линии во входном сепараторе испытана сепарационная тарелка конструкции ЦКБН с рециркуляционными элементами. Вынос жидкости при работе в диапазоне производительность 7,6-14,8 млн. м /сутки не превышал 10 г/1000 м3 газа.

На УКПГ-10 была испытана технология осушки газа ДЭГом концентрации 95-96% при температуре контакта - 2°С. Унос ДЭГа был в пределах нормы.

Исследования эффективности процесса впрыска части конденсата, выпавшего в первой ступени сепарации, в поток

газа перед низкотемпературным сепаратором, проведенные на УКПГ-2В совместно с ВНИИГазом показали, что дополнительное извлечение конденсата по технологическим линиям, работавшим с впрыском, составило примерно 180 т/сут. /12 /.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

L Сформулированы, обоснованы и проверены на практике основные концепции построения интегрированной системы автоматизированного принятия решений для управления разработкой и эксплуатацией крупного газоконденсатного месторождения.

2. С использованием указанных принципов построен алгоритм комплексной математической модели: «пласт - скважина - газосборная ветвь - УКПГ», позволяющей принимать решения по управлению всем промыслом в целом как сложной системой. Отобраны адекватные конкретным условиям математические модели, входящие в комплексный алгоритм.

3. С целью повышения адекватности используемых математических моделей проведены серии экспериментальных промысловых исследований по изучению работы валанжин-ских скважин, температурным полям вокруг газопровода при изменении температуры транспортируемого газа, парожид-костного равновесия газоконденсатных смесей в установках НТС и др.

4 Разработан и внедрен ряд технических решегай (фильтр-барабаны, специальные сепарационные тарелки, впрыск конденсата перед низкотемпературным сепаратором и др.), существенно повышающих качество подготовки газа и конденсата к транспорту.

5. Перечисленные исследования позволили обосновать и осуществить перевод установок УКПГ на периодическое обслуживание.

Защищаются следующие основные положения:

1 Принципы построения интегрированной системы автоматизированного принятия решений.

2. Алгоритмы, входящие в комплексную математическую модель.

3. Результата™ экспериментальных данных, полученные при проведении промысловых исследований.

4. Технические решения, улучшающие качество промысловой подготовки газа.

Научный доклад составлен на основе следующих опубликованных работ:

1 Автоматизированное управление Уренгойским производственным объединением по добыче газа. /Никоненко И.С., Та-гиев ВГ., Добкин М.С., Юдин В Л // Обз. информ. Сер. Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности. Вып. 1 -Ж: ВНИИЭгазпром. 1984. -33 с.

2 Разработка газового месторождения - многоцелевой процесс принятия решений. /Никоненко И.С,Морев В А, Ставкин В Л, Клеров ГГ. // Инф. сб. Передовой производственный и научно-технический опыт _ — М: ВНИИЭгазпром. 1989. — С. 8-13.

3. Никоненко И.С, Морев ВА, Васильев ЮЛ Проблемы создания и возможности реального применения автоматизированной системы проектирования и управления разработкой газоконденсатных месторождений. //Экс.-информ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и конденсатных месторождений. Вып. а - М: ВНИИЭгазпром. 1988. - С. 9-11

4. Анализ функционирования действующей АСУТП разработки сеноманской залежи Уренгойского месторождения. /Никоненко И.С., Морев ВА, Пасько ДА, Ставкин В.П., Кучеров Г.Г., Гереш Г.М. //Обз. информ. Сер. Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности. Вып. 1. - М.: ВНИИЭгазпром. 1989. - 39 с.

5. Никоненко И.С. Задачи развития Уренгойского газового комплекса // Газовая промышленность —1983. — М5. — С.&

6. Методы и расчеты режимов эксплуатации газовой залежи в условиях функционирования АСУ/ Никоненко И.С., Тагиев ВТ., Морев ВА, Гереш ПА, Пасько ДА //Обз. информ. Сер. Автоматизация, телемеханизация и связь в газо-

вой промышленности. Вып. 9. — №: ВНИИЭгазпром. 1987.— 33 с.

7. Опыт эксплуатации УКПГ Уренгойского промысла, автоматизированных на базе микропроцессорных управляющих вычислительных комплексоа /Никоненко И.С., Осипов ИГ., Тагиев ВТ., Пушнов ВЖ // Обз. информ. Сер. Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности. Вып. 6. - М: ВНИИЭгазпром. 1987. - 31 с.

8. Перспективные технические решения по созданию автоматизированных технологических комплексов на газодобывающих предприятиях. /Никоненко И.С., Ахременко В.В., Кац Е.Я., Рогожинский Д.Л. //Обз. информ. Сер. Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности. - Mj ВНИИЭгазпром, 1990, - 28 с.

9. Анализ результатов эксплуатации системы сбора и подготовки газа сеноманской залежи Уренгойского месторождения /Никоненко И.С, Кульков АЛ, Лакеев B.IL, Рябов BJL, Сулей-манов P.C. // Теория и практика разработки газовых месторождений Западной Сибири. Труды ВНИИГаза — М, 1985. — С. 154-160.

10. Организация ремонтных работ на УКПГ при централизованном обслуживании. /Овчаров ЛА, Кашлева Г.Г., Никоненко И.С., Тагиев ВТ. //Экс.-информ. Сер. Экономика, организация и управление производства в газовой промышленности. Вып. 5.1986. - С. 25-28.

1L Никоненко КС., Киселев MJI Динамика промерзания и оттаивания грунта в зоне охлаждаемого газопровода // Газовая промышленность. — 1986. — № 4. — С. 24-25.

12. Опыт промысловой подготовки газа сеноманской и ва-ланжинских залежей Уренгойского мегазоконденсатного месторождения. /Никоненко И.С., Сулейманов P.C., Кульков АЛ., Ставицкий ВА // Оба информ. Сер Передовой производственный опыт в газовой промышленности. Вып. 6. — М; ВНИИЭгазпром. 1987. — 41 с.

13. Никоненко И.С. Трудные рубежи Уренгоя // Газовая промышленность. —1981. — № 11 — С. 6-7.

14. Никоненко И.С., Язик A.B. Уренгой: новые системы

*f .

осушки и охлаждения газа // Газовая промышленность. — 1984. — № 5,— С. .32 -33.

15. A.c. U 1558082 СССР, Кл. Е 21 В 43/20, 1988. Способ разработки нефтегазоконденсатной залежи /Никоненко И.С, Дубровский ДА, Закиров И.С. (СССР). — 4 с.: ил.

16. АСУ разработкой Уренгойского месторождения-элемент организационно-технологической АСУ газодобывающего предприятия. /Никоненко HC, Тагиев ВТ., Морев В А, Кузнецов CA // Экс.-информ. Сер. Геология, бурение и разработка газовых и морских нефтяных месторождений. Вып. 11 — М: ВНИИЭ-газпром. 1986. — С. 15-17.

Соискатель