2 Постановка задачи статистического моделирования работы нефтедобывающей скважины

Объектом статистического исследования служит нефтяная скважина с установленным на ней оборудованием для добычи нефти. У скважины и оборудования замеряются пять параметров, которые являются случайными величинами (см. табл. 2.1)

Таким образом, имеется пятимерный случайный процесс, компоненты которого замеряются в различные моменты времени, что значительно усложняет исследование взаимной корреляции компонент процесса. Замеры значений первых четырех параметров связаны с работой насоса (качания). Пиковая нагрузка и давление на устье замеряются в крайнем нижнем положении насоса, а минимальная нагрузка в верхнем положении насоса. Замеры этих параметров производятся регулярно с интервалом в 10 минут плюс/минус несколько секунд. Давление на приеме замеряется каждый час, а дебит раз в сутки. Периодически некоторые параметры не замеряются (имеются пропуски).

Таблица 2.1

Перечень величин, характеризующих состояние скважины

Показатели работы скважины	Обозначение случайной величины
Пиковая нагрузка на насос (кг);	Х(1)
Минимальная нагрузка на насос (кг);	Х(2)
Давление на устье скважины (АТМ);	Х(3)
Давление на приеме (АТМ);	Х(4)
Дебит.	Х(5)

Данные наблюдений представляются в виде следующей таблицы, удобной для статистического исследования.

Таблица 2.2.

Пример таблицы исходных данных для статистического исследования

Основным показателем штатной работы скважины является дебит жидкости Q, который определяется, исходя из уравнения притока

(2.1)

где – коэффициент продуктивности, – пластовое давление, - минимальное допустимое забойное давление, n – коэффициент, учитывающий свойства добываемой жидкости, (n изменяется в диапазоне от 1 до 1,3).

Минимальное допустимое забойное давление задается геологическими службами НГДУ, исходя из условий разработки данного нефтяного месторождения и прочности конструкции скважины, по которым определяется режимное значение суточной добычи жидкости по скважине Q_реж.

Заданный отбор жидкости должен по возможности осуществляться в оптимальных условиях работы при максимально продолжительном межремонтном периоде и коэффициенте полезного действия оборудования скважины. Одним из способов решения данной задачи является своевременное предупреждение внештатных и аварийных ситуаций, которые ведут к прямым убыткам, дополнительных затратах финансовых и трудовых ресурсов на восстановление штатного режима работы скважины.

Штатный режим работы скважины зависит от условий эксплуатации, под которыми подразумеваются тип и марка насоса, пластовое и устьевое давление, и др. Некоторые из этих показателей подвергаются регулярному мониторингу с использованием модулей анализа и прогнозирования, поэтому по их изменению можно будет судить о возможности возникновения ситуаций, ведущих к отклонениям в работе или к останову скважины, что позволит принять необходимые меры для предотвращения таких ситуаций.

Цель работы — разработка методики прогнозирования развития аварийных ситуаций на нефтедобывающей скважине на основании статистического анализа показателей работы шагового глубинного насоса. Исходя из этой цели, необходимо решить следующие задачи;

1. провести предварительный анализ данных для выявления….

2. Провести анализ исторических данных, используя методы анализа временных рядов

3. Разработать методику прогнозирования работы скважин

4. Разработать дизайн-проект экспертной системы по предотвращению аварийных остановок нефтедобывающих скважин