Особенности проектирования системы интегрированного моделирования на примере «Цифрового» Северо-Комсомольского месторождения

Медведев, Александр Сергеевич Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе рассматриваются особенности построения схемы комплексно-технических средств,
схемы размещения оборудования СИМ на объектах месторождения, схемы функциональной структуры и информационных потоков обмена данными между различными модулями СИМ.
В работе описывается применяемое программное обеспечение, его функциональные особенности и требования к применению в рамках каждого модуля СИМ.
Также описаны алгоритмы взаимодействия СИМ и АСУ ТП в части обновления параметров моделей объектов на основе контролируемых значений АСУ ТП.

За последнее десятилетие наблюдается существенные изменения в
системах управления технологическими процессами. Эти изменения
обусловлены появлением возможности контроля и анализа
производственных процессов в реальном времени, а так же благодаря
развитию техники, позволяющей проводить расчеты повышенной сложности,
в сравнительно небольшое время.
В современных реалиях в условиях колеблющихся цен на
углеводороды, наблюдается увеличение затрат на освоение нефтегазовых
месторождений. Данный факт заставляет нефтегазодобывающие компании
внедрять технологии, снижающие себестоимость добычи.
Вычислительные технологии в нефтегазодобывающей отрасли начали
своё развитие, начиная с 1980г. К началу XX века они превратились в
комплекс отдельных программ, которые позволяли отдельно моделировать
пласт, трубопроводные сети и систему подготовки. Это была эпоха
цифровых месторождений. Направление развития в данный период имело
направление от простого к сложному: от измерения и учета показаний, до
решения проблем в масштабе месторождений.
Главным фактором обеспечения прорыва в поиске оптимальных
решений по управлению месторождением является ускорение процесса
обработки данных.
На смену цифровому месторождению пришло интеллектуальное
месторождение. Технологии, применяемые на месторождениях данного типа,
позволяют обеспечить автоматизацию сбора, фильтрацию, хранение и
обработку данных. После получения необходимых данных появляется
возможность описать происходящие в системе физические процессы, тем
самым появляется возможность прогнозировать добычу углеводородов и
визуализировать значимые параметры технологического процесса для
принятия важных управленческих решений.
Для того, чтобы поддержать уровень добычи и получить
максимальное раскрытие потенциала действующих месторождений,
необходимо внедрять новые технологии. Внедряется многоэтапное
компьютерное моделирование залежей с построением сейсмической,
геологической и гидродинамической моделей месторождения с применением
алгоритмов 3D интерпретации, моделирования и симуляции многофазных
потоков.
Главным отличием интеллектуального месторождения от цифрового
является наличие интегрированной модели месторождения (ИММ). Именно
интегрированная модель месторождения позволяет связать воедино все
этапы освоения актива месторождения. Благодаря алгоритмам актуализации
моделей оборудования и пласта, появилась возможность прогнозировать
объемы добычи, находить «узкие места» в производстве, сократить время
простоя оборудования, сократить время на техническое облуживание и
ремонт, что позволило расширить возможности бизнес – планирования.
1.2 Проблематика
Развитие и состояние нефтегазового комплекса существенно влияет
как на экономику России в целом, так и на благосостояние каждого
гражданина в отдельности. Наряду с тем, что значимость и важность
устойчивого развития нефтегазового комплекса очень важно, наблюдается
большое количество проблем, которые могут негативно повлиять на
экономику страны.
Существует несколько существенных проблем нефтегазодобывающей
отрасли в России:
1) Трудноизвлекаемые запасы нефти. К таким запасам относятся
месторождения, характеризующиеся сложностью добычи нефти,
обусловленной физическими свойствами нефти или иными причинами.
«По оценкам на сегодняшний день добывается около 20 млн. т в год,
что составляет всего 0,2 % от общего объёма трудноизвлекаемой нефти на
территории России. Тогда как в структуре общих запасов доля
трудноизвлекаемой нефти составляет 60 %» [1]. График роста процентного
содержания трудноизвлекаемой нефти представлен на рисунке 1.

Одним из вариантов решений проблемы с добычей
трудноизвлекаемой нефти, является применение технологий
интеллектуального месторождения. Благодаря наличию единой
интегрированной модели всего цикла освоения актива, удается добиться
увеличения коэффициента извлечения нефти.
При выполнении ВКР была разработана концепция цифрового
Северо-Комсомольского месторождения. Разработаны требования к системе
в целом, а так же к её составляющим. Обозначены функции каждой
подсистемы, функционирующей в составе системы управления Северо-
Комсомольским месторождением. Особое внимание было уделено
подсистемам, функционирующим в рамках информационно-управляющего
комплекса (ИУК).
Обозначена роль системы интегрированного моделирования,
входящей в состав ИУК. Данная система является основой для рассмотрения
сценариев «что, если?» в модуля АСОД, что позволяет выбрать наиболее
благоприятный для месторождения план разработки актива. Наряду с этим,
система интегрированного моделирования является основой предиктивного
управления производством.
Разработана концепция коррекции моделей в рамках системы
интегрированного моделирования. Предложенное решение включает в себя
блок корректировки моделей, основанный на нейронной сети. Данный блок
позволяет получить корректированные под реальные условия эксплуатации
показания моделей, разработанных на этапе проетирования.
На основе данных, полученных с модели и с реального производства,
была обучена нейронная сеть, которая показала высокую точность прогноза
реальных параметров даже при условии малого количества данных для
обучения сети. В случае большего количества данных нейронная сеть
способна обучится более точно.
Основываясь на результатах проведенного эксперимента, можно
сказать, что данный подход корректировки моделей применим на реальном
производстве.
Рассмотрены возможные эффекты от применения цифровых
интегрированных моделей. Возможные эффекты позволяют повысить
энергоэффективность и экономичность производства в целом.
В разделе финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение приведён календарный план-график работ выполнения
ВКР, рассчитана смета затрат на разработку темы проекта и оценка
эффективности разработанной системы, согласно которой сделан вывод о
превосходстве выполненной разработки над аналогами.
В разделе социальная ответственность проведён проведен анализ на
выявление опасных и вредных факторов рабочего места оператора,
разработаны меры по снижению воздействия этих факторов на человека,
разработаны требования по эргономике рабочего места.
Список публикаций студента
1) Медведев А.С.Разработка адаптивного наблюдателя скорости для
системы бездатчикового управления синхронным двигателем с постоянными
магнитами // «Современная газотранспортная отрасль: Перспективы,
проблемы, решения» : Материалы IX Научно – практической конференции
молодых ученых и специалистов ООО «Газпром Трансгаз Томск. – Томск,
2019. – Том 1, С. 375-379.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету