«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Программная стабилизация плановой производительности с контролем функциональных ограничений для скважины с электроцентробежным насосом

УДК: 622.276:681.5
DOI: -

Авторы:

¹ Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия

Ключевые слова: модели, алгоритм, нефтяная скважина, электроцентробежный насос, осложняющие факторы, частотное регулирование, автономный режим, границы функциональной устойчивости

Аннотация:

Статья посвящена вопросам управления нефтяной скважиной с электроцентробежным насосом (ЭЦН) по графику предписанной производительности в условиях действия лимитирующих факторов. Актуальность задачи продиктована необходимостью отработки плановых показателей производительности с "накладкой" кратковременных программ по компенсации недоборов или квотированию по командам сверху. Реализация подобных решений на информационных ресурсах цеховой автоматики возможна по технологиям промышленного интернета, обеспечивающим дистанционные режимы оперативного управления в условиях реального времени. Цель работы – синтез программного регулятора на основе решения обратных задач по отношению к исходным уравнениям барометрической модели нефтяной скважины с ЭЦН второго порядка. В статье дана формализация исходной задачи программного регулирования, приведены основные допущения и структура трехканального регулятора, стабилизирующего предписанную производительность с условиями соблюдения функциональных ограничений по газовому фактору и динамическому уровню над приемом насоса. Результаты вычислительных экспериментов работы программного регулятора по идентифицируемой динамике дрейфов пластовых условий демонстрируют состоятельность рассматриваемого решения для скважин с ЭЦН, определяя системные принципы расширения для учета дополнительных факторов ограничений.

Список литературы:

1. Станция управления с частотным регулированием и высокой степенью защиты IP54 нового поколения REDAStar SCD для УЭЦН. – 2023. – URL: https://www.tosma.ru/redastar.shtml (дата обращения 03.10.2023).
2. Соловьев И.Г., Константинов И.В., Говорков Д.А. Оптимизация параметров обустройства и режима эксплуатации скважины с ЭЦН в условиях осложнений // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2019. – № 9(554). – С. 28–35. – DOI: 10.33285/0132-2222-2019-9(554)-28-35
3. Intelligent Methods for Analyzing High-Frequency Production Data to Optimize Well Operation Modes / E. Judin, A. Andrianova, T. Ganeev [et al.] // SPE Annual Caspian Technical Conf., Nur-Sultan, Kazakhstan, Nov. 15–17. – 2022. – DOI: 10.2118/212118-MS
4. Downhole Telemetry Systems to Monitor Electric Submersible Pumps Parameters in Oil Well / D.A. De Moura Fonsêca, A.O. Salazar, E.R.L. Villarreal [et al.] // IEEE Access. – 2021. – Vol. 9. – P. 12824–12839. – DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3049116
5. Соловьев И.Г., Белашевский С.С. Барометрическая модель скважины с ЭЦН второго порядка // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2019. – № 11(556). – С. 33–38. – DOI: 10.33285/0132-2222-2019-11(556)-33-38
6. Соловьев И.Г., Лапик О.И., Говорков Д.А. Гидродинамика переходных процессов в скважине, обустроенной электроцентробежным насосом // Изв. ТПУ. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334, № 11. – С. 50–60. – DOI: 10.18799/24131830/2023/11/4109
7. Алиев З.С., Самуйлова Л.В. Газогидродинамические исследования газовых и газоконденсатных пластов и скважин. – М.: МАКС Пресс, 2011. – 340 с.
8. Соловьев И.Г., Говорков Д.А., Цибульский В.Р. Идентификация гидродинамической модели скважины с электроцентробежным насосом по данным контроля возмущенных режимов эксплуатации // Изв. ТПУ. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331, № 5. – С. 181–192. – DOI: 10.18799/24131830/2020/5/2649
9. Шагиев Р.Г. Исследование скважин по КВД. – М.: Наука, 1998. – 304 с.
10. Частотная ПИ-стабилизация подачи с автоконтролем режимных ограничений для скважин с ЭЦН / Д.А. Говорков, И.Г. Соловьев, Н.В. Лапик, О.И. Лапик // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2023. – № 8(601). – С. 5–12. – DOI: 10.33285/2782-604X-2023-8(601)-5-12
11. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023662453 Рос. Федерация. Цифровой имитатор гидродинамики скважины с ЭЦН / Д.А. Говорков, И.Г. Соловьев, О.И. Лапик. – № 2023661090; заявл. 29.05.2023; опубл. 08.06.2023, Бюл. № 6.
12. Еремин Н.А., Столяров В.Е. Применение беспроводных решений и технологий в нефтегазовой добыче // Деловой журнал Neftegaz.Ru. – 2019. – № 7(91). – С. 60–69.
13. Oil and Gas Production Management: New Challenges and Solutions / S. Polyanskiy, E. Yudin, A. Slabetsky [et al.] // SPE Annual Caspian Technical Conf., Nur-Sultan, Kazakhstan, Nov. 15–17. – 2022. – DOI: 10.2118/212086-MS
14. Решение задач добычи нефти на базе интегрированной модели / К.В. Андреев, А.В. Митрошин, В.А. Волков, Р.О. Мехоношин // Нефтепромысловое дело. – 2018. – № 5. – С. 21–27. – DOI: 10.30713/0207-2351-2018-5-21-27
15. Об оптимизации периодического режима эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов, в ПАО "НК "Роснефть" / А.А. Пашали, Р.С. Халфин, Д.В. Сильнов [и др.] // Нефт. хоз-во. – 2021. – № 4. – С. 92–96. – DOI: 10.24887/0028-2448-2021-4-92-96
16. Prosper Multiphase Well and Pipeline Nodal Analysis. – 2023. – URL: https://www.petex.com/products/ipm-suite/prosper (дата обращения 03.10.2023).
17. Pipesim Steady-State Multiphase Flow Simulator. – 2023. – URL: http://www.software.slb.com/products/pipesim (дата обращения 03.10.2023).
18. Программный комплекс "Автотехнолог+СОЛЬ". – 2022. – URL: https://autotechnologist.com/o-programme (дата обращения 03.10.2023).
19. РД 39-4-699-82. Руководство по применению геолого-геофизических, гидродинамических и физико-химических методов для контроля разработки нефтяных месторождений (ред. от 01.01.2021). – Введ. 1982–05–01. – URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293833/4293833830.pdf
20. Соловьев И.Г., Белашевский С.С. Операционная модель динамики сорбции и растворения солей осложненного фонда скважин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2017. – № 3. – С. 35–41.