3.10 Методы геолого - гидродинамического моделирования

разработки газовых залежей

3.10.1 Системный подход к стратегии эффективной разработки

газовых залежей

Рассмотрим процесс разработки газовой залежи с позиций системного подхода. При этом под системой понимается множество элементов, находящихся в отноше­ниях и связях друг с другом, которые образуют единое целое.

Максимальная степень упрощения описания сложного объекта достигается с применением принципа иерархичности, означающего существование естественной иерархической структуры сложного объекта, которая вскрывается путем декомпози­ции. Барьер сложности описания объекта, когда аналитик не в состоянии мысленно охватить всего многообразия взаимосвязей в состояниях объекта, может быть обой­ден расчленением последнего на достаточно простые части. Вследствие чрезмерной сложности реальных объектов такая стратегия позволяет упростить их информаци­онное описание.

Декомпозиция структуры объекта приводит к представлению объекта в виде многоуровневой модели, составленной из подсистем, которые являются компонента­ми объекта. На рисунке 3.8 схематично изображен принцип декомпозиции объекта исследования — системы разработки газовой залежи массивного типа. Система пред­ставляет собой взаимосвязь двух противоположных по своей сущности компонен­тов — природного (газовая залежь) и технического (добывающие скважины, система транспорта газа и т. д.). Кроме своей сути, компоненты системы отличаются также и физикой происходящих в них процессов при нарушении естественного состояния системы. Область взаимодействия добывающих скважин и продуктивного пласта объединяет свойства обоих компонентов.

Изучение области взаимодействия газовой залежи и элементов технического компонента — наиболее актуальная задача в процессе моделирования и управления разработкой. Синтез новых методов оптимизации добычи газа в рассматриваемой подсистеме является ключом для решения многих проблем эффективной разработки газовых залежей.

Реальная динамика системы газовая залежь - область взаимодействия - тех­нический компонент будет нарушена без учета ее взаимодействия с окружающей средой. Взаимосвязанная совокупность рассматриваемой системы и окружающей среды называется метасистемой. Одной из важнейших задач системного анализа является определение границы, разделяющей метасистему на систему и окружаю­щую среду, а также определение границы, отделяющей среду от остального мира. Окружающая среда имеет существенные связи с системой, а связи между метасисте­мой и остальным миром несущественны.

Как показывает опыт разработки сеноманских газовых залежей, водонапорный бассейн является внешним источником пластовой энергии, оказывающим домини­рующее влияние на энергоемкость в залежи и на динамику общего баланса воды в системе, что в конечном итоге ощутимо влияет на эффективность разработки место­рождения. Таким образом, с учетом влияния окружающей среды, система трансфор­мируется в метасистему водонапорный бассейн—газовая залежь—область взаимодействия—технический компонент, которая наиболее полно отражает природную неопределенность модели и которая находится в постоянном равновесии. Системная стратегия эффективной разработки газовой залежи подразумевает приведение данной метасистемы в желаемое финальное состояние на основе целевого принципа.

Рисунок 3.8 - Системная стратегия эффективной разработки газовой залежи массивного типа: а — декомпозиция метасистемы водонапорный бассейн—газовая залежь—область взаимодействия— технический компонент; Qi— запасы газа, активно дренируемые кустом; Ni — число скважин в кусте; б — фрагмент дерева целей

Сущность целевого принципа состоит в том, что анализ любого процесса приня­тия решения должен начинаться с выявления и четкой формулировки целей. Обычно под целью понимается желаемый результат деятельности, желаемое состояние объ­екта управления. Цель определяется различными способами, наиболее распростра­ненные из которых следующие: 1) с помощью экспертной оценки ситуации; 2) на основе рассмотрения системы более высокого уровня. В последнем случае цель сис­темы более высокого уровня называется генеральной (глобальной), которая и опреде­ляет частную цель рассматриваемой системы. Можно предположить, что в современ­ных экономических условиях генеральной целью эффективной разработки месторо­ждения является ее экономическая рентабельность.

Для любого сложного объекта имеет место иерархия целей, которую можно представить в виде так называемого дерева целей, корнем которого служит генераль­ная цель. Следовательно, целевой принцип выражается в декомпозиции целей: эле­менты множества целей на разных уровнях дерева целей связаны между собой отно­шениями доминирования или предпочтения.

.