авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Разработка рациональных методов обустройства углеводородных месторождений арктического шельфа рф

-- [ Страница 2 ] --

2. Стоимость строительства скважины:

, (2)

где

А1 – затраты, относимые на 1 ч работы буровой установки (аренда буровой установки, зарплата буровой бригады, энергия и т.п.);

Тскв – общее время строительства скважины;

А2 – затраты, относимые на 1 м длины скважины по инструменту (долота, бурильные и обсадные трубы, буровой и тампонажный растворы, транспортные расходы, инструменты и т.п.);

Lскв – общая длина скважины по инструменту, м.

При освоении морских глубоководных месторождений значительную долю в выражении (2) составляют затраты, относящиеся ко времени бурения (около 80%, по данным зарубежных компаний), поскольку именно аренда бурового судна является определяющей в стоимости бурения на море.

Исходя из этого, выражение (2) примет вид:

(3)

Коммерческую скорость принимаем, исходя из мирового опыта бурения, для средней длины скважины 3500 м, соответствующую 50 м/сут, а коэффициент А1 – из стоимости аренды буровой установки (Таблица 1).

Общую длину скважин по инструменту определяем как сумму длин всех скважин, причем, для каждой скважины будем различать вертикальный участок (), участок набора кривизны () и наклонно-направленный ().

(4)

Следует иметь в виду, что с увеличением отклонения скважины от вертикали ее стоимость увеличивается не только за счет увеличения длины и изменения связанных с ней показателей, но также за счет возможного снижения коммерческой скорости бурения, что может привести к увеличению сроков строительства скважины, а, следовательно, к дополнительным затратам по мобилизации и демобилизации буровых установок. Кроме того, увеличение длины ствола скважины приводит к необходимости применения буровой установки большей грузоподъемности, что в свою очередь приводит к возрастанию расходов на аренду и обслуживание данной буровой установки.

3. Будем считать, что стоимость внутрипромысловых трубопроводов имеет вид:

, (5)

где d – диаметр трубопровода, – общая длина трубопроводов, - длина шлангокабеля.

Примем одинаковый диаметр внутрипромысловых трубопроводов в пределах одного варианта обустройства, а для различных вариантов обустройства он будет изменяться в зависимости от объема добываемой продукции на ПДК. Отсюда следует, что в неявном виде является функцией числа скважин m в каждом модуле.

Для определения диаметра трубопроводов для каждого варианта воспользуемся зависимостью:

, (6)

где Q и D принимаем известными величинами, равными 70,0 млн.м3/сут. и 42(1067 мм) соответственно; величина qi определяется производительностью ПДК для каждого варианта, зависящая от количества ПДК (k) и определяемая по формуле:

. (7)

По данным зарубежных компаний, стоимость шлангокабеля диаметром 6 составляет от 2000 до 2500 $ за погонный метр. С учетом этого, запишем:

. (8)

Алгоритм решения данной задачи (рисунок 1) разбивается на несколько этапов.

Рисунок 1 - Алгоритм выбора рационального расположения и конструкции ПДК

На первом этапе производится формирование групп скважин для различных ПДК, исходя из минимальной суммарной длины стволов скважин внутри группы.

Обозначим через Z множество точек, определяющих координаты забоев скважин, тогда . Мощность данного множества или число его элементов равно .

В рассматриваемой задаче набор скважин, объединенных в один ПДК, представляет собой выборку m элементов из множества Z. Поскольку в нашем случае выборка является неупорядоченной, т.е. порядок расположения устьев скважин внутри ПДК не влияет на суммарную длину скважин в кусте, то она представляет собой сочетание без повторений из m по Nc.

Для уменьшения числа возможных вариантов размещения скважин в ПДК необходимо рассмотреть существующие технические и технологические ограничения, имеющие место при обустройстве месторождения, которые на самом деле не являются постоянными и должны быть проанализированы отдельно для каждой задачи.

Первым ограничением является Lmax - максимально допустимая длина скважины. Второе ограничение касается необходимости задания минимально возможного угла min между траекториями скважин, устья которых расположены в одном ПДК. Кроме этого, при наличии прогнозируемых зон геологических осложнений можно исключить некоторые области из рассмотрения для размещения ПДК или проведения траектории скважины. Для этой цели на этапе ввода данных необходимо задать координаты вершин многоугольника, ограничивающего зону осложнений.

Используя указанные выше ограничения, формируются рабочие подмножества скважин, элементы которых удовлетворяют этим условиям.

На втором этапе выполняется расчет координат точки установки ПДК внутри сформированной группы скважин. Координаты установки ПДК определяются как координаты центра тяжести облака точек.

На третьем этапе фиксируется суммарная длина пробуренных скважин и рассчитывается соответствующая стоимость бурения. После прохождения алгоритма по всему множеству скважин получаем координаты расположения ПДК для фиксированного числа m скважин в одном модуле.

Следуя данному алгоритму, были построены схемы размещения ПДК для различных значений m и выполнена оценка Cбур для каждого варианта.

На заключительном этапе рассчитывается для всех вариантов полная стоимость обустройства с учетом стоимости самих ПДК, операций по их транспортировке, установке и монтажу, суммарной стоимости буровых работ, а также стоимость внутрипромысловых трубопроводов.

(9)

Задача решалась с помощью объектно-ориентированной версии Pascal 7.0. При расчете был принят зенитный угол при входе в продуктивный пласт, равный 80°, глубина залегания продуктивного пласта 2000 м.

На рисунке 2 приведен график зависимости капитальных вложений в обустройство месторождения от количества скважин в ПДК.

Рисунок 2 – Зависимость капитальных вложений в обустройство месторождения от количества скважин в ПДК

Из полученных результатов следует, что с увеличением количества ПДК увеличиваются капитальные затраты, определяемые видом функции (1). С уменьшением k и увеличением m капитальные вложения увеличиваются за счет роста стоимости бурения наклонно-направленных скважин. С другой стороны, уменьшение k и увеличение m приводит к снижению общей протяженности внутрипромысловых трубопроводов.

Из графика следует, что для рассматриваемого месторождения и принятых данных оптимальным является обустройство с использованием ПДК на 8 скважин.

В третьей главе приведена методика выбора максимального уровня добычи на месторождении с учетом оптимальной производительности морских технологических объектов обустройства.

Для освоения большинства морских газовых и газоконденсатных месторождений основную задачу, связанную с разработкой и обустройством месторождения, в общей ее постановке можно сформулировать следующим образом: определить оптимальные значения максимального уровня добычи газа Qm, периода достижения этого уровня t0, периода постоянной добычи, количества и производительности технологических объектов обустройства.

Типичная динамика добычи газа для какого-либо месторождения состоит из периодов нарастающей (0<t<t0), постоянной (t0<t<T) и падающей (T<t<Tm) добычи.

Примем, что период падающей добычи начинается с момента T, при котором устьевое давление достигает минимально допустимого значения Pу min с точки зрения нормальной работы технологического оборудования для подготовки газа к транспорту. Очевидно, что чем меньше Pу min, тем больше значение T. Тогда:

(10)

где:

q(t) – текущее значение добычи газа, м3/сут.;

Qз – запасы газа месторождения, м3;

– коэффициент, зависящий от Pу min.

Примем, что зависимость q(t) в интервале 0<t<t0 является линейной функцией времени, тогда с учетом (10) будем иметь:

(11)

или, обозначая период постоянной добычи =T-t0,:

(12)

Принимаем, что в интервале падающей добычи функция q(t) имеет вид:

(13)

Из выражения (10) следует, что

(14)

Интегрируя (14), получим:

(15)

Из выражения (15) следует, что темп падения добычи продукции на стадии падающей добычи пропорционален величине Qm.

Рассмотрим вначале задачу выбора рациональных величин Qm и t0 в непрерывной ее постановке. Иными словами будем считать, что на сколь угодно малом временном участке t осуществляются столь же малые капитальные вложения C. Тогда дисконтированные капитальные вложения можно представить в виде:

, (16)

где – удельные капитальные вложения.

– норма дисконта при непрерывном начислении процентов, , а E – годовая ставка процента при начислении процентов один раз в год.

Полагая, что дисконтированный денежный поток от реализации Rd(t) прямо пропорционален объему добываемой продукции, получим:

, (17)

где – некоторый постоянный коэффициент, имеющий размерность $/м3, (например, соответствующий цене газа).

Из (16) и (17), интегрируя за интервал 0Tm с учетом (12) и (15), получим чистый дисконтированный доход D в виде:

, (18) где (19) риведены зависимости D=(Qm) для различных значений t0,-34, (18)

где

 (19) риведены зависимости D=(Qm) для различных значений t0, построенные по-35 (19)

На рисунке 3 приведены зависимости D=(Qm) для различных значений t0, построенные по выражению (18).

Рисунок 3 - Зависимости D=(Qm)

Из рисунка 3 следует, что при заданных ценах и удельных капитальных вложениях критерий maxD позволяет выбрать оптимальный уровень максимальной добычи газа с месторождения и время достижения этого уровня.

Приведенный вывод сделан для непрерывной постановки задачи, которая в известной мере является идеализированной. Кроме того, стоимость платформы не является линейной функцией ее производительности, в соответствии с которой при сколь угодно малой производительности стоимость платформы будет также сколь угодно малой.

Обозначим через q производительность одной платформы, а максимальный уровень добычи всех платформ через Qmax, который будем считать заданным. Тогда число платформ определяется как

, (20)

где n – целое число.

Стоимость одной платформы С можно принять как функцию от q:

(21)

Стоимость всех платформ будет равна:

(22)

Из выражения (20) следует, что с уменьшением q и при заданной величине Qmax увеличивается количество платформ, а, следовательно, и их общая стоимость. С увеличением q увеличивается стоимость одной платформы, но уменьшается их общее число. Поэтому существование оптимума в значительной мере зависит от вида (q).

Обозначим через t время строительства одной платформы, а ее стоимость – через (q). Тогда, дисконтированные капитальные вложения во все платформы будут равны (в предположении, что все капитальные вложения производятся в интервале 0<t<t0):

. (23)

Стоимость морской технологической платформы типа SPAR в зависимости от ее производительности, рассчитанная по программе QUE$TOR OFFSHORE, можно аппроксимировать линейной функцией:

(24)

В (24) q – в млн. м3/сут., а результат – в млн. долларов США.

Основной особенностью функции (24) является то, что .

С учетом (23) чистый дисконтированный доход D будет равен:

(25)

где – суммарный дисконтированный доход от реализации продукции в интервале :

 (26) риведены зависимости ЧДД (D) от максимального уровня добычи Qmax,-47 (26)

На рисунке 4 приведены зависимости ЧДД (D) от максимального уровня добычи Qmax, реализуемого разным количеством платформ, построенные по формуле (25).

Рисунок 4 - Зависимости D(q) = f(Qmax)

Из рисунка 4 следует, что выражение (25) дает возможность по критерию maxD выбрать оптимальное число платформ, с помощью которых обеспечивается необходимый уровень добычи для конкретного месторождения и для данной зависимости стоимости платформы от ее производительности. Пунктирными линиями показаны уровни максимальной добычи для соответствующего количества платформ с точки зрения их технической реализуемости. Так, например, для Qmax=80 млрд.м3/год технически реализуемым вариантом являются 3 и 4 платформы, но исходя из критерия maxD, оптимально применение трех платформ, а при Qmax>90 млрд.м3/год технически реализуемым вариантом являются только 4 платформы.

Четвертая глава посвящена задаче комплексного освоения группы морских месторождений, заключающейся в вовлечении в разработку «месторождений-спутников», обеспечивающих компенсацию падения добычи крупного базового месторождения в интервале от начала периода падающей добычи и до конца его разработки.

Пусть динамика добычи некоторого базового месторождения определяется так же, как и в предыдущей задаче. Пусть имеются n «месторождений-спутников» с запасами R1, R2,.., Ri,.., Rn. и расстояниями l1, l2,…, ln до базового месторождения. Требуется определить оптимальную схему комплексного обустройства всех этих месторождений, исходя из максимума эффективности, под которой будем понимать чистый дисконтированный доход.

Основной задачей комплексного обустройства является поддержание максимального уровня добычи базового месторождения (Qm) на участке падающей добычи. В этом случае суммарная динамика добычи «месторождений-спутников» будет определяться как:

, (27)

где определяется согласно (15).

Область определения (27) должна лежать в интервале 0Tm, так как срок разработки базового месторождения ограничивается величиной Tm, исходя из срока службы основного технологического оборудования и технико-экономической целесообразности дальнейшей разработки месторождения. За пределами этого периода должна решаться другая задача, связанная либо с заменой основного оборудования базового месторождения, либо с дальнейшей разработкой «месторождений-спутников» как самостоятельных объектов, что выходит за рамки настоящей работы. Суммарную добычу от «месторождений-спутников» можно определить как:

(28)

Одним из важнейших ограничений является требование, чтобы давление на входе в сепараторы на платформах базового месторождения было не меньше предельного минимального давления, на которые рассчитаны эти сепараторы:

(29)

Поскольку продукция от «месторождений-спутников» поступает на платформы базового месторождения по подводному трубопроводу в многофазном состоянии, для предотвращения гидратообразования в трубопроводе необходимо ввести ограничение на минимальную его загрузку:

(30)

Необходимо ввести еще одно ограничение, связанное с накопленной добычей «месторождений-спутников»:

, (31)

где t0i и Tmi – соответственно время начала и окончания разработки i-го месторождения; i – коэффициент газоотдачи (i<1).

Таким образом, требуется определить функции qi(t) для различных i, обеспечивающих максимум ЧДД, принимая во внимание, что qi(t)=0 при t<t0i.

Не нарушая общности постановки задачи, примем, что на начальном этапе подключается только одно «месторождение-спутник».

Из выражения (31) имеем для первого месторождения:

, (32)

где T1 – период постоянной добычи;

1 – постоянная времени спада уровня добычи.

Из условия (30) следует, что, например, для первого месторождения период нарастания уровня добычи должен быть либо равен нулю (т.е. при t=t10 весь газ в объеме qm1 должен поступать на платформы базового месторождения, либо при t=t10 на платформы базового месторождения должен поступать газ в объеме не менее 0,75qm1, исходя из минимально допустимой 75% загрузки трубопровода, а затем в интервале t10t11 добыча увеличивается до qm1.

Методика выбора производительности и очередности ввода «месторождений-спутников» включает решение двух групп уравнений:

1. Стандартную группу общеизвестных уравнений-ограничений:

  • зависимость пластового давления от суммарного отбора газа;
  • связь между пластовым и забойным давлением;
  • связь между забойным и устьевым давлением;
  • связь между устьевым давлением и давлением на сепараторе платформы базового месторождения.

2. Систему уравнений аппарата исследования операций, включая целевую функцию.

Капитальные вложения в первое месторождение определяется стоимостью бурения скважин, стоимостью подводных добычных комплексов (ПДК) и стоимостью трубопровода. Число скважин определяется как отношение qm1 к среднему дебиту одной скважины 1:

(33)

Количество ПДК (Nпдк) определяется как наибольшее целое от отношения общего числа скважин (nс) к числу скважин в одном ПДК (nпдк):

(34)

Стоимость трубопровода определяется как стоимость единицы длины трубопровода диаметром d1, умноженная на его длину:

(35)

Общие капитальные вложения в первое месторождение будут равны:

(36)

Обозначим через t10 момент подключения первого месторождения, причем t10 установим таким образом, чтобы

, (37)

Введем ограничение на максимально допустимое отклонение от уровня максимальной добычи базового месторождения:

, (38)

где – предельное отклонение от Qm (например, 10%, т.е. =0,1).

Тогда для i-го месторождения:

(39)


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.