О разработке нового инструмента оптимизации размещения добывающих скважин нерегулярным способом

UDK: 681.518:622.276.342

DOI: 10.24887/0028-2448-2023-3-71-73

Ключевые слова: оптимизация размещения скважин, нерегулярная сетка скважин, трехмерная гидродинамическая модель, симулятор «РН-КИМ», нейронные сети, машинное обучение, алгоритм Alpha Zero, расчетный инструмент

Авт.: Д.С. Чебкасов (ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»), К.С. Строканев (ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»), Т.Р. Шарипов (ООО «РН-БашНИПИнефть»), А.Ф. Азбуханов (ООО «РН-БашНИПИнефть»), Н.Т. Карачурин (ПАО НК «Роснефть»), к.ф.-м.н.

В статье рассмотрена проблема автоматизации оптимального размещения скважин в трехмерной гидродинамической модели (ГДМ) нефтяного месторождения нерегулярным способом. Дано краткое описание ранее выполненных работ для решения задач разработки нового инструмента, который способен предложить нерегулярный способ расстановки скважин для малых и средних месторождений за приемлемое время. На основе нейросетевых алгоритмов и методов машинного обучения специалистами ЗАО «ИННЦ» и ООО «РН-БашНИПИнефть» разработан «умный» помощник в виде расчетного инструмента для выбора субоптимального варианта эксплуатации месторождения на основе максимизации NPV. Инструмент принимает на вход ГДМ сценарные условия разработки и удельные экономические параметры по месторождению, а на выходе генерирует файл (секцию) ГДМ согласно заданным условиям: расстановка заданного числа скважин, расстояние между скважинами, порядок ввода скважин, задание или определение типа заканчивания скважин и параметров трещин гидроразрыва пласта, подбор варианта уплотняющего бурения, бурения боковых стволов, целевых нагнетательных скважин, перевода скважин в нагнетание, трансформация заданной площадной проектной системы разработки в нерегулярную. Субоптимальный по NPV вариант расстановки скважин генерируется за время, сопоставимое с расчетом одной ГДМ, без участия специалистов. Приведены методика и результаты апробации разработанного инструмента. Выполнено сравнение результатов расчетов с вариантами, рекомендуемыми проектно-технической документации по 12 месторождениям по накопленной добыче нефти и NPV. Показаны возможные направления развития рассмотренного инструмента.

Список литературы

1. О применении алгоритма Alpha Zero для оптимизации размещения нерегулярной сетки добывающих скважин / К.Н. Майоров, Д.С. Чебкасов, Д.В. Антипин [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2021. – №. 3. – С. 76-78. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2021-3-76-78.

2. A general reinforcement learning algorithm that masters chess, shogi, and Go through self-play / D. Silver [et al.] // Science. – 2018. – V. 362. – No. 6419. – P. 1140–1144, DOI:10.1126/science.aar6404

3. https://rn.digital/rnkim/

4. Пат. 2783031 РФ. Способ разработки нефтяной залежи / Н.Т. Карачурин, Д.С. Чебкасов, К.Н. Майоров, Н.О. Вахрушева; заявитель и патентообладатель ПАО «НК «Роснефть». – № 2022102090; заявл. 31.01.2022; опубл. 08.11.2022.

5. Maiorov K., Vachrusheva N., Lozhkin A. Solving problems of the oil and gas sector using machine learning algorithms // Acta Montanistica Slovaca. – 2021, –T. 26. –No. 2. – С. 327-337.