Повышение экономической эффективности управления на базе цифровой модели предприятия за счёт идентификации термобарометрических процессов взаимодействия с окружающей средой на примере нефтегазовых объектов.

Нефтегазовые компании ищут новые способы оптимизации режимов нефтегазопромысловых объектов, производительности пластов и максимизации общей номинальной стоимости активов. Это обуславливает необходимость исследования системных связей и закономерностей функционирования и развития системы нефтегазовый объект - окружающая среда и протекающих в ней процессов с целью повышения эффективности управления использованием современных методов обработки информации.В современном нефтегазовом цифровом предприятии актуален интегрированный замкнутый цикл оптимизации производительности, от начальной фазы разработки месторождения до анализа различных стратегий добычи, транспорта и хранения углеводородов. Такой подход требует комбинации нового поколения программных и инструментальных средств мониторинга, обеспечивая специалистов моделью среды, связанной с датчиками, размещенными в стволах скважин и наземном оборудовании. Эта модель, регулярно обновляется на основе информации, получаемой от технического мониторинга в реальном времени. Интеллектуальный объект - комплекс математических моделей и наличие скважинных и наземных датчиков - две ключевые предпосылки процесса управления в реальном времени современным нефтегазовым цифровым предприятием.Значительная часть объектов нефтегазовой отрасли представляет собой подземные сооружения, для которых механическое и тепловое взаимодействие с вмещающей средой является определяющим принципиальную возможность безаварийного строительства и эксплуатации. Взаимодействие этих объектов с окружающей средой относится к пространственно-распределённым динамическим процессам. Противоречие, формирующее проблему, состоит в следующем. В настоящее время образовалось значительное несоответствие между точностью решения прямых задач прогнозирования и точностью закладываемых в них параметров среды. Современные вычислительные средства позволяют решать весьма сложные задачи с высокой точностью. Однако в применении к практическим проблемам все это в значительной степени обесценивается низкой точностью закладываемых в проекты граничных условий, механических, фильтрационных и теплофизических параметров. Краевые задачи в конкретных условиях могут быть решены с точностью нескольких процентов, но польза от этого решения не всегда велика, так как в основу расчета закладываются параметры, определяемые подчас с заведомой погрешностью в сотни процентов, а иногда с погрешностью, которую нельзя даже оценить. Причина в том, что значения параметров среды, принимаемые по справочным источникам или в результате лабораторных исследований керна, существенно отличаются от значений, имеющих место в конкретных условиях и для данного объекта. Целесообразна идентификация параметров среды и процессов для конкретных объектов на основании термобарометрических измерений во время строительства и эксплуатации.В этой связи создание наукоемких и высокоэффективных методов и средств сбора, анализа, обработки информации и идентификации процессов взаимодействия с окружающей средой во многом определяет текущие и конечные технико-экономические показатели сооружения и эксплуатации нефтегазопромысловых объектов.Уровень значимости и научная новизна исследования состоит в создании методологии исследования и идентификации термобарометрических процессов взаимодействия с окружающей средой подземных объектов на основании экспериментальной информации от специально разработанных измерительных средств контроля собственных напряжений в материалах в процессе структурообразования, температуры и давления твердой, жидкой или газообразной фаз среды. В рамках этого направления будут получены следующие научные результаты.На основании экспериментальных исследований магнитоупругого эффекта в кольцевых ферритовых сердечниках созданы специальные датчики усилий для барометрических измерений. Создана проблемно-ориентированная система контроля термобарометрических процессов, включающая в себя аппаратуру и методику измерения температуры, полного давления, давления твердой и жидкой фаз окружающей средыРазработаны методы и алгоритмы решения прямых задач прогнозных расчетов взаимодействия подземных нефтегазовых объектов с окружающей средой и обратных задач идентификации характеристик среды и краевых условий на границе стенка объекта – окружающая среда на основании данных системы контроля.Совокупность разработанных методологии, алгоритмов, измерительной аппаратуры и результатов экспериментальных исследований квалифицируется как теоретическое обобщение и решение научной проблемы, важной для интегрированной оптимизации управления экономической эффективностью жизненного цикла нефтегазового объекта.Одним из перспективных приложений методологии, качественно повышающим эффективность применения, является её использование в составе систем автоматической идентификации и автоматизированного синтеза систем оптимального цифрового управления пространственно распределенными динамическими объектами.