Нейросеть повысит энергоэффективность ППД
В среднем на нефтяных месторождениях неэффективно расходуется до 20–25% всей потребляемой электроэнергии. Большая доля приходится на систему поддержания пластового давления (ППД), необходимой для вытеснения нефти к скважинам.
Однако основная доля электроэнергии при этом расходуется из-за неоптимальных режимов работы насосного оборудования, излишнего гидравлического сопротивления в трубах и устаревших методов управления.
Особую роль при этом играет настройка электроприводного центробежного насоса (УЭЦН) в каждой скважине. Они настраиваются на усредненные условия, хотя реальное состояние пласта постоянно меняется. УЭЦН поддерживают заданный ранее режим, даже если он стал невыгодным.
Первым этапом работы пермских ученых стало создание математической модели центробежного насоса. Она комплексно учитывает гидродинамические процессы в скважине, а также технические параметры самого оборудования. Для проверки ее точности ученые в качестве эталона использовали реальные эксплуатационные данные, полученные с действующего месторождения.
В модель последовательно подавались замеренные значения для разных параметров (уровень жидкости, давление и другие). На основе этой информации нейросеть рассчитала прогнозное электропотребление. Затем эти значения ученые сравнили с фактическими показаниями электросчётчиков.
Проверка показала, что модель воспроизводит реальное электропотребление с точностью 97,2% и позволяет смоделировать тысячи вариантов работы скважины при различных комбинациях параметров. Провести подобный объем испытаний в натурных условиях невозможно. Поэтому этот массив данных стал основой для дальнейшей работы.
«На основе результатов моделирования мы обучили готовую нейронную сеть для более оперативного анализа параметров, — рассказал доцент кафедры микропроцессорных средств автоматизации ПНИПУ Игорь ШМИДТ. — В нее вводили такие данные, как частота питания насоса, динамический уровень в скважине, буферное давление и плотность жидкости».
Теперь, вводя всего четыре параметра, можно за несколько секунд спрогнозировать, как изменение режима добычи (например, частоты питания насоса) повлияет на расход электроэнергии.
На основе обученной нейросети ученые разработали два регулятора, работающие в разных режимах. Это программные модули, которые могут встраиваться в системы управления насосами в каждой скважине.
Первый регулятор предназначен для непрерывного режима добычи. Он следит за тем, чтобы скважина выдавала нужный объём нефти. Также система подбирает такую скорость насоса, при которой будет тратиться как можно меньше электроэнергии.
Второй регулятор оптимизирует работу в периодическом (непостоянном) режиме добычи. Его задача — рассчитать, с какой производительностью и как долго должен работать насос, чтобы наиболее энергоэффективным образом выполнить суточную норму добычи.
Ранее ИА «Девон» сообщало, что ученые Пермского Политеха разработали программный комплекс для прогнозирования проницаемости нефтяных пластов в реальном времени. Софт позволяет проводить исследования без остановки добычи нефти. Пока в мире не существует аналогов, способных решать эту задачу без временного прекращения работы скважин.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: ППД, энерго- ресурсоэффективность, Насосы, ПНИПУ, IT