Разработка методологии численного моделирования полей признаков при управлении сложными пространственно-распределенными объектами: На примере предприятий нефтедобычи
Диссертация
Выполнение цели исследования предполагает решение следующих задач: обобщение и анализ существующего опыта управления пространственно-распределенными производственными объектами на основе информации о состоянии и динамике полей признакованализ существующих подходов к моделированию полей признаков и поиск методологической основы, наиболее полно удовлетворяющей цели исследованияразработка методики… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К УПРАВЛЕНИЮ 11 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НЕФТЕДОБЫЧИ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ ПОЛЕЙ ПРИЗНАКОВ
- 1. 1. Специфические особенности предприятий 11 нефтедобычи как объектов с пространственно-распределенными признаками
- 1. 2. Анализ факторов, влияющих на эффективность 17 управления технологическими процессами нефтедобычи
- 1. 3. Анализ существующих подходов к моделированию 22 полей признаков
- 1. 4. Постановка задачи исследования
- 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА 35 МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛЕЙ ПРИЗНАКОВ
- 2. 1. Постановка задачи моделирования. Требования 35 к модели
- 2. 2. Обзор существующих методов моделирования
- 2. 3. Обоснование выбранного математического 4 5 аппарата
- 2. 4. Особенности решения задачи в заданной 53 постановке. Разработка модели поля
- 2. 5. Информационное представление модельных 60 оценок
- 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ 67 ПОЛЕЙ. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ И
- ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ
- 3. 1. Параметрическая идентификация моделей полей 67 с помощью перекрестных проверок
- 3. 2. Исследование пространственно-временных 73 статистических закономерностей полей
- 3. 3. Оценка адекватности модели поля по 85 методологии информационной теории систем
- 3. 4. Исследование модели поля с учетом 90 прогнозируемой погрешности оценок
- 3. 5. Расчет энтропийных коэффициентов и оценка 95 адекватности моделей с учетом прогнозируемой погрешности оценок
- 4. МОДЕЛЬ ПОЛЯ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ОБЪЕКТОМ
- 4. 1. Основные принципы управления сложными 99 распределенными системами
- 4. 2. Координация решений по целям управления в 102 многоуровневой иерархической системе на основе модели поля
- 4. 3. Координация по ограничениям на основе модели
- 4. 4. Синхронизация работы подсистем на основе 111 модели поля
- 4. 5. Подсчет запасов на основе моделей полей
Список литературы
- Кузнецов О. J1., Никитин A.A. Геоинформатика. — М.: Недра., 1992. — 302 с.
- Амелин И.Д. Особенности разработки нефтегазовых залежей. М.: Недра, 1978. — 136 с.
- Управление разработкой нефтяных месторождений / Я. М. Берщанский, В. Н. Кулибанов, М. В. Мееров, О. Ю. Першин. Под ред. М. В. Меерова. М., Недра, 1983. — 309 с.
- Чарный И. А. Подземная гидрогазомеханика. М.: Гостоптехиздат, 1963. — 345 с.
- Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений: Учеб. для геол.-развед., инж.-экон. и мех. спец. нефт. вузов / Ш. К. Гиматудинов, И. И. Дунюшкин, В. М. Зайцев и др.- Под ред. Ш. К. Гиматудинова. М.: Недра., 1988. — 301 с.
- Савченко В.П. Формирование, разведка и разработка месторождений газа и нефти. М.: Недра, 1977. 345 с.
- Взаимодействие залежей газа и нефти с пластовыми водами / А. И. Путников, А. Жолдасов, С. Н. Закиров и др.- Под общ. ред. С. Н. Закирова. М.: Недра, 1991. 189 с.
- Кисель В.А., Абрамов Ю. С. Разработка нефтяных залежей с подошвенной водой. М.: Недра, 1978. 192 с.
- Коротаев Ю.П., Ширковский А. И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа: Учеб. для вузов. М.: Недра, 1984. 487 с.
- Балакиров Ю.А. и др. Оптимальное управление процессами нефтедобычи / Ю. А. Балакиров, Л. В. Капущак, Е. А. Слепян. Киев: Техн1ка, 1987. — 147 с.
- Хафизов Ф.З. О геометризации границ распространения коллекторов // Геология нефти и газа. -1984. № 5. — С.30−34.
- Геолого-математические методы и ЭВМ в задачах описания нефтегазоносных объектов: Сб. статей / Науч. ред. А. И. Хонин. М.:ИГИРГИ, 1978. — 120 с.
- Борисенко 3. Г., Сосон М. Н. Подсчет запасов нефти объемным методом. М.: Недра, 1973. — 177 с.
- Гандин JI.C., Коган Р. Л. Статистические методы интерпретации метеорологических данных. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. — 360 с.
- Афанасьева A.B., Зиновьева Л. А. Разработка нефтяных месторождений при одновременном отборе газа из газовой шапки // Нефтяное хозяйство. 1957. — № 10.1. С.44−51.
- Амелин И.Д. О рациональном расположении интервала перфорации в скважинах газонефтяных залежей с подошвенной водой и о порядке его переноса // Нефтяное хозяйство. 1964. — № 7. — С.45−48.
- Амелин И.Д., Лядкин В. Я. Методика воспроизведения истории и прогноза разработки нефтегазовых залежей с подошвенной водой // Ежегодник «Теория и практика добычи нефти». М.: Недра, 1971. -С.194−209.
- Амелин И.Д., Шмыгля П. Т. К вопросу об одновременном отборе нефти и газа из IV горизонта Анастасиевско-Троицкого месторождения. В кн.: Промышленность Кубани. Вып. 10−11. — Краснодар: Советская Кубань, 1958. — С.15−17.
- Борисов Ю.П., Рябинина З. К., Воинов В. В. Особенности проектирования разработки нефтяных месторождений с учетом их неоднородности. М.: Недра, 1976. — 286 с.
- Ароно в В. И. Методы построения карт геолого-геофизических признаков и геометризация залежей нефти и газа на ЭВМ. М.: Недра, 1990. — 301 с.
- Аронов В. И. Методы математической обработки геологических данных на ЭВМ. М.: Недра, 1977. — 169 с.
- Гусев В.А., Лохматов Г. И., Кобелев В. П. Численное моделирование геологических полей. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1983. — 144 с.
- Ивахненко А.Г., Пека П. Ю., Востров H.H. Комбинированный метод моделирования водных и нефтяных полей. Киев: Наук, думка, 1984. — 151 с.
- Модели полей в географии: теория и опыт картографирования / Червяков В. А., Черванов И. Г., Кренке А. Н. и. др. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. -145с.
- Волков A.M. Геологическое картирование нефтегазоносных территорий с помощью ЭВМ. М.: Недра, 1988. — 222 с.
- Волков В. А. Об одном методе приближения геологических поверхностей // Проблемы нефти и газа Тюмени. Тюмень, 1976. — С. 61−64.
- Волков В. А. Моделирование геологических поверхностей в связи с задачами размещения скважин и установления достаточности разведки нефтяныхместорождений // Обзор. Сер. Математические методы исследований в геологии. М.:ВИЭМС, 1977. — 71 с.
- Касаткин В.Е. О выборе весовых функций в задачах картирования // Тез. докл. IV науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов ЗапСибНИГНИ. Тюмень, 1979. С.107−108 .
- Лохматов Г. И., Гусев В. А., Кобелев В. П. Совместная аппроксимация нескольких геологических поверхностей // Советская геология. 1978. — № 1.1. С.109−116.
- Пятков В.И. Методы учета косвенной информации в задачах моделирования геологических поверхностей // Проблемы нефти и газа Тюмени. Тюмень, 1983. С.53−57.
- Яковлев В.М. К постановке задачи картирования структурных поверхностей в связи с оценкой их точности // Проблемы нефти и газа Тюмени. Тюмень, 1979. С.74−76.
- Арманд А. Д. Теория поля и проблема выделения геосистем // Вопросы географии. 1975. — С. 98.- С. 92 106.
- Бакланов П.Я., Савельева И. Л. Использование картографического метода в изучении и прогнозировании территориальной и функциональной структур производства (на примере Амурской области) // География и природ, ресурсы. 1980. № 3. — С.105−114.
- Батуев А. Р. Комплексная программа создания изолинейных карт расчетных полей с помощью ЭВМ // Картографическое обеспечение планирования ТПК. Иркутск, 1977. — С.177−179.
- Батуев А.Р. Использование ЭВМ для обработки статистических данных при составлении карт полей динамики и прогноза // Карты полей плотности в географических исследованиях. Иркутск,.1978. — С. 98−102.
- Жуков В.Т., Сербенюк С. Н., Тикунов B.C. Теоретические подходы к математико-картографическому моделированию в географии // Теоретические проблемы географии. Рига, 197 6. — С.90−96.
- Топчнев А.Г., Нефедова Н. Е. Карты полей. Методика составления и техника анализа с использованием ЭЦВМ // Картографические разработки для планирования и управления развитием народного хозяйства УССР. Киев, 1979. — С.217−218.
- Черванов И.Г. Системно-структурный анализ в географии: математическое моделирование и структурный анализ геополей на ЭВМ // Проблемы охраны природы и рекреационной географии УССР. Харьков, 1979. — С.21−22.
- Червяков В. А. Опыт картографирования полей плотности // География и природ, ресурсы. 1984. — № 3. -С.128−136.
- Дэвис Дж. С. Статистический анализ данных в геологии: Пер. с англ. В 2 кн./Пер. В. А. Голубевой, Под ред. Д. А. Родионова. Кн.2. М.: Недра, 1990. — 427 с.
- Мальцев В. А. Программный комплекс геостатистического моделирования и оценивания GST 3.02 -учебник и руководство пользователя. М.:В. А. Мальцев, 1993. — 153 с.
- Метод разрежения разведочной сети / В. А. Мальцев, Л. П. Павлова, В. А. Петров, В.JI.Рябев. // Разведка и охрана недр. 1983. — № 12. — С.14−17.
- В.А.Петров, В. А. Мальцев. Зависимость оценки сложности геологических объектов от плотности сети наблюдений // Разведка и охрана недр. 1986. — № 12. С.18−21.
- В.А.Мальцев. Практическое руководство по применению геостатистических методов оценки в геологии (на базе программной системы GST) / Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья (ВИМС).
- М.:ВИЭМС.-МГП «Геоинформмарк». 1991. — 109 с.
- В.А.Мальцев. О некоторых свойствах линейного крайгинга. В кн: Практическая геостатистика. Труды всесоюзного семинара. КНЦ АН СССР. 1991. — С. 24−41.
- В.А.Мальцев. Геостатистический подход к подсчету запасов // Разведка и охрана недр. 1993. — № 11. С.8−11.
- В.А.Мальцев. Методы создания программных средств управляемой интерполяции в геологических задачах // Руды и металлы. 1994. — № 1. — С.7 9−8 9.
- В.А.Мальцев. Программный комплекс «Geostatistical Software Tool v.3.02» // Материалы Всероссийского Форума «Геоинформационные технологии», М., 1994. С.9−10.
- Franke R. Scattered Data Interpolation: Test of Some Methods. Mathematics of Computations, 1982, Vol. 33, № 157, p. 181−200.
- Abramowitz M., Stegun I. Handbook of Mathematical Functions. N.Y.: Dover Publications, 1972.
- Cressie N. A. C. Statistics for Spatial Data. -N.Y.: John Wiley and Sons, Inc., 1991, 900 pp.
- Oliver M. A., Webster R. Kriging: a method of interpolation for geographical information system. INT. J. Geographical Information Systems, 1990, Vol. 4, No. 3, p. 313−332.
- Deutsch C.V., Journel A. G. GSLIB Geostatistical Software Library and User’s Guide. N.Y.: Oxford University Press, 1992, 338 pp.
- Isaaks E. H., Srivastava R. M. An Introduction to Applied Geostatistics. N.Y.: Oxford University Press, 1989, 561 pp.
- Journel A.G., Huijbregts C. Mining Geostatistics, Academic Press, 1978, 600 pp.
- Briggs I. C. Machine Contouring Using Minimum Curvature. Geophysics, 1974, Vol. 39, № 1, p. 39−48.
- Smith W. H. F., Wessel P. Gridding with Continuous Curvature Splines in Tension. Geophysics, 1990, Vol. 55, № 3, p. 293−305.
- Franke R., Nielson G. Smooth Interpolation of Large Sets of Scattered Data. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1980, Vol. 15, p. 16 911 704.
- Renka R. J. Multivariate Interpolation of Large Sets of Scattered Data. ACM Transaction on Mathematical Software, 1988, Vol. 14, № 2, p. 139−148.
- Shepard D. A two dimensional interpolation function for irregularly spaced data. Proc. 23rd Nat. Conf. ACM, 1968, p. 517−523.
- Powell M.J.D. The Theory of Radial Basis Function Approximation in 1990. University of Cambridge Numerical Analysis Reports, DAMTP 1990/NA11.
- Barnes R. The Variogram Sill and the Sample Variance. Mathematical Geology, 1991, Vol. 23, № 4, p. 673−678.
- Kitanidis P. Introduction to Geostatistics -Applications in Hydrogeology. N.Y.: Cambridge University Press, 1997, 249 pp.
- Pannatier Y. VarioWin Software for Spatial Data Analysis in 2D. — N.Y.: Springer-Verlag, 1996, 91 pp.
- Press W.H., Flannery B.P., Teukolsky S.A., Vetterling W.T. Numerical Recipes in C. Cambridge University Press, 1988.
- Zimmerman D. L., Zimmerman M. B. A Comparison of Spatial Semivariogram Estimators and Corresponding Ordinary Kriging Predictors. Technometrics, 1991, Vol. 33, № 1, p. 77−91.
- Sibson R. A Vector Identity for the Dirichlet Tessilation. Math. Proc. Cambridge Phil. Soc., 1980, Vol. 87, p. 151−155.
- Кузин JT.Т. Основы кибернетики: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Энергия, 1973. Т.1: Математические основы кибернетики. — 504 с.
- Олейников В.А., Зотов Н. С., Пришвин А. М. Основы оптимального и экстремального управления. М.: Высшая школа, 1989. — 296 с.
- Гитис Э.И., Данилович Г. А., Самойленко В. И. Техническая кибернетика: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Советское радио, 1968. — 488 с.
- Молчанов A.A. Моделирование и проектирование сложных систем. К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988. 359 с.
- Растригин JI.A., Маджаров Н. Е. Введение в идентификацию объектов управления. М.: Энергия, 1977. -215 с.
- Шилейко A.B., Кочнев В. Ф., Химушкин Ф. Ф. Введение в информационную теорию систем / Под ред. А. В. Шилейко. М.: Радио и связь, 1985. — 280 с.
- Советов В.Я., Яковлев С. А. Моделирование систем: Учеб. для вузов по спец. «Автоматизир. системы обработки информ. и упр.». 2-е изд., перераб и доп. — м.:Высш. шк., 1998. — 319 с.
- Справочник по типовым программам моделирования / А. Г. Ивахненко, Ю. В. Коппа, В. С. Степашко и др.- Под ред. А. Г. Ивахненко. Киев: Техника, 1980. — 184 с.
- Ажогин В.В., Згуровский М. З. Машинное проектирование оптимальных систем управления пространственно-распределенными динамическими объектами. Киев: Вища шк. Головное изд-во, 1985. — 170 с.
- Пешель М. Моделирование сигналов и систем. М.:Мир, 1981. 300 с.
- Азиз А., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем. М.: Недра, 1982. — 2 95 с.
- Закиров С.Н., Палатник Б. М., Сомов Б. Е. Проектирование разработки газовых месторождений сиспользованием трехмерных моделей пластов. М.: изд. ВНИИГазпром, 1986. 148 с.
- Кузнецов В.А., Ялунин Г. В. Метрология (теоретические, прикладные и законодательные основы): Учеб. пособие. М.: ИПК Издательство стандартов, 1998. -336 с.
- Пиотровский Я. Теория измерений для инжинеров: Пер. с польск. М.: Мир, 1989. — 335 с.
- Новицкий П.В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. — JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. — 304 с.
- Новицкий П. В. Основы информационной теории измерительных устройств. Д.: Энергия, 1968. — 248 с.
- Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента: Пер. с англ. М.: Мир, 1981. — 520 с.
- Кавалеров Г. И., Мандельштам С. М. Введение в информационную теорию измерений. М.: Энергия., 1974. -376 с.
- Новицкий П.В. Понятие энтропийного значения погрешности // Измерительная техника. 19 66. — № 7.1. С.11−14.
- Персии С.М. Количество информации при цифровом измерении // Измерительная техника. 1964. — № 7. — С.5−9.
- Рабинович В.И., Цапенко М. П. О количестве измерительной информации // Измерительная техника. 1963. № 4. — С.7−11.
- Сравнение оценок погрешности измерения по энтропийному среднеквадратическому и предельному значениям / П. В. Новицкий, И. А. Назаров, В. Я. Иванова, Г. А. Кондрашкова // Измерительная техника. 1966. — № 9. -С.20−24 .
- Таушанов 3., Топева Е., Пенова Р. Вычисление энтропийного коэффициента при малых выборках // Изобретательство, стандартизация и качество. 1973. № 5. — С.11−17.
- Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. — 832 с.
- Mann Н.В., Wald A. On the choice of the number of intervfls in the application of the chi-sqare test. -Ann. Math. Statist. Vol. 13. — 1942. — P. 478−479.
- Sturgess H.A. The choice of classic intervals.-J. American Statist. Ass. — march 1926. — P. 47.
- Марчук Г. И. Методы вычислительной математики. -М.: Наука, 1977. 454 с.
- Пашко В.Ф., Старостенко В. И. Интерактивные системы и автоматические построения карт в геофизике (по материалам зарубежных публикаций) // Обзор Сер. Регион., развед. и промысл, геофизика. М.: ВИЭМС, 1983. — 68 с.
- Аронов В. И. Фильтрация случайных компонент геологических признаков в условиях отсутствия априорной информации о значениях их параметров // Математические методы решения задач нефтяной геологии на ЭВМ. / Тр. ВНИГНИ. М., 197 9. Вып. 211. — С.24−33.
- Аронов В. И. Методы восстановления геолго-геофизических признаков сходства, особенности, проблемы // Геофизический журнал. — 1988. — № 3. — С.23−29.
- Автоматизация подсчета промышленных запасов нефти и газа / В. И. Аронов, М. М. Элланский, В. А. Аракелян, Т. И. Кольчицкая, Г. Ф. Кушнир // Обзор. Сер. Математические методы исследований в геологии. М.: ВИЭМС, 1982. — 66 с.
- Оптимизация размещения скважин при разведке залежей нефти и газа на основе использования ЭВМ / В. И. Аронов, В. А. Аракелян, Н. И. Жуков, М. А. Френкель // Обзор. Сер. Математические методы исследований в геологии. М.: ВИЭМС, 1982. — 51 с.
- Тюрин Ю.Н., Макаров А. А. Статистический анализ данных на компьютере / Под ред. В.Э. Фигурнова1. М:.ИНФРА-М, 1998. 528 с.
- Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М: Наука, 1981, 4.88с.
- Алиев Р.А., Либерзон М. И. Методы и алгоритмы координации в промышленных системах управления. М: Радио и связь, 1987.-208с.
- Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем. М: Мир, 1978.
- Nachane D.M. Optimization methods in multilevel systems: a methodological survey. «Eur. J. Oper. Res.», 1985, N1, p. 25−38.
- Алтунин A.E., Семухин M.B. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях: Монография. Тюмень:
- Хирагава С. Вероятностная модель для оценки запасов нефти. Перевод Ц-8373, М., 1973.
- Дубова Н. Все про промежуточное ПО // Открытые системы. 1999. — № 7. С.41−50.
- Орфали Р., Харки Д., Эдварде Д. Основы CORBA: Пер. с англ. М., МАЛИП, Горячая Линия-Телеком, 1999. -318 с.
- Дубова Н. СОМ или CORBA? Вот в чем вопрос // Открытые системы. 1999. — № 3. — С.29−36.
- Gamma Е., Helm R., Johnson R., Vlissides J. Design Patterns: Elements of Reusable ¦ Object-Oriented Software. Addison-Wesley, Reading MA, 1997.
- Чуб A.H., Шахворостов H.H. Метод моделирования и анализа подвижных случайных полей // Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии: Материалы межвузовской научно-технической конференции. Вологда: ВоГТУ, 2000. — С. 123.
- Чуб А.Н., Шахворостов H.H. Система поддержки решений по управлению эксплуатацией нефтегазового месторождения при водонапорном и газонапорном режиме // Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии:
- Материалы межвузовской научно-технической конференции. -Вологда: ВоГТУ, 2000. С. 37.
- Чуб А.Н., Шахворостов H.H. Моделирование изменяющегося во времени газонефтяного контакта с помощью метода крайгинга // Научный журнал «Труды КубГТУ» Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 2000. Т. VII -Серия: «Информатика и управление». Вып. 1. С. 9−14.
- Чуб А.Н., Шахворостов H.H. Использование метода крайгинга для исследования подвижного водонефтяного контакта // Научный журнал «Труды КубГТУ» Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 2000. — Т. VII — Серия: «Информатика и управление». Вып. 1. С. 14−18.