Алгоритм экспертной системы для управления жизненным циклом нефтяных скважин

Е. А. Муравьева, А. И. Хабибуллин

Аннотация


Существующие системы автоматизации этапов бурения, эксплуатации и ликвидации скважин функционируют изолированно, что приводит к потере данных и принятию субоптимальных решений. Предложен алгоритм экспертной системы сквозного планирования жизненного цикла скважины. Определены входные параметры: скорость проходки (ROP), нагрузка на долото (WOB), частота вращения (RPM), ток двигателя электроцентробежного насоса, вибрация насоса, температура подшипника, количество ремонтов, тип химического реагента и местоположение скважины. Выходными параметрами являются интегральный индекс исправности Health Index, прогноз времени до отказа Time to Failure (TTF), текстовые рекомендации по бурению, эксплуатации и план ликвидации. Для бурения разработана база нечётких продукционных правил вида «ЕСЛИ–ТО». Для насосного оборудования получены математические модели для прогноза состояния насосного оборудования со штрафными функциями (вибрация, температура, ток), а также TTF для оценки скорости деградации и прогноза остаточного ресурса. Для ликвидации предложена продукционная модель выбора технологии. Приведён сквозной пример: при заданных вибрации насоса, температуре подшипника, токе рассчитаны значения HI и TTF; сформированы рекомендации по снижению нагрузки на долото и план ликвидации с двойным барьером.

Ключевые слова


Экспертная система; жизненный цикл нефтяной скважины; нечёткая логика; продукционные правила; индекс исправности.

Полный текст:

PDF

Литература


Borges Filho M. N., Mello T. P., et al. Fuzzy-based control system of drilling fluids density and apparent viscosity simultaneously: an alternative strategy to support autonomous drilling operations // SPE Journal. 2024. Vol. 29, No. 07. P. 3459–3471. DOI: https://doi.org/10.54708/10.2118/219759-PA.

Jang J.-S. R. ANFIS: Adaptive-Network-Based Fuzzy Inference System // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 1993. Vol. 23, No. 3. P. 665–685. https://doi.org/10.54708/10.1109/21.256541.

Kelbaliyev G. I., Rasulov S. R., et al. Formation of structures in media containing oil // Systems Engineering and Information Technologies. 2025. Vol. 7, No. 2(21). P. 103-108. UFZDNC.

Kelbaliyev G. I., Rasulov S. R., et al. Study of modern methods of removing deposits formed in oil equipment and pipes // Systems Engineering and Information Technologies. 2025. Vol. 7, No. 4(23). P. 29-37. YLNATE.

Келбалиев Г. И., Алиев Г. С. и др. Технология подготовки и очистки нефтяных шламов и аппаратурное оформление процесса // СИИТ. 2025. Т. 7, № 5(24). С. 146-156. ELVRIT. [[Kelbaliyev G. I., Aliyev G. S., et al. Technology of preparation and purification of oil sludge and equipment design of the process // SIIT. 2025. Vol. 7, No. 5(24). P. 146-156. (In Russian).]]

Ribeiro J. B. A., Vergara D. J.D., Normey-Rico J. E. Adaptive economic model predictive control with safety constraints for an Electric Submersible Pump Lifted Well // Geoenergy Science and Engineering. 2025. Vol. 250. P. 213831. GFWHYS.

Рзаев А. Г., Расулов С. Р. и др. Определение коэффициента мертвого пространства в цилиндре штангового глубинного насоса // СИИТ. 2024. Т. 6, № 4(19). С. 32-37. FFWTRS. [[Rzaev A. G., Rasulov S. R., et al. Determination of the dead space coefficient in the cylinder of a sucker rod pump // SIIT. 2024. Vol. 6, No. 4(19). P. 32-37. (In Russian).]]

Рзаев А. Г., Расулов С. Р. и др. Способ определения динамической вязкости газовых смесей // СИИТ. 2025. Т. 7, № 5(24). С. 25-30. SWCCUK. [[Rzaev A. G., Rasulov S. R., et al. Method for determining the dynamic viscosity of gas mixtures // SIIT. 2025. Vol. 7, No. 5(24). P. 25-30. (In Russian).]]

Кузьмин М. И., Пономарева А. И., Герасимов Р. В. Подход к адаптивному управлению фондом скважин с установками электроцентробежных насосов // Нефтяное хозяйство. 2025. № 7. С. 130–134. HHJCZW. [[Kuzmin M. I., Ponomareva A. I., Gerasimov R. V. Approach to adaptive management of well stock with electric submersible pumps // Oil Industry. 2025. No. 7, pp. 130–134. HHJCZW. (In Russian).]]




DOI: https://doi.org/10.54708/SIIT-2026-no3-p71

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2026 Е. А. Муравьева, А. И. Хабибуллин