Черный С.Г.   Лапин В.Н.   Куранаков Д.С.   Астракова А.С.   Шокин Ю.И.   Есипов Д.В.  

Методы оптимального управления процессом гидроразрыва пласта

Докладчик: Черный С.Г.

Предлагается модель зарождения и распространения трещины от полости в упругой среде под воздействем закачиваемой в нее вязкой жидкости. На основе данной модели разработан метод оптимального управления процессом зарождения и распростанения трещины. Входными параметрами модели зарождения и распространения трещины являются: поверхность полости, расположенной в бесконечной упругой среде; давление закачанной в полость жидкости, разрушевшей полость (или время и закон закачки жидкости с заданной реологией); параметры упругой среды. Выходными характеристиками модели являются: поверхность трещины; распределение ее открытия; скорость распространения фронта. Нахождение по заданным входным параметрам модели ее выходных характеристик является прямой задачей распространения трещины, решая которую, можно прогнозировать геометрию формирующейся трещины, объем добытого из нее флюида, рассчитать затраты, необходимые для проведения данного процесса и т.п. Под обратной задачей подразумевается нахождение входных параметров модели зарождения и распространения трещины, при которых будут удовлетворяться заданные критерии качества к процессу формирования и распространения трещины. Оптимальное управление процессом гидроразрыва пласта заключается в решении обратной задачи. В ней определяются параметры реологических законов для жидкости, условия ее закачки, например, зависимость от времени расхода закачиваемой жидкости, условия зарождения трещины (форма полости, ориентация главных напряжений залегания в упругой среде), при которых будут реализованы нужное положение зародышевой трещины, прямолинейность траектории распространения трещины, ее равномерное раскрытие вдоль траектории, отсутствие перегибов профиля трещины, минимальные затраты проведения гидроразрыва пласта, максимальный объем добытого флюида и др. Для решения обратной задачи используется метод оптимизационного проектирования, который заключается в подборе входных параметров, обеспечивающих при решении прямой задачи максимальное выполнение одного или нескольких критериев качества. Стратегия подбора входных параметров построена на основе генетического алгоритма.