Моделирование неструктурированных задач в бурении

Применение информационно-аналитических технологий при решении сложных проблем является одним из основных этапов проектирования информационной системы изучаемого явления. Это значит, что вначале производится структуризация целей системы, когда необходимо объективно и системно оценить параметры различной природы. Одним из методов принятия решений при исследовании многокритериальных задач является метод анализа иерархий, предложенный американским ученым Т. Саати. Метод анализа иерархий, по словам самого Саати, «является замкнутой логической конструкцией, обеспечивающей с помощью простых правил анализ сложных проблем во всем их разнообразии и приводящей к наилучшему ответу». В методе осуществляется декомпозиция задачи на простые части, производится опрос экспертов, суждения которых математически обрабатываются. В настоящей статье иллюстрируются возможности метода анализа иерархий при рассмотрении проблемы транспорта разрушенной породы (шлама) по стволу бурящейся наклонно-направленной скважины с большим отклонением от вертикали. Моделирование проблемы осуществляется в виде иерархии, которая считается полной при функционировании каждого элемента заданного уровня как критерия для элементов нижестоящего уровня. Относительная важность критериев определяется при помощи матрицы парных сравнений, которая позволяет оценить истинный вес элементов и установить степень их важности. В результате определен собственный вектор матрицы парных сравнений, который выделяет порядок важности сравниваемых объектов в количественном выражении. Выделено максимальное собственное значение матрицы, приблизительно равное порядку матрицы, что (исходя из требований) оценивает матрицу как однородную. Приведенный алгоритм применения метода анализа иерархий позволяет оценить весовые коэффициенты влияющих факторов и обобщенные характеристики вариантов применительно к задачам выноса продуктов разрушения при бурении наклонно-направленных скважин.

скважина, транспорт шлама, факторы, приоритеты

1. Мирзаджанзаде А.Х., Ширинзаде С.А. Повышение эффективности и качества бурения глубоких скважин. М.: Недра, 1986. 278 с.

2. Ротштейн А.П., Штовба С.Д. Нечеткий многокритериальный анализ вариантов с применением парных сравнений // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2001. № 3. С. 150–154.

3. Саати Т., Кернс К. Аналитическое планирование. Организация систем / пер. с англ. М.: Радио и связь, 1991. 224 с.

4. Микони С.В. Теория и практика рационального выбора: монография. М.: Маршрут, 2004. 462 с.

5. Эйгелес Р.М., Стрекалова Р.В. Расчет и оптимизация процессов бурения скважин. М.: Недра, 1977. 200 с.

6. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий / пер с англ. М.: Радио и связь, 1993. 320 с.

7. Кини Р.Л., Райфа Х. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения / пер. с англ. М.: Радио и связь, 1981. 560 с.

8. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство / пер. с англ. М.: Мир, 1982. 238 с.

9. Nickalls R.W.D. Viète, Descartes and the cubic equation // Mathematical Gazette. 2006. Vol. 90. No. 518 (July). P. 203–208.

10. Крылов В.И., Крецул В.В. Особенности технологии промывки горизонтальных скважин // Нефтяное хозяйство. 2001. № 6. С. 36–40.

11. Shiddiq A.M.I., Christiantoro B., Syafri I., Abdurrokhim A., Marbun B., Wattimury P., et al. A comprehensive comparison study of empirical cutting transport models in inclined and horizontal wells // Journal of Engineering and Technological Sciences. 2017. Vol. 49. № 2. P. 275–289.

12. Ofei T.N., Irawan S., Pao W. Modelling of pressure drop and cutting concentration in eccentric narrow horizontal wellbore with rotating drillpipe // Jornal of Applied Sciences. 2014. Vol. 14. No. 23. P. 3263–3269.

13. Wang K., Yan T., Sun X., Shao S., Luan S. Review and analysis of cuttings transport in complex structural wells // The Open Fuels & Energy Science Journal. 2013. Vol. 6. P. 9–17. https://doi.org/10.2174/1876973X20130610001

14. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 14. СПб.: Питер, 2007. 592 с.

15. Блюмин С.Л., Шуйкова И.А. Модели и методы принятия решений в условиях неопределенности. Липецк: Изд-во ЛЭГИ, 2001. 138 с.

16. Brown T.C., Peterson G.L. An enquiry into the method of paired comparison: reliability, scaling, and Thurstone's law of comparative judgment. 2009. Gen Tech. Rep. RMRS-GTR-216WWW. Fort Collins, CO: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. 98 p.