HÖRST GÖSTƏRİCİSİ
Neft və qazın əldə olunması prosesinin idarə olunması, qeyri
müəyyən şəraitdə, idarə olunan obyektdəki mürəkkəbləşmələrlə, struktur
haqqında lazımı informasiyanın əldə olunmasının qeyri mümkünlüyü və ya
çətinliyi və axırıncıların hərəkətinin qanunauyğunluğu ilə əlaqəli bu və ya
digər qərarın qəbul olunmasına gətirib çıxarır. Yataqda baş verən mürəkkəb
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
a=0.5
0
0,5
1
1
2
3
4
5
a=2
0,45
0,55
0,65
0,75
0,85
1
2
3
4
5
6
7
a=3
63
çoxfazalı çox komponentli qeyri bərabər süzülmə proseslərini, kifayət qədər
olmayan, müəyyən quyulardan götürülən infomasiyaya görə mülahizə edə
bilərik – yer altı dünyada olan mikroskopik boşluqlar. Belə hallarda
mürəkkəb sistemlərin qanunauyğun hərəkəti haqqındakı əsasən öz –
özünün təşkili nəzəriyyəsinin tətbiqi əsasında alınan informasiyadan
istifadə böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Bu nəzəriyyənin bəzi məlum hallarını nəzərdən keçirək, hansı ki,
neftin və qazın əldə olunması texnoloji prosesinin analizi tətbiqi zamanı
tapılmışdır. Nümunə olaraq göstərilmişdir ki, yataq və quyunun dinamik
sistem kimi təsviri, sinergetikanın təməl modelini istifadə edərək istismar
prosesinin nizamlanmasını və idarə olunmasının effektiv metodunu əldə
etməyə imkan verir. Əsasən onların analizinin dayanıqsızlığı məsələsinə
fikir verilir.
Növbəti məsələlər kiçik təsirlərin, neft hasilatı prosesinin öz –
özünün təşkilinə təsiri ilə əlaqəlidir. Göstərilmişdir ki, onların dayanıqsızlığın
üstün olduğu şəraitdə əsassız laqeyitsizliyi texnoliji qərarın qəbulunda
həmçinin idarə olunan obyektin idarəsində və nizamlanmasında səhvlərə
gətirib çıxara bilər.
Neft və qazın hasilatında dinamik sistemlərdə təsadüflərin müxtəlif
formalarını determinə olunmuş xaosla əlaqəlidir – sadə determinə olunmuş
bərabərliklərin həllərinin stoxastik hərəkəti. Bununla əlaqədar olaraq
determinə olunmuş xaosla və küyün fərqini müəyyən etməyə imkan verən
xarakteristikalara baxılır, həmçinin idarə olunan obyektlərin hərəkətinin
idarə olunması dərəcəsi qiymətləndirilir. Dinamik modelləri sənaye
tətqiqatlarının və işlənmə analizi əsasında göstərilmişdir ki, bu
xarakteristikaları neft – qaz hasilatı sisteminin iş rejimini diaqnoz etməyə
imkan verir.
Bizim fiziki dünyanın simvolu kimi dayanıqsız hərəkəti göstərmək
olar, dayanıqsızlıq və fluktasiya isə bizi forma strukturların çox növlü
olmasından cavabdehdir.
Sistemin ümumi nəzəriyyəsinin mövqeyindən, obyektin hərəkətinin
dayanıqlığının itirilməsi mənfi əks əlaqənin zəncirinin qırılması ilə
əlaqədardır. Belə keçidə nümunə olaraq mayenin turbulent süzülməsinin
sürətin bəzi kritik sürətlərdən böyük olduğu halda əmələ gəlməsini
göstərmək olar.
Son zamanlar qeyri xətti dinamikanın inkişafı ilə əlaqədar olaraq
sadə qanunların nisbətlərindən istifadə edərək nizamlı hərəkətin nizamsız
hərəkətə keçməsini izah və ya modelləşdirməyə imkan yaranmışdır.
Sistemin bu cür keçidlərdə inkişafını stabil strukturların əmələ gəlməsi ilə
təsvir etmək olar, hansılara ki “metabolizm” xüsusiyyəti has olur. Onlar
termodinamiki tarazlıqdan uzaqdılar amma xarici enerjinin istifadəsi
hesabına nisbətən dayanıqlıdılar. Bu sistemlərin ümumi xüsusiyyətləri
64
özünü təşkil nəzəriyyəsinin çərçivəsində kifayət qədər sadə şəkildə ifadə
oluna bilər.
Müvəqqəti asılılıqların qrafiki sazişi fraktaldır yəni təşkil olunduğu
hissələr hardasa bütövə bərabərdir. Geniş invariantlıq görə fraktal əyrilər
daha çox kəsilmişdir və onların uzunluğu çox böyük ola bilər. Belə əyrilərin
kəmiyyət xarakteristikası Xausdorf ölçüsüdür D hansı ki, onların
uzunluğunun L
radiuslu pərqər ilə tapılır.
Hesabat aşağıdakı kimi tapılır. Əyrinin bəzi A
o
nöqtəsindən
başlayaraq
radiuslu qövs A
1
nöqtəsi ilə kəsişənə qədər keçirirlər. Sonra
A
1
nöqtəsindən A
2
nöqtəsindəki xəttlə kəsişənə qədər eyni qövs keçirirlər və
s. Əyridəki kərtiklərin
(засечкам)
sayına görə sınıq xəttin uzunluğunu L(
1
)
müəyyən edilir, approksimasiya edici əyrinin.
Sonra pərqənin radiusu azaldırlar və L(
2
) sınığın uzunluğu tapılır və
s. Beləliklə tapırıq:
L(
)~1/
1
(1)
v
1
göstəricisi,
,
ln L
ln
koordinatında düz xəttin əyrisinin
küncünə görə
(угловой коэффициент
) tapılır və Xausdorf ölçüsü müəyyən edilir:
1
1 v
D
+
=
(2)
Təcrübədə Xausdorf ölçüsünü, əyrini, tərəfi
olan kiçilən
kvadratlarla örtülməsi yolu ilə tapılır. Əyrini örtən kvadratların
*
sayını N(
) hesablamaqla N(
) – nin
- dən asılılığına baxılır, kiçik
- də fraktal
əyrilər üçün:
D
C
N
/
)
(
=
(3)
ya da
ln
ln
ln
D
C
N
+
=
(4)
Xausdorf ölçüsü bu halda da lnN – nin ln
- dən asılılıq əyrisinin
əyilmə küncünə görə tapılır.
Hörst göstəricisi aşağıdakı kimi təyin edilir. İlkin x
1
, x
2
, ... , x
n
seçimdən
m ardıcıl ölçüsü olan məlumatlar massivi (x
k
, x
k+1
, ... , x
k+m-1
) seçilir. Hör
massiv üzrə maksimal dəyişmə intervalı təyin edilir.
min
max
E
E
R
k
−
=
(5)
Burada
+
=
=
−
+
l
j
k
j
k
m
l
M
x
E
1
1
1
max
)
(
max
(6)
+
=
=
−
+
l
j
k
j
k
m
l
M
x
E
1
1
1
min
)
(
min
(7)
65
=
−
+
=
m
j
j
k
k
x
m
M
1
1
1
(8)
-seçilmiş massiv üzrə x-in orta qiymətidir.
Bütün m həcmli massivlər üzrə hesablanmış maksimal dəyişmə
intervalının gətirilmiş qiyməti:
(
)
(
)
=
k
k
k
m
S
R
r
S
R
1
(9)
burada r – m həcmli massivlərin sayıdır;
(
)
=
−
+
−
=
m
j
k
j
k
k
M
x
m
S
1
2
1
1
(10)
-standart yayınmadır.
Məlumdur ki, bir çox təbii proseslərin vaxt sırası üçün
( )
m
S
R
-in qiyməti
m artdıqca üstlü qanunla üzrə artır.
(
)
H
m
Cm
S
R
=
(11)
Qüvvət göstəricisi (H) Hörst göstəricisi adlanır.
Herst göstəricisinin H qiyməti düz xəttin bucaq əmsalı ilə təyin olunur.
( )
(
)
m
H
C
S
R
m
ln
ln
ln
+
=
(12)
Təyin olunmuşdur ki, uzun müddətli statistik korrelyasiya olmadıqda
xaotik siqnallar üçün H=0,5 olur. Müəyyən ləngimə, “yaddaş” olduqda H
göstəricisi artır.
Vaxt ardıcıllıqları, H göstəricisi 0,5-dən çox olduqda persistent sinfinə
- mövcud tendensiyanı saxlayan sinfə aid edilirlər. Əgər keçmişdə müəyyən
vaxt ərzində artımlar müsbət olmuşdursa, yəni artım baş vermişdirsə, onda
gələcəkdə də orta hesabla artım baş verəcəkdir. Beləliklə, H > 0,5 olan
proses üçün keçmişdə artım tendensiyasının olması gələcəkdə də artmaq
tendensiyasının olacağını göstərir.
66
19.
ГАУС VƏ KOŞI ПАЙЛАНМАЛАР
Xарактерик периодлар бющран нюгтяляриня йахын бющран флуктуасийаларла
мцшайият олунур. Бунлар Гаус пайланмалары иля ифадя олунан нормал
флуктуасийалардан эери галыр. Гаус пайланмасынын сыхлыьы йахшы мялум олан
формасы ашаьыдакы кимидир:
( )
(
)
−
−
=
2
2
2
exp
2
1
x
x
P
Бу функсийайа «Галтон яймяси» адланан яйри уйьундур. О, орта μ
гиймятиня нисбятян мяркязляшир, онун стандарт мейли σ-йа бярабярдир. Бу
яйри симметрикдир вя онун «гуйруглары» тез гысалыр ки, бу да гиймятлярин орта
гиймят ятрафында йыхылмасыны топланмасы эюстярир. Бу заман тясадцфц
дяйишяни ещтималынын нормал сыхлыьы ашаьыдакына бярабяр олан дяйишян кими
тяйин етмяк олар:
( )
(
)
2
1
1
x
x
P
+
=
Коши яймяси Галтон яймясиндян даща ити зирвяси вя даща узун
«гуйруьу» иля фярглянир. Коши пайланмасынын ваъиб хцсусиййяти ондан
ибарятдир ки, онун орта гиймяти вя дисперсийасы вардыр. Беля пайланма бюйцк
флуктуасийаларла мцшайият олунан просесляр цчцн характерикдир. Ишиндя беля
флуктуасийалар «Нущ флуктуасийалары»,Гаус флуктуасийалары ися «Йусиф
флуктуасийалары» адланмышдыр. Tязйигин бярпасы вахтынын Т-840 сан. вя Т-
1620-2640 сан. интервалларында орта гиймятляр вя дисперсийа аз дяйишилир ки,
бу да, Ъини ямсалы иля тясдиг олунур, амма Т=840-1620 сан. вахт
интервалында ися орта гиймят вя дисперсийа монотон олараг артыр. Шяк.1-дя
тязйигин бярпасы вахтынын там периоду ярзиндя реленин дюйцнмяляринин
пайланмасы щистограмы верилмишдир. Эюрцндцйц кими, алынан тезлик пайланмасы
гейри-ашкар пайланма ганунуну якс етдирилир.
67
Шяк. 1. Тязйигин бярпасы вахтынын там периоду ярзиндя реленин дюйцнмяляринин
пайланмасы щистограмы.
Йухарыда алынан вахт периодларындан истифадя едяк. Верилян интерваллара
уйьун ещтимал сыхлыьынын дяйишмя ганунуну нязярдян кечиряк. Ъинийя эюря
асылылыглары ашаьыдакы кординатларда нязярдян кечиряк:
Гаусс пайламасы цчцн: лоэ √п…….(х
и
-x мах)
2
;
Коши пайланмасы цчцн;
2
1
P
…….(х
и
-[мах])
2
; бурада х
и
-параметрин
ъари гиймяти, Х
мах
-параметрин тядгиг олунан интервалда максимал гиймяти.
Яэяр эюстярилян интервалларда хятти асылылыг мювъуддурса, онда бу вя йа диэяр
пайланма гануну мювъуддур. Щесабламаларын нятиъяляри шяк.2 а,б-дя
верилмишдир.
а)
б)
Шяк. 2 (а,б). Дюйцнмялярин пайланма ганунлары.
Шяк.2а-дян эюрцндцйц кими Т-840 сан периоду ярзиндя дюйцнмяляр
нормал пайланма ганунуна табедир, бахмайараг ки, 58-я бярабяр олан орта
гиймят ятрафында йцксяк амплитудлу флуктуасийалар мювъуддур. Ондан сонра
дюйцнмялярин сайы 55-дян 61 гядяр артыр. Бу заман орта гиймят йохдур вя
онун ятрафында флуктуасийалар да йохдур. Бу да Т-840-1620 сан вахт
интервалында Коши пайланмасына уйьундур. Буну кечид периоду адландырмаг
олар. Нящайят, Т-1620-2640 сан интервалында флуктуасийалар аз интенсивликлидир
вя бу 60 гиймяти ятрафында баш верир. Шяк. 3.-дя бу период Гаус пайланмасы
кими характеризя олунур.
0
5
10
15
20
1
2
3
4
5
6
7
Инвентарлар
Те
зл
ик
ПВТ СУ-Коси-840-1620 сан
2500
2550
2600
2650
2700
2750
0
2
4
6
8
10
(ХИ-Хмах)
2
1/
П
ПВТ СУ-ЭАУС 1620-2640 сан
-1,716
-1,714
-1,712
-1,71
-1,708
-1,706
-1,704
0
2
4
6
8
10
(ХИ-Хмах)2
Л
о
г
П
0
,5
68
Шяк. 3. Гаус пайланмасы.
Шяк.4-дя, експеримент эюстяриъиляри верилмишдир, бир заман суйа 0,5%
полиакриламид (ПАА) ялавя олунмушдур. Башланьыъ тязйиг 74,5 атм-я
бярабярдир. Тязйигин 30 дяг ярзиндя 1 атм дцшмяси, чох эуман ки, ПАА
олмасы щесабына системдя структур дяйишикликлярин баш вермяси иля изащ
олунур. Бу експериментдя дя дюйцнмяляр сайынын дальа амплитудасы иля
тязйигин бярпасы просеси арасында корелйасийа мцшащидя олунур. Гейд
етмяк лазымдыр ки, тязйигин артмасынын вахтдан асылылыьы монотон характер
дашыйыр.
Шяк.4, 6, 7(а,б,ъ,д,е,ф,э) -дя дюйцнмя флуктуасийаларынын дяйишмяляринин
ещтимал сыхлыьынын пайланмасынын нювц цзря флуктуасийаларын тящлилинин
нятиъяляри верилмишдир. Она ясасян системин дахили дяйишмяляриня уйьун олан
просесин харатерик периодлары щаггында мцщакимя йцрцтмяк олар.
Шяк. 4. Системин дахили дяйишмяляриня уйьун олан просесин характерик периодлары.
Шяк.5. və шяк.6.-da верилмиш 70% гум, 30% эил вя 0,5% ПАА мящлулу
системи цчцн тамамиля башга ъцр алыныр. Эил вя ПАА-дя баш верян структур
дяйишмяляринин щесабына системдя тязйиг 37,5 атм-дяк 33 атм-я енир.
Гейри-таразлы просесляр дюйцнмяляр сайынын 21-дян 60-гядяр интенсив
дальаланмасы иля мцшайият олунур. Бундан сонра експеримент дайандырылыб.
Бу заман тязйиг 45 атм асимптотик гиймят сявиййясиня галхмышдыр. Бу да
КОСИ-420-1800 сан
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
(Хи-Хмах)
П
2
1/
П
ЭАУС-1800-3600 сан
-1,82
-1,81
-1,8
-1,79
-1,78
-1,77
-1,76
-1,75
0
50
100
150
200
(ХИ-Хмах)П
Д
2
Л
о
г
П
Л
0
,5
69
башланьыъ гиймятдян 7,5-атм чохдур. Системдя тязйигин артмасы эюрцнцр ки,
газын айрылмасы иля ялагядардыр.
Шяк.6-дa 70% гумдан, 30% эилдян, 0,5% металлик тоздан вя 0,5%
ПАА-ын суда мящлулундан ибарят систем цчцн експериментин нятиъяляри
верилмишдир. Бу щалда да, башланьыъда тязйигин азалмасы мцшащидя олунур
(шяк.7). Сонра тязйиг артараг експериментин давам етмя мцддятинин 2-ъи
эцнцндя башланьыъ гиймятдян тяхминян ики дяфя бюйцк олан гиймятя чатыр.
Эиля нисбятян газын айрылмасы даща интенсив эедир, бу да дямир
нанощиссяъиклярин тясири иля ялагядардыр. Апарылан щесабатлар дюйцнтцлярин
флуктуасийаларынын пайланма характериня ясасян гейри биръинсли мцщитин дахили
вязиййятини диагноз етмяйя ясас верир.
Бахылан пайланмалар таразлашма периоду вя гейри-таразлыг щалына кечид
щаггында мцщакимя йцрцтмяйя имкан верир. Бу заман Гаус пайланмасы
системин таразлыг, Коши пайланмасы ися – гейри-таразлыг, щалыны характеризя
едир, ишиндя азотлу полимер мящлулларынын гаршылыглы тясири йолу иля щидроэенин
алынмасы цсулу ишлянмишдир, мясялян, полиакриламид иля дяйишян валентли метал
оксидляри вя магнезиум 2 оксидинин щетероэен контакты йолу иля. Бу 91-95%
гатылыьы олан щидроэенли газ гарышыьынын алынмасына имкан верир.
Шяк. 5. Гейри-таразлы просеслярдя
дюйцнтцлярин сайы.
Шяк. 6. ПАА-ын суда мящлулундан ибарят
систем цчцн експериментин нятиъяляри.
а)
б)
70
ъ)
д)
е)
ф)
э)
Шяк. 7 (а,б,ъ,д,е,ф,э). Системин дахили дяйишмяляриня уйьун олан просесин
характерик периодлары.
71
20. QAUSS VƏ KOŞİ QANUNLARI. NEFT YATAĞININ
İSTİSMARININ «SPONTAN» - «QARŞILIQLI TƏSİR» -
«UDULMA» MƏRHƏLƏLƏRİ
Fortis yatağı timsalında quyulara su vurulması və neft və suyun birgə
axını zamanı neft layının istismarnının dinamikasını təhlil edək.
Yataq üzrə cəm neft (
n
Q
), su (
su
Q
) debitlərinin və su vurulma (
s.v
Q
),
miqdarının zamandan asılı olaraq paylanması asılılıqlarının qurulması neft
yatağının bütün istismar müddətinin üç mərhələyə bölünməsinə imkan verir.
Paylanmanın növündən asılı olaraq sistemin davranış xarakteri, neft və
su hasilatları axını və vurulan su həcminin sürətlənməsinin işarələri və
müvafiq olaraq axınların həcmlərinin əldə olunan yekun sürətlənmələrinə (
su
Q
n
Q
y
Q
−
=
) əsasən bu mərhələlərə aşağıdakı şərti adları vermək olar: ı-
«spontan»; ıı-«qarşılıqlı təsir»; ııı-«udulma» mərhələləri.
Neft yatağının zamandan asılı olaraq sulaşması asılılığını (
m
/Q
su
Q
Q =
)
ifadə edən və sınmış xətt olan mədən məlumatlarının dinamikasına diqqət
yetirək. (şək. 1).
Hər bir mərhələ üzrə ayrıca cari neft, su debitləri və su vurulma
həcmlərinin ilkin qiymətlərinə uyğun (şəkil 2a, 3a, 4a) ölçüsüz hala gətirilmiş
dinamikasına, onların toplam qiymətlərinin (şəkil 1b, 2b, 3b) və
su
Q
n
Q
y
Q
−
=
)
dinamikalarına baxaq. Birinci-spontan mərhələnin davametmə muddəti 1-
75-ci aylarıdır (şəkil 1a, 1b, 1c).
72
Şəkil 1a, 1b, 1c-də təsvir olunan əyrilərdən görünür ki, bu mərhələ
aşağıdakı xarakteristikalara malikdir. Cəm neft hasilatı asılılığı eksponensial
(şəkil 2b ikinci törəmə müsbət) cari qiymətlərin nöqtələrinin paylanması Koşi
qanuna tabedir. (3-Qaus).
su
Q
n
Q
y
Q
−
=
>o (şəkil 3c); Cəm su hasilatı
asılılığı eksponensial (şəkil 1b, ikinci törəmə müsbət), cari qiymətlərin
nöqtələrinin paylanması Koşi qanununa tabedir (şəkil 1a);
Cəm su vurulma həcminin asılılığı eksponensial (şəkil1 5b, ikinci törəmə
müsbət), cari qiymətlərin nöqtələrinin paylanması Qaus qanununa tabedir
(şəkil 1a). Ümumi çıxarılan mayedə suyun həcm payı o-dan (14-cü ay) 10%-
ə (75-ci ay) qədər artır.
İntensiv su vurulması yataqda enerjinin toplanmasına səbəb olur, bu da
öz növbəsində neft və suyun özbaşına tullantılarına gətirib çıxarır. Sistemin
belə davranışı, birinci mərhəlınin «spontan» adlandırılmasına əsas verir.
Birinci mərhələnin sonu, bifurkasiyanın birinci nöqtəsinə uyğun gəlir-bu
nöqtə isə sistemdə xaosun başlanmasına müvafiqdir.
Qarşılıqlı təsir adlanan ikinci mərhələnin davametmə müddəti 76-230-
cu aylardır (şəkil 4a). Şəkil 2a, 2b, 2c-də təsvir olunan əyrilərin davranışı
göstərir ki, bu mərhələ aşağıdakı xarakteristikalara malikdir:
1. Cəm neft hasilatının xətti asılılığı (şəkil 16b, 76-120-ci aylar, ikinci
törəmə sıfra bərabərdir), üstlü asılılıqla (121-230-cu aylar, ikinci törəmə
mənfi) əvəz olunur, cari qiymətlərin nöqtələrinin paylanması Qaus
qanununa tabedir. (şəkil 16a, 76-120-ci aylar), Koşi (2 Qaus),
su
Q
n
Q
y
Q
−
=
=o
(Şəkil 2c 76-120-cu aylar);
su
Q
n
Q
y
Q
−
=
(Şəkil 2c 121-230-cu aylar);
2. Toplam su hasilatının xətti asılılığı (şəkil16b, 76-120-ci aylar, ikinci
törəmə sıfra bərabər), eksponensial (şəkil 16b, 121-230-cu aylar, ıkinci
törəmə müsbət) əyrilə əvəz olunur, cari qiymətlərin nöqtələrinin paylanması
Qaus qanununa (şəkil16a, 76-120-ci aylar), Koşi qanununa tabedir (3
Qaus)
3. Toplam su vurulma həcminin xətti asılılığı (şəkil 16b, 76-120-ci aylar,
ikinci törəmə sıfra bərabər), üstlü asılılıqla (şəkil 16b, 121-230-cu aylar,
ikinci törəmə mənfi) əvəz olunur, cari qiymətlərin nöqtələrinin paylanması-
qaus (şəkil 16a, 76-120-ci aylar), Koşi qanununa tabedir (121-230-cu aylar).
73
Ümumi çıxarılan maye həcmində suyun həcm hissəsi 10%-dən (76-cı
ay) 70%-ə (230-cu ay) qədər artır.
Quyulara suyun daxil olmasının çox artması, su vurma və neft hasilatı
həcmlərinin bərabərləşməsi ona gətirib çıxarır ki, çox fərqli müxtəlif özlülüyə
malik bərabər həcmli mayelər qarşılıqlı mubarizəyə başlayır. sistemin özünü
belə aparması, ikinci mərhələyə «qarşılıqlı təsir» mərhələsi adının
verilməsinə imkan verlmişdir.
Qarşılıqlı təsir mərhələsi yekun qüvvənin işarəsinin dəyişməsi, maye
debitlərinin paylanma qanunlarının işarələrinin qaydasız dəyişməsi ilə
xarakterizə olunur.belə qarşılıqıl təsir nəticəsində sistemdə xaosun
başlanmasına uyğun gələn ikinci bifurkasiya nöqtəsi başlayır.
ııı mərhələinin davametmə müddəti 231-335-ci ayları əhatə edir (şəkil
17).
Dostları ilə paylaş: |