No abstract

Запропоновано сукупність методів передпро-гнозного фрактального аналізу часових рядів для визначення рівнів персистентності хаотич-них інформаційних потоків в системі управління бурінням свердловини. Для шести часових рядів отримані значення показників Херста Н фрак-тальної розмірності D, просторової розмірності n і міри кореляції С. Запропоновано отримані результати використовувати для прогнозуван-ня і раннього виявлення відхилень технологічного процесу буріння від норми Ключові слова: персистентність, показник Херста, часовий ряд, фрактальна розмірність, послідовний R/S-аналіз Предложена совокупность методов передпро-гнозного фрактального анализа временных рядов для определения уровней персистентности хао-тических информационных потоков в системе управления бурением скважины. Для шести вре-менных рядов получены значения показателей Херста Н фрактальной размерности D, про-странственной размерности n и степени кор-реляции С. Предложено полученные результа-ты использовать для прогнозирования и раннего выявления отклонений технологического процес-са бурения от нормы Ключевые слова: персистентность, показа-тель Херста, временной ряд, фрактальная раз-мерность, последовательный R/S-анализ UDC 519.21:681.514:622.24

No abstract

Розглянуто теоретичні аспекти теорії катастроф та описано можливості застосування методів теорії катастроф для оцінювання фактичних даних геолого-технічного контролю процесу поглиблення свердловин. Досліджено метод розпізнавання динамічного режиму поглиблення свердловини з метою управління цим процесом. Доведено доцільність використання не тільки елементарної катастрофи Р. Тома типу «збірка», але й феноменологічної моделі Vapor Pressure. В результаті досліджень визначено таку ознаку як «час буріння 1 м породи» для розпізнавання динамічної стійкості процесу, який схильний до стрибкоподібних змін. Визначено основні аргументи для застосування теорії катастроф щодо моделювання динамічної стійкості процесу поглиблення свердловин. Показано, що поведінку системи в катастрофічному стані можна описати не лише канонічним кубічним рівнянням, розв'язання якого виконується за формулами Кардано, але і феноменологічною моделлю, побудованою на засадах холістичного підходу. Використовуючи холістичний підхід до розв'язання задач моделювання динамічної стійкості процесу поглиблення свердловин, запропоновано структуру базової феноменологічної математичної моделі динаміки розвитку катастроф. Доведено, що на початкових етепах розвитку катастроф, коли спостерігається збільшення часу, що витрачається на буріння одного метра порід по глибині свердловини, за допомогою запропонованої феноменологічної математичної моделі можна змоделювати динаміку розвитку катастроф. Під час подальшого поглиблення свердловини, коли спостерігається зменшення часу, що витрачається на буріння одного метра порід, динаміку розвитку катастрофи можна описати цим самим законом, але коефіцієнти моделі і їх знаки будуть іншими. Вона має змогу ідентифікувати параметри моделі за єдиним алгоритмом, а також прогнозувати появу катастрофи на етапі її розвитку. Це сприяє запобіганню ускладнень і аварій в процесі поглиблення свердловини. За результатами імітаційного моделювання підтверджено теоретичні висновки щодо вибору типу моделі як оптимальної для опису катастроф в процесі поглиблення свердловин та встановлено, що запропонована феноменологічна модель є адекватною реальним процесам. Водночас слід дотримуватись базових принципів теорії катастроф, що дозволяє забезпечити ефективне прогнозування і виявлення передаварійних ситуацій і ускладнень, які виникають в процесі поглиблення свердловин. Отримані дані корисні і важливі тому, що дозволяють удосконалити математичне і програмне забезпечення системи автоматизованого управління процесом поглиблення свердловин і зменшити аварійність в бурінні Ключові слова: теорія катастроф, процес поглиблення свердловин, динамічна стійкість, моделювання, холістичний підхід, феноменологічна математична модель

6 ferences that are inaccessible for measurements. The use of the known methods based on deterministic models does not make it possible to monitor and control the process of oil and gas well drilling effectively enough to prevent complications. Some signs of complications coincide with the signs of other situations-changes in the boundaries of rocks layers, wear of equipment and chisels, shattering and collapse of rocks in a well, etc. The methods of the classical theory of control most often turn out to be ineffective for controlling such objects, because they are based mainly on the assumption of the object's linearity. At the same time, as practice shows, the current control of identification of complications and of the drilling process is effectively performed by an experienced operator-driller. He uses his experience and professional skills in the form of fuzzy rules. That is why in order to make a decision using technical means of monitoring and control, it is advisable to use the methods of the theory of fuzzy sets and Fuzzy Logic. In this regard, it is appropriate and relevant to develop the specialized architecture of an intelligent system, which makes it possible to effectively support decision making by a driller when controlling the process of oil and gas well drilling under complicated conditions.