ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6
1.1 Содержательное описание предметной области 6
1.2 Функционально-структурный анализ предметной области 9
1.2.1 IDEFO-диаграмма 9
1.2.2 IDEFS-диаграмма 12
1.3 Информационно-логический анализ на основе ER-диаграмм 13
1.4 Анализ документооборота на основе схемы данных 16
ГЛАВА 2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ 17
2.1 Обоснование проектных решений 17
2.1.1 Обоснование проектных решений по техническому обеспечению проекта 17
2.1.2 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению 20
2.1.3 Обоснование проектных решений по программному обеспечению 22
2.1.4 Обоснование проектных решений по математическому обеспечению 24
2.2 Обучение нейронной сети 27
2.3 Разработка структуры базы данных 31
2.4 Разработка программного обеспечения 34
2.5 Разработка подсистемы помощи 41
2.6 Анализ и оценка рисков 44
2.7 Расчет экономической эффективности проекта 50
2.5.1 Затраты на реализацию проекта 50
2.5.2 Эффект от внедрения методики 53
2.5.3 Срок окупаемости 54
ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ТЕСТОВОГО ПРИМЕРА 56
3.1 Тестирование программного обеспечения 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 65
На сегодняшний день нефтедобывающие предприятия при добыче нефти используют различные методы разработки нефтяных месторождений. Наиболее популярный из них - заводнение нефтяных пластов. Этот метод позволяет поддерживать высокие текущие дебиты нефтяных скважин, и в итоге достичь высокого процента отбора извлекаемых запасов нефти, что позволяет увеличить экономическую эффективность разработки нефтяного месторождения [7,20].
Но для того, чтобы осуществить процесс закачки воды в нефтяной пласт, эта вода должна удовлетворять по качеству стандартным требованиям, несоблюдение которых может привести к авариям экологического или техногенного характера. Поэтому вода для заводнения нефтяных пластов проходит еще такие процессы, как исследование и обработку. Полученные данные о качестве должны моментально обрабатываться и представать перед пользователями в понятном виде, храниться в единой базе, быть доступными и мобильными, должны максимально использоваться и в других направлениях (статистика и прогнозирование).
К тому же для анализа качества воды используются устаревшие методы сбора данных качества воды, результат которых можно получить каким либо специфическим образом и через большое количество времени. К тому же некоторое методы опасны для здоровья людей
Немало важный фактор - это использование на сегодняшний день нефтедобывающие предприятия зарубежного программного обеспечения, большинство из которых, из-за мировой политической ситуации, перестали обслуживаться в нашей стране.
Все выше указанное говорит о том, что проблема работы с данными о качестве воды остается актуальной на сегодняшний день.
Целью данной магистерской диссертации является рассмотрение разработанной методики контроля качества воды на нефтедобывающем предприятии.
Разработанная методика будет осуществлена в созданном программном обеспечении.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) изучить исследуемую предметную область;
2) провести функционально-структурный анализ процесса работы с данными качества воды на нефтедобывающем предприятии;
3) провести информационно-логический анализ процесса;
4) выполнить анализ документооборота;
5) выполнить обоснование проектных решений по техническому, информационному, программному и математическому обеспечению;
6) рассмотреть создание структуры базы данных, программного обеспечения и ее подсистем, где заключена разработанная методика;
7) провести анализ рисков и экономический эффект разработки;
8) провести тестирование разработанной методики контроля качества воды на нефтедобывающем предприятии.
Объектом исследования является работа с качеством воды для заводнения нефтяных пластов в нефтедобывающем предприятии.
Предметом исследования является контроль качества воды для заводнения нефтяных пластов в нефтедобывающем предприятии.
Для решения поставленных задач использованы следующие методы научного исследования:
- анализ процессов (функциональный, информационно-логический);
- моделирование процессов (ER-моделирование, моделирование документооборота);
- экспериментальная разработка решения.
Практическая значимость данной магистерской диссертации заключается в том, что ее результаты позволят усовершенствовать тяжелый процесс контроля данных качества воды для заводнения нефтяных пластов и вовремя избежать нарушений и аварий на предприятии. Также разработанные модели анализа процесса могут быть использованы в практике, став основой в создании других проектов и решений большого количества задач.
Главное отличие разработанной методики в том, что в ней разработана система прогнозирования причин, которых наиболее вероятно влияют на повышение показателей норм, с использованием нейронных сетей. Т.е. система сама будет обучаться и принимать решения, тем самым станет поддержкой для специалистов, работающих с данными качества воды.
Для раскрытия темы магистерской работы использованы: государственные стандарты, отраслевые стандарты, научная литература в области нефтяной промышленности, научная литература по анализу процессов и прикладному статистическому анализу, электронные ресурсы.
Структура работы состоит из введения, трех глав, включающие подглавы, заключения, списка использованной литературы и приложения.
Подводя итоги, можно сказать, что разработанная методика контроля качества воды направлена на улучшение работы специалистов, которые после получения результатов анализа качества воды, принимают какие-либо решения.
Программное обеспечение, куда заложена методика контроля качества воды, четко выполняет свой функционал. К тому же, в дальнейшем, может совершенствоваться (добавляться новый функционал). В решениях каждой задачи был индивидуальный подход.
Также следует отметить, что методики обработки информации тоже меняются, поэтому система должна быть адаптируема к этим изменениям [19].
Благодаря функционально-структурному анализу, а именно при помощи IDEFO-диаграммы и IDEF3-диаграммы детально разобран процесс работы с данными о качестве воды и установлены последовательные связи взаимодействия подпроцессов и их объектов. При помощи информационно-логической модели, ставшей основой для разработки БД, были описаны объекты системы, их компоненты и логическая взаимосвязь между этими объектами. А при помощи ГОСТ 19.701-90 была разработана модель документооборота.
Во второй части подробно рассмотрен процесс разработки программного обеспечения, где заложена методика контроля качества воды, а именно: обоснование проектных решений, разработка структуры БД, разработка программного обеспечения, разработка системы помощи, разработка системы прогнозирования, анализ и оценка рисков внедрения и расчет экономической эффективности проекта.
Вторая часть дает понять, что для разработки ПО требуются знания в математическом моделировании и статистическом анализе, проектировании баз данных, проектировании ПО и правил расчета экономической выгоды проекта.
Последним процессом стало тестирование разработанного программного обеспечения, где наглядно представлена ее работа. При помощи тестирования можно выделить положительные стороны проекта, недостатки, которые необходимо устранить, и места, которые можно усовершенствовать.
В заключение, можно сказать, что все разработанные модели анализа процесса и программное обеспечение, в котором заключена методика контроля данных качества воды, готовы к использованию, а также это является основой для решения и развития более сложных задач.
1. ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству».
2. ОСТ 39-228-89 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Оценка совместимости закачиваемой воды с пластовой водой и породой продуктивного пласта».
3. ОСТ 39-230-89 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение размера частиц механических примесей».
4. ОСТ 39-232-89 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение размера частиц эмульгированной нефти».
5. ГОСТ 9.506-87 «Единая система защиты от коррозии и старения. Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности».
6. ОСТ 39-234-89 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение содержания сероводорода».
Научная литература
7. Султанов С.А. Контроль за заводнением нефтяных пластов — М.: «Недра», 1974. — 224 с.
8. Миронов Е.А. Закачка сточных вод нефтяных месторождений в продуктивные и поглощающие горизонты - М.: Издательство «Недра», 1976. — 170 с.
9. Тронов В.П., Тронов А.В. Очистка вод различных типов для использования в системе ППД - Казань.: «Фэн», 2001. — 560 с.
10. Гиматудинов Ш.К. Справочная книга по добыче нефти - М.: «Недра», 1983. — С.455.
11. Юшков И.Р., Хижняк Г.П., Илюшин П.Ю. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений - Издательство пермского национального исследовательского политехнического университета. - 2013. С. 191.
12. Сабанаев И.А., Галимуллина Э.З., Шарафеева Л.Р. «Анализ и моделирование при проектировании информационных систем»: Учебное пособие / Изд-во ЕИ К(П)ФУ, Елабуга, 2014. - 116 с.
13. Кутателадзе С. С. Основы функционального анализа. — 4-е изд., испр. — Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 2001. - 354 с.
14. Качала В.В. Основы теории систем и системного анализа: Учебное пособие для вузов/ М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 216 с.
15. Орлов А.И. Прикладная статистика. Учебник. / А.И.Орлов.- М.: Издательство «Экзамен», 2004. - 656 с.
16. Макконнелл С. Совершенный код. / Пер. с англ. — М.: Издательство «Русская редакция», 2010. — 896 с.
17. Дейт Дж.К., Дарвен Х. Основы будущих систем баз данных. / Пер. с англ. - Издательство: Янус-К, 2004. - 656 с.
18. Кузнецов М. MySQL 5. - Издательство: БХВ-Петербург, 2010 - 1007 с.
19. Молодежная наука в развитии регионов: материалы Всерос. (с междунар. участием) науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых (Березники, 26 апреля 2017). - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политех. ун-та, 2017. - Том 1. - 377 с.
Статьи в Интернет
20. «Качество воды, закачиваемой в пласт». Режим доступа: http://chem21.info/info/1820301/
21. «Современные требования, предъявляемые к воде, закачиваемой в пласты». Режим доступа: http://studopedia.org/12-47300.html
22. «Подготовка воды для заводнения нефтяных пластов. Требования, предъявляемые к воде, закачиваемой в пласт». Режим доступа: http://info- neft.ru/index.php?action=full article&id=639
23. «Требования к качеству воды, используемой для заводнения нефтяного
пласта». Режим доступа: https://nomitech.ru/articles-and-
blog/trebovaniya k kachestvu vody ispolzuemoy dlya zavodneniya neftyanogo
plasta/
24. «Функционально — структурный подход»: http://e-educ.ru/tsisa7.html
25. «Мониторинг и контроль качества воды с помощью STATISTICA». Режим доступа:
http://statsoft.ru/solutions/ExamplesBase/branches/detail.php?ELEMENT ID=549
26. «Visual C#»: https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/kx37x362(v=vs.120).aspx
27. «Анализ и оценка рисков»: https ://www. cfin. ru/finanalysis/risk/stages. shtml
28. «Нейронные сети»: https: //habr.com/ru/po st/198268/
29. «Обучение нейронных сетей»: http://stu.scask.ru/book ins.php?id=9