Details

Тема выпускной квалификационной работы посвящена разработке и сравнению алгоритмов оптимизации траекторий горизонтальных скважин на основе карт подвижных запасов газа и проницаемости. Целью исследования является создание автоматизированного подхода к выбору рациональных траекторий с учётом пространственной неоднородности коллектора и технологических ограничений. В работе применены методы пространственной интерполяции (KDTree и IDW), введен интегральный критерий качества на основе произведения геологических карт, реализована система штрафных функций и рассмотрены локальная и глобальная постановки задачи. Для поиска оптимальных параметров использованы алгоритмы дифференциальной эволюции, роя частиц и имитации отжига. Разработана программная оболочка на базе Streamlit, обеспечивающая загрузку данных, расчёт, визуализацию и экспорт траекторий в тНавигатор. По результатам вычислительных экспериментов установлено, что PSO обеспечивает максимальное значение целевого критерия, SA — наименьшее время расчёта, а DE демонстрирует сбалансированное соотношение качества и скорости. Глобальная оптимизация с предварительным скринингом позволила сформировать согласованную систему скважин без нарушения межскважинных дистанций. Гидродинамическая проверка подтвердила сопоставимость профилей добычи газа по всем методам.

The final qualifying work is devoted to the development and comparative analysis of algorithms for optimizing horizontal well trajectories based on movable gas reserves and permeability maps. The research aims to develop an automated approach for selecting optimal trajectories that account for the spatial heterogeneity of the reservoir and technological constraints. The methodology incorporates spatial interpolation techniques (KDTree and IDW), formulates an integral quality criterion based on the product of geological property maps, implements a penalty function system to enforce geometric and technological constraints, and addresses both local and global optimization formulations. To identify optimal trajectory parameters, the study applies differential evolution (DE), particle swarm optimization (PSO), and simulated annealing (SA) algorithms. A user-friendly software interface built on Streamlit was developed to streamline data input, computation, result visualization, and trajectory export to tNavigator. Computational experiments demonstrate that PSO yields the highest objective function value, SA achieves the shortest computation time, and DE offers a balanced compromise between solution quality and computational efficiency. Global optimization with preliminary candidate screening successfully generated a coordinated well system while maintaining required inter-well distances. Subsequent hydrodynamic verification confirmed that gas production profiles obtained by all three methods are highly comparable.