scienceitНаука. Инновации. ТехнологииScience. Innovations. Technologies2308-4758North-Caucasus Federal University10.37493/2308-4758.2025.4.6scienceit-751Research ArticleРАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (технические науки)DEVELOPMENT AND OPERATION OF OIL AND GAS FIELDS (technical sciences)Сравнение результативности узлового и факторного анализа при интегрированном проектировании разработки месторождений нефти и газаСomparison of the performance of nodal and factor analysis in integrated design of oil and gas field developmenthttps://orcid.org/0009-0001-8169-6921ВержбицкаяВ. В.VerzhbitskayaV. V.

Виктория Владимировна Вержбицкая — старший преподаватель кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

Scopus ID: 57223104164, Researcher ID: OLP-6540-2025

д. 1, ул. Пушкина, Ставрополь, 355017

Victoria V. Verzhbitskaya — Senior Lecturer of the Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields

Scopus ID: 57223104164, Researcher ID: OLP-6540-2025

1, Pushkin St., Stavropol, 355017

vvchernova@ncfu.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation20252401202604129150Copyright © Вержбицкая В.В., 20262026Вержбицкая В.В.Verzhbitskaya V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://scienceit.elpub.ru/jour/article/view/751

Современное развитие крупных нефтегазодобывающих компаний требует активного применения разнообразных методов интегрированного проектирования, направленных на повышение эффективности процессов добычи углеводородов. Методы системного анализа вносят значительный вклад в оптимизацию технологических режимов работы эксплуатационных скважин, как на газовых, так и на нефтяных месторождениях.Использование интегрированного проектирования в разработке нефтяных и газовых месторождений существенно повышает качество принятия решений на всех ключевых этапах, включая выбор технологического режима и определение оптимальных геолого-технологических мероприятий. Интегрированное моделирование способствует комплексной оптимизации процессов эксплуатации скважин с учетом наземной инфраструктуры, связанной с обустройством месторождений. В современной нефтегазовой отрасли интегрированное моделирование стало ключевым элементом при проектировании и управлении разработкой нефтяных и газовых месторождений.В статье предлагается подход к определению причин изменения дебита за счет влияющих факторов. Рассмотрены методологии проведения и сопоставление результативности двух методов системного анализа как элементов интегрированного проектирования разработки месторождений нефти и газа (узлового анализа (Nodal Analysis) и детерминированного факторного анализа) для системы «пласт-скважина-штуцер-шлейф». В целом рассматриваемая задача заключалась в изучении факторов, влияющих на поток газа из пласта до сепаратора. В каждом из вышеуказанных звеньев системы происходит потеря давления, зависящая от гидравлического сопротивления соответствующего звена. Изменение хотя бы в одном из этих узлов влияет на производительность скважины, чтобы исследовать поведение скважины, все ее компоненты следует рассматривать как единую систему.

Modern development of large oil and gas producing companies requires active use of a variety of integrated design methods aimed at improving the efficiency of hydrocarbon production processes. System analysis methods make a significant contribution to the optimization of production well operating modes in both gas and oil fields.The use of integrated design in oil and gas field development significantly improves the quality of decision-making at all key stages, including selecting process modes and determining optimal well interventions. Integrated modeling facilitates the comprehensive optimization of well operations, taking into account the surface infrastructure associated with field development. In modern oil and gas industry, integrated modeling has become the key element in design and management of oil and gas field development.The study proposes an approach to determining the causes of flow rate variations due to influencing factors. It examines the methodologies and compares the performance of two system analysis methods as elements of integrated oil and gas field development design (nodal analysis and deterministic factor analysis) for the reservoir-wellbore-choke-flowline system. The overall objective was to study the factors influencing gas flow from the reservoir to the separator. Each of the above-mentioned system components experiences a pressure loss, which depends on the hydraulic resistance of the corresponding component. A change in even one of these components affects well productivity. In order to understand well performance all components should be considered as a single system.

пластскважинаштуцершлейфсистема уравненийинтегрированное проектирование разработки месторожденийметоды системного анализаузловой анализдетерминированный факторный анализтехнологические режимы работы скважинeservoirwellchokeflow linesystem of equationsintegrated field development designsystem analysis methodsnodal analysisdeterministic factor analysistechnological regime of well operationАвтор выражает благодарность за научные консультации и советы кандидатам технических наук А.И. Щекину, А. В. Хандзелю.The author expresses gratitude for scientific consultations and advice to candidates of technical sciences A.I. Shchekin and A.V. Handzel.ReferencesБарбер Э. и др. Оптимизация добычи: от продуктивного пласта до пункта подготовки нефти и газа // Нефтегазовое обозрение. 2008. Т. 19. № 4. С. 22.Barber E. et al. Production optimization: from the productive formation to the oil and gas treatment point. Oil and Gas Review. 2008;(4). P. 22. (in Russ.).Хасанов М. М. и др. Иерархия интегрированных моделей / М. М. Хасанов, И. С. Афанасьев, А. Р. Латыпов, В. А. Павлов, Д. А. Антоненко, Суртаев В. Н. Доклад на Российской технической конференции и выставке нефти и газа SPE, Москва, Россия, октябрь 2008 г. C. 1–7 [Электронный ресурс]. URL: https://onepetro.org/SPERPTC/proceedings-abstract/08ROGC/08ROGC/SPE-117412-MS/145304 (дата обращения: 07.10.2025).Khasanov MM, Afanasyev IS, Latypov AR, Pavlov VA, Antonenko DA and Surtaev VN. Hierarchy of Integrated Models Report at the Russian Technical Conference and Oil and Gas Exhibition SPE, Moscow, Russia, October 2008: 1-7. (in Russ.). https://doi.org/10.2118/117412-MSSalaudeen, I. Optimization of Petroleum Production System using Nodal Analysis Program / I. Salaudeen, D. Bopbekov, A. Abdulkarim // Nigerian Journal of Technological Development. 202.2 Vol. 19. No. 1. P. 1-8.Salaudeen I, Bopbekov D, Abdulkarim A. Optimization of Petroleum Production System using Nodal Analysis Program. Nigerian Journal of Technological Development. 2022; (19): 1-8.Jansen J. D. Nodal analysis of oil and gas production systems. SPE, 2017. 368 p.Jansen JD. Nodal analysis of oil and gas production systems. SPE, 2017. 368 p.Развитие интегрированного проектирования в ОАО «НК «Роснефть» / Ю. В. Некипелов, К. Е. Латкин, Р. Р. Исмагилов [и др.] // Нефтяное хозяйство. 2010. № 8. С. 6–9.Nekipelov YuV, Latkin KE, Ismagilov RR [et al.] Development of integrated design at Rosneft Oil Company. Oil industry. 2010; (8): 6-9. (in Russ.).Lee J. , Nickens H. , Wells M. The operation of the watering gas wells. Technological solutions for removing fluid from wells, Translation from English. M.: Premium Engineering, 2008. P. 384.Lee J., Nickens H. W., Wells M. The operation of the watering gas wells. Technological solutions for removing fluid from wells, Translation from English. M.: Premium Engineering, 2008. P. 384.Bitsindou A. B., Kelkar M. G. Gas Well Production Optimization Using Dynamic Nodal Analysis. Paper presented at the SPE Mid-Continent Operations Symposium, Oklahoma City, Oklahoma, March 1999. P. 1-9. https://doi.org/10.2118/52170-MSBitsindou AB, Kelkar MG. Gas Well Production Optimization Using Dynamic Nodal Analysis. Paper presented at the SPE Mid-Continent Operations Symposium, Oklahoma City, Oklahoma, March 1999. P. 1-9. https://doi.org/10.2118/52170-MS [Electronic resource]. URL: https://onepetro.org/SPEOKOG/proceedings-abstract/99MCOS/99MCOS/SPE-52170-MS/60438 (accessed: 07.10.2025).Gilbert W. E. Flowing and Gas-Lift Well Performance. API Drilling and Production Practice, Dallas, Texas; 1954. P. 126–157.Gilbert WE. Flowing and Gas-Lift Well Performance. API Drilling and Production Practice, Dallas, Texas; 1954, p. 126 – 157.Brown K. E., Lea J. F. Nodal Systems Analysis of Oil and Gas Wells // J Pet Technol. 1985. No. 37(10). P. 1751–1763.Brown KE , Lea JF. Nodal Systems Analysis of Oil and Gas Wells. J Pet Technol, 1985;37(10): 1751-1763.Dale B. H. Production Optimization using Nodal Analysis, OGCI Publications, Tulsa, 1991. 411 p.Dale BH. Production Optimization using Nodal Analysis, OGCI Publications, Tulsa, 1991. 411 p.Applied Multiphase Flow in Pipes and Flow Assurance: Oil and Gas Production / Al-Safran E. M., Brill J. P. // Society of Petroleum Engineers, 2017. 358 p.Al-Safran E. M., Brill JP. Applied Multiphase Flow in Pipes and Flow Assurance: Oil and Gas Production. Society of Petroleum Engineers, 2017. 358 p.Факторный анализ успешности геолого-технических мероприятий как инструмент повышения качества геолого-гидродинамических моделей / М. В. Наугольнов, Е. В. Растегаева, Р. З. Зулькарниев, Р. Н. Асмандияров // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. 2019. № 1(11). С. 34–38. https://doi.org/10.24887/2587-7399-2019-1-7-11.Naugolnov MV, Rastegaeva EV, Zulkarniev RZ, Asmandiyarov RN. Factor analysis of the success of geological and technical measures as a tool for improving the quality of geological and hydrodynamic models. PRONEFT. Professionally about oil. 2019;1(11): 34-38. https://doi.org/10.24887/2587-7399-2019-1-7-11. (in Russ.).Факторный анализ параметров работы газовых скважин / А. И. Щекин, В. В. Вержбицкий, Т. А. Гунькина, А. В. Хандзель // Георесурсы. 2022. Т. 24. № 3. С. 139–148.Shchekin AI, Verzhbitsky VV, Gun’kina TA, Handzel AV. Factor analysis of gas well performance parameters. Georesources, 2022;24(3): 139–148. (in Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.2022.3.12Применение факторного анализа при управлении технологическими процессами эксплуатации скважин на подземных хранилищах газа / А. И. Щекин, В. В. Вержбицкий, Т. А. Гунькина и др. // Инновационные технологии в нефтегазовой отрасли. Проблемы устойчивого развития территорий: сборник трудов II Международной научно-практической конференции (9–10 декабря 2021 г.). Ставрополь: ООО Бюро новостей, 2021. С. 320–325.Shchekin AI, Verzhbitsky VV, Gunkina TA et al. The use of factor analysis in the management of technological processes for the operation of wells in underground gas storage facilities. Innovative technologies in the oil and gas industry. Problems of sustainable development of territories: Proceedings of the II International Scientific and Practical Conference (December 09-10, 2021). Stavropol, 2021. P. 320-325. (in Russ.).Proactive Block-Factor Analysis of Oil Field Development [Electronic resource] / A. N. Sitnikov, A. A. Pustovskikh, A. S. Margarit et al. // SPE Russian Petroleum Technology Conference. M., 2015. URL: https://onepetro.org/SPERPTC/proceedings-abstract/15RPTC/All-15RPTC/SPE-176572-MS/183745 (accessed 20.01.2022).Sitnikov AN, Pustovskikh AA, Margarit AS et al. Proactive Block-Factor Analysis of Oil Field Development [Electronic resource] / SPE Russian Petroleum Technology Conference. 2015. – URL: https://onepetro.org/SPERPTC/proceedings-abstract/15RPTC/All-15RPTC/SPE-176572-MS/183745 (accessed 20.01.2022).Блюмин С. Л. Экономический факторный анализ: Монография / С. Л. Блюмин, В. Ф. Суханов, С. В. Чеботарев. Липецк: ЛЭГИ, 2004. 148 с.Blyumin SL. Economic factor analysis. Lipetsk: LEGI, 2004. 148 p. (in Russ.).Вержбицкая В. В. Факторный анализ работы газовой скважины в системе «пласт – скважина – газопровод» / В. В. Вержбицкая, А. И. Щекин, А. В. Хандзель // Актуальные вопросы исследования нефтегазовых пластовых систем: V Международная научно-практическая конференция: тезисы докладов, Москва, 3–4 октября 2024 года. Москва: Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий. Газпром ВНИИГАЗ, 2024. С. 13.Verzhbitskaya VV, Shchekin AI, Khandzel AV. Factor analysis of gas well operation in the ‘reservoir - well - gas pipeline’ system. Topical issues of oil and gas reservoir systems research : V International Scientific and Practical Conference : abstracts, Moscow, October 03-04, 2024. Moscow: Scientific Research Institute of Natural Gases and Gas Technologies, Gazprom VNIIGAZ, 2024. Р. 13. (in Russ.).Вержбицкая В. В. Исследование работы, обводняющийся газовой скважины в системе «пласт – скважина – шлейф» на основе применения детерминированного факторного анализа / В. В. Вержбицкая, А. И. Щекин, А. В. Хандзель // Инновационные технологии в нефтегазовой отрасли: Сборник трудов V Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения проф. К. М. Тагирова, Ставрополь, 02–06 декабря 2024 года. Ставрополь: «Агрус» Ставропольского государственного аграрного университета, 2024. С. 197–200.Verzhbitskaya VV, Shchekin AI, Handzel AV. Investigation of the operation of a flooded gas well in the plast -well-plume system based on the application of deterministic factor analysis. Innovative technologies in the oil and gas industry : Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of Professor K.M. Tagirov, Stavropol, December 02-06, 2024. Stavropol: AGRUS of Stavropol State Agrarian University, 2024. P. 197-200. (in Russ.).Щекин А И Системный подход к оптимизации технологических процессов на газовых скважинах / А. И. Щекин, В. В. Вержбицкая, А. В. Хандзель // Инновационные технологии в нефтегазовой отрасли. Проблемы устойчивого развития территорий: Материалы IV Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию факультета нефтегазовой инженерии СКФУ, Ставрополь, 07–08 декабря 2023 года. Ставрополь: Северо-Кавказский федеральный университет, 2023. С. 396–399.Shchekin AI, Verzhbitskaya VV, Handzel AV. A systematic approach to optimizing technological processes at gas wells. Innovative technologies in the oil and gas industry. Problems of sustainable development of territories: Proceedings of the IV International Scientific and Practical Conference dedicated to the 30th anniversary of the NCFU Faculty of Petroleum Engineering, Stavropol, December 07-08, 2023. Stavropol: North-Caucasus Federal University, 2023. P. 396-399. (in Russ.).Shchekin A., Verzhbitskaya V., Handzel A. Applying Deterministic Factor Analysis to Study Gas Well Operation, 2023 5th International Conference on Problems of Cybernetics and Informatics (PCI), Baku, Azerbaijan, 2023. P. 1–3, https://doi.org/10.1109/PCI60110.2023.10325921.Shchekin AI, Verzhbitskaya VV, Handzel AV. Applying Deterministic Factor Analysis to Study Gas Well Operation, 2023 5th International Conference on Problems of Cybernetics and Informatics (PCI), Baku, Azerbaijan, 2023. P. 1-3, doi: 10.1109/PCI60110.2023.10325921.Вержбицкая В. В. Оптимизация технологических режимов работы скважин методами системного анализа / В. В. Вержбицкая, А. И. Щекин, В. В. Вержбицкий // Инновационные технологии в нефтегазовой отрасли: Сборник трудов V Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения профессора К.М. Тагирова, Ставрополь, 2–6 декабря 2024 года. Ставрополь: «АГРУС» Ставропольского государственного аграрного университета, 2024. С. 193–197.Verzhbitskaya VV, Shchekin AI, Verzhbitsky VV. Optimization of technological modes of well operation by methods of system analysis. Innovative technologies in the oil and gas industry: Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of Professor K.M. Tagirov, Stavropol, December 02-06, 2024 Stavropol: AGRUS of Stavropol State Agrarian University, 2024. Р. 193-197. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.