Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

творными, когда детальная, микроскопическая картина явлений слишком сложна. В качестве примера отметим, что типично феноменологической наукой является термодинамика, в которой законы, обусловленные микроскопическим движением молекул, выводятся из опыта и сразу представляются в виде соотношений между макроскопическими параметрами (такими как давление и температура).

При использовании феноменологических моделей история нефтяного месторождения становится историей именно всего месторождения, а не историей отдельных скважин, пластов и объектов разработки. Нефтяное месторождение рассматривается как сложная иерархически устроенная система, «погруженная» во внешнюю среду (систему управления, сеть трубопроводов и элементов поверхностного обустройства и т. д.) и чутко реагирующая на сигналы, поступающие от последней.

Следуя [38], можно сказать, что с помощью феноменологии целостность пробивается через детерминизм, как трава сквозь асфальт.

Великолепный пример холистического описания тенденций мирового развития приведен О. Доброчеевым в работе [32]. В ней отмечается, что на наших глазах происходит переход к качественно новому состоянию мирового устройства, характеризующемуся глобализацией финансовых и политических структур. По мнению автора, взаимодействие отдельных человеческих сообществ (племен, народностей, государств) в процессе хаотического расширения и конкуренции в какой-то момент приведет к самопроизвольному возникновению самоподобных социально-экономических образований, аналогично тому, как в нагреваемой снизу жидкости самопроизвольно возникают ячейки Бенара. Параметром порядка в данном случае является отношение характерной длины коммуникационных взаимодействий (корреляционной длины) к диаметру земного шара. В конце 20-го века развитие Интернета и мирового финансового рынка привело к бифуркационному состоянию, после прохождения которого, как считает автор статьи, существующий полярный мир превратится в ячеистый (см. рис. 1.18, на котором грядущее устройство мира специально представлено в виде, напоминающем ячейки Бенара, рис. 1.16).

О. Доброчеев приводит также оценку времени, необходимого для полного оформления этой картины мира. Наблюдаемые сегодня процессы политической структуризации - распад такой сверхкрупной системы, как СССР и консолидация мелких государств Западной Европы - позволяют предположить, что будущие ячейки будут иметь размеры США или Китая (около 10 млн. км2). Из исследований Н. Кондратьева известно, что характерное время циклов экономического и политического развития в структурах такого размера составляет около 50 лет. Для окончательного оформления «ячеистого» мира потребуется несколько таких циклов, т. е. порядка 100 лет.

Рис. 1.18. Будущая сотовая модель мира

Интересно оценить зависимость периода циклов развития от размеров государства. Считая, что процессы переноса в экономической географии имеют диффузионный характер, можно по аналогии с характерным временем диффузии написать:

где T - продолжительность циклов развития, L - характерный размер страны, D - показатель связи типа коэффициента диффузии.

Таким образом, продолжительность цикла пропорциональна площади государства. Поскольку площадь России составляет около 17 млн. км2, то длительность циклов для нее должна составить 50 • 1,7 = 85 лет. Эта оценка хорошо коррелирует с циклами в 80 лет, характеризующими Россию последних столетий (1825 - 1905 - 1985).

Приведенный пример, кроме всего прочего, обращает внимание на то, что процессы самоорганизации могут существенно зависеть от пространственных ограничений.

Во многих случаях форма важнее, чем содержание, и граница важнее того, что она ограничивает [33]. С этим эффектом связан феномен малых стран. Экономогеограф Б. Н. Зимин показал, что малые страны обладают повышенной экономической и социальной эффективностью по сравнению с большими странами (пример: Швейцария, Скандинавские страны). Критическую численность населения малой страны можно оценить исходя из того, что эффект малой страны - это эффект пирамиды прямого восприятия: большинство жителей страны знакомо друг с другом либо лично, либо через своих представителей [33].

Будем считать, что государственная «пирамида» малых стран имеет 7 уровней: высшее руководство - парламент - регионы - округи - посел-

1.4. Применение фрактальных характеристик для контроля и управления технологическими процессами

Анализ промышленной и экспериментальной информации показывает, что случайные колебания, возникающие в технических системах, часто имеют детерминированный характер. Они порождаются самой системой и поэтому могут служить важным источником информации о ее внутренних характеристиках. В частности, о состоянии объекта управления можно судить по оценкам размерности странного аттрактора, полученным известными методами теории динамических систем [20, 21, 25, 31].

Еще одно возможное применение фрактальных характеристик в технической диагностике связано с тем, что графики временных рядов замеров, снятых при нормальной работе объектов управления, часто имеют фрактальную структуру (наподобие береговых линий), что, по-видимому, является следствием пространственно-временной фрактальности явлений, определяющих эволюцию рассматриваемых систем. Исходя из этого можно предложить использовать фрактальные характеристики временных рядов замеров - размерность Хаусдорфа и показатель Херста [6, 9] в качестве диагностических критериев, определяющих состояние объектов управления. В настоящем разделе приведены конкретные примеры технологических ситуаций, в которых применение фрактальных характеристик позволяет получить практически важную информацию по данным нормальной эксплуатации, т. е. без проведения активного эксперимента.

1.4.1. Корреляционная размерность

В нелинейной динамике применяются методы регистрации детерминированных хаотических колебаний и их количественного анализа, основанные на применении таких мер, как фрактальные размерности, энтропия

ки - кварталы - дома. Предположим также, что среднее число людей, воспринимающих друг друга «напрямую», равно 10 и каждый «обитатель» j -го уровня государственной пирамиды представляет 10 человек низшего,

{j + 1)-го уровня. Легко подсчитать, что на таком «дереве» могут «расположиться» только 10 = 10 млн. чел. Таким образом, малая страна не может иметь более 10-12 млн. человек населения.

Эффект границ (размеров) следует учесть при организации нефтедобывающего хозяйства. Может оказаться, что размер цехов (или других самостоятельных подразделений) будет влиять на эффективность разработки не менее, а даже более, чем выбор системы разработки.