5.Основные задачи идеальной информационно -коммуникационной системы нефтегазовой компании. Цели и задачи дистанционного контроля и оптимизация добычи, на примере компании Shell.
Задачи идеальной информационно-коммуникационной системы:
- обрабатывать базы данных 4D сейсмики в объеме до петабайт при мониторинге процессов разработки;
- облегчать для каждого специалиста хранение, организацию, доступ и анализ большей части информации в режиме реального времени;
- быть полностью автоматической на инструментальном уровне (сенсоры, датчики);
- создавать новые и расширять старые хранилища данных со сложными приложениями быстро и недорого;
- хранить и манипулировать не только данные, но и логику принятия решений;
- визуализировать технологические процессы в режиме реального времени.
Цели и задачи дистанционного контроля и оптимизация добычи, на примере компании Shell
Компания «Шелл» применяет ряд средств дистанционного контроля на объектах по всему миру. Данные средства включают:
- Непрерывный контроль в режиме реального времени и оптимизация скважин
- Виртуальное измерение
- Технический надзор за электрическими центробежными насосами – контроль в режиме реального времени и дистанционное управление
- Расширенный контроль вращающегося оборудования
- Комплексное моделирование системы добычи
- Среды для совместной работы для принятия единых решений
Лекция 2 Умное месторождение
Цели и Задачи умного месторождения. Определение Интеллектуального месторождения. Какую терминологию применяют другие компании для обозначения i-field. Основные отличия умных месторождений первого и второго поколений
Трансформировать нефтяной бизнес с целью увеличения добычи и снижения затрат через:
Оптимизацию многочисленных промысловых операций
Интеграцию системы разработки месторождений УГ
Высокий уровень автоматизации производственных операций
Удаленные операции с глобальным сотрудничеством
Нахождение разумного баланса в принятии решений между машиной и человеком
Совершенствовать производственные операции для основных капиталоемких проектов:
Проектирование и планирование в интегрированных и оптимизационных системах
Минимизировать затраты на модификацию и усовершенствование системы разработки
Определение Интеллектуального месторождения. Какую терминологию применяют другие компании для обозначения i-field.
Интеллектуальное нефтегазовое месторождение – инновационная технология, которая дает возможность передавать информацию с кустовой площадки на пункт управления в реальном времени. Это максимум измерений и контроля, позволяющих оптимизировать работу всех промысловых объектов: скважин, коллекторов, трубопроводов и других наземных объектов, а также получения данных для формирования в модели. Впоследствии на основе этих моделей можно разработать оптимальную конфигурацию интегрированной системы добычи.
Основные отличия умных месторождений первого и второго поколений
Разница заключается, главным образом, в способе передачи информации и их объеме. На месторождениях первого поколения используется спутник, тогда как на втором и третьем – оптоволоконные коммуникации. Также, с каждым поколением увеличивается количество используемых датчиков, что ведет к возрастанию объема данных.
 
Необходимые условия существования интеллектуального месторождения Проблемы при реализации умных (цифровых) месторождений. Концепция «месторождения будущего
Необходимыми условиями существования интеллектуального месторождения является:
формализованность информационной модели месторождения;
аппарат управления;
максимально точные интерфейсы обратной связи (датчики, связь);
интерфейсы для оптимизации процессов, моделей и критериев.
Для обеспечения целостности управления месторождением, интегральная информационная модель актива должна включать объединить все аспекты представления знаний об активе, включая:
Геологическая модель
Географическая модель
Технологическая модель
Модель цепочек поставок(напр. SCOR)
Экономическая модель
Финансовая модель
Политическая модель
Проблемы при реализации умных (цифровых) месторождений
Сегодняшние системы контроля и автоматизации производственных процессов становятся все "интеллектуальнее" и генерируют большое количество информации, информация превращается в "информационный шум". Специалисты каждый день сталкиваются с проблемой управления большими объемами быстро поступающей информации и необходимости ее оперативной обработки и анализа. «Существует немало преимуществ, которые несут в себе программы перехода на «месторождения будущего», однако сначала необходимо установить соответствующие и хорошо продуманные эксплуатационные показатели, которые позволят четко отличать преимущества этих программ от воздействия прочих производственных факторов». Кроме того, управление информацией не обходимо построить с ориентацией на рациональное распределение задач между Активом, Компанией и Сторонними организациями через единый центр удаленного доступа.
Пока концепция «месторождения будущего» еще не оформлена полностью, она быстро становится реальностью, а связанные с ней практические процессы постоянно совершенствуются.
Концепция «месторождения будущего
Концепция «месторождения будущего, предусматривает возможность "дистанционно отслеживать все параметры работы оборудования». Концепция предполагает минимизацию количества объектов инфраструктуры и полную автоматизацию процессов добычи. Такой подход только начинает внедряться в России: он позволяет уменьшить потребность в обслуживающем персонале и, таким образом, сократить операционные затраты. Все кусты, строительные площадки и объекты наземной инфраструктуры будут оснащены системой удаленного контроля и регулирования с беспроводным доступом, а также системой противоаварийной защиты. В результате у эксплуатирующего персонала появится больше времени на интеллектуальную работу и поиск путей оптимизации производства.
Концепция предполагает:
1.Приоритет безопасности людей, оборудования, процессов и охраны окружающей среды.
2. Сокращение потерь нефти – мониторинг и удаленное управление процессом добычи нефти и газа.
3. Сокращение затрат – улучшение прозрачности, уменьшение количества ремонтов оборудования и скважин.
4. Сокращение влияния «человеческого фактора» – автоматизация основных технологических процессов.
Опираясь на факт, что нефтегазовые ресурсы нашей планеты будут еще полноценно действовать многие десятилетия, ведущие нефтегазовые компании России продолжают вести разведку новых месторождений, а также постоянно повышают коэффициент нефтеотдачи эксплуатируемых месторождений, и возвращают к эксплуатации месторождения, заброшенные к настоящему времени.
3. Умные месторождения в России.
В России существует несколько месторождений с элементами умных технологий первого поколения:
Роснефть: Ванкорское, Приобское, Одопту – Сахалин I;
ТНК-ВР: Уватская группа месторождений, Каменное, Саматлор, Ваньеганское
Татнефть: Ромашкинское;
Лукойл: Западная курна, Кокуйское ГНМ
Газпром: Пильтун-Астохское, Лунское – Сахалин III.
Газпромнефть: Муравленское
В России компания Shell реализует два проекта: Сахалин Энерджи и Салым Петролиум Девелопмент. На Салымской группе месторождений в режиме реального времени контролируются и оптимизируются добывающие и нагнетательные скважины и ЭЦН. Это привело к росту добычи нефти и повышенной безопасности работ. В проекте «Сахалин-2» был создан первый в России Центр управления производственными операциями в режиме реального времени, который является «мозговым центром» Компании в отношении всех операций по разведке и добыче. Пробурены скважины с очень сложными траекториями, с большим углом наклона. Скважины в режиме совместной эксплуатации нескольких пластов. Поддержание пластового давления осуществляется через «интеллектуальные» нагнетательные скважины с селективным регулированием закачки с поверхности в каждый интервал.
4. Центр Управления Месторождением (ЦУМ).
Ключевой элемент умного месторождения – центры взаимодействия и удаленного контроля. ЦУМ принято по-разному обозначать в разных компаниях. К примеру, в Shell – CWE (Collaborative Workplace Environment), в ВР – ACE (Advanced Collaboration Center), в Chevron –ADE (Аdvanced Decision Environment), и т.д. ЦУМ представляют собой верхний уровень принятия решений. Данные в РРВ и связанные с ними выгоды будут использоваться в полной мере только тогда, когда мы адаптируем сам процесс работы для принятия решения в РРВ. Цель ЦУМ позволить ЛПР (лицам принимающим решения) принимать эти решения в РРВ. Она объединяет нужную информацию у правильных людей, в правильное время, и позволяет создавать междисциплинарные решения в РРВ, поддерживающие бурение и процесс добычи.
В состав этих центров обычно входят ситуационные (коллаборационные) комнаты для взаимодействия и комнаты поддержки принятия решений. Эти комнаты – среда для взаимодействия групп, деятельность которых включает регулярные совещания, взаимодействие, направленное на решение возникших проблем, а также обмен информацией между удаленными группами на местах и головным офисом.
Внешне они представляют собой комнаты видео-конференц-связи с дополнительными экранами, возможностью подключения нескольких компьютеров и специального ПО. ЦУМ позволяет людям работать сообща, несмотря на расстояния, делая более качественные решения быстрее. В результате такой работы улучшается взаимопонимание между специалистами разных групп, повышаются эффективность анализа, скорость принятия решений, а также эффективность работы персонала. Комнаты поддержки принятия решения делятся на два типа: мультидисциплинарные и комнаты отдельных направлений, например, геологического сопровождения бурения.
Лекция 3. «Измерение – сенсорные датчики»
Оптоволоконные скважинные датчики – определение, предназначение, принцип работы, основные задачи, преимущества и недостатки
Оптоволоконные технологии уже давно используются в различных областях техники, составляя основу не только средств передачи информации, но и разнообразных устройств измерения и контроля. В последнее десятилетие оптоволоконные технологии все интенсивнее проникают в нефтяную и газовую промышленность, особенно в такие взаимосвязанные разделы этой отрасли, как сейсморазведка, бурение, геофизические исследования в скважинах и добыча нефти и газа. [8]
На основе оптоволоконных технологий разработаны различные измерительные системы, которые, обладая высокой точностью, превосходят электронные устройства того же назначения в части стабильности и термостойкости. Измерительные элементы (сенсоры) таких систем не подвержены влиянию магнитных и электрических полей и стойки по отношению к вибрации и ударам.
Трудно представить, что оптоволокно – тонкая кварцевая нить, сравнимая с человеческим волосом, позволяет измерять такие физические величины, как температура и давление, анализировать акустические колебания. И, что самое интересное, дает возможность все это регистрировать, получая необходимые данные из любой точки оптоволокна, каким бы длинным оно ни было 1 или 40 км. Таким образом, оптоволоконные сенсоры могут работать совместно практически с любой технологией добычи, передавая оператору информацию о текущем состоянии параметров в скважине.
Благодаря оптоволоконным технологиям решается широкий спектр задач, связанный с мониторингом параметров пласта геофизическими методами. Среди них можно отметить термометрию (оценка качества конструкции, оценка профиля притока/приемистости), оптические, акустические методы, датчики давления.
Однако при получении такого большого количества информации возникает необходимость ее передачи для дальнейшего анализа. В этом случае оптоволоконные технологии также используются в качестве наиболее надежного и быстрого способа передачи информации. Такие технологии используются на «умных» месторождениях второго поколения. Они позволяют передавать гигабайты информации каждый год практически от нескольких тысяч сенсоров.
Известно, что в конце 2010 года компания BP закончила сооружение оптоволоконного канала связи протяженностью 1200 км, который соединил все морские платформы этой компании в Мексиканском заливе. Осуществление этого проекта стоило компании около 80 млн. долларов. Есть некоторый опыт и у норвежских компаний, но у них в связи с большой протяженностью береговой линии, сделаны многочисленные выносы оптоволоконных каналов связи с платформ и подводных добычных комплексов на берег.
Оптико-волоконные скважинные датчики представляют собой систему, которая включают в себя оптическое волокно, которое размещается в стволе скважины в исследуемом интервале, и компьютерный блок сбора и обработки данных устанавливаемый на поверхности. Оптическое волокно является одновременно и распределенным датчиком температуры, и каналом передачи информации из ствола скважины на поверхность.
Работа прибора основана на принципе прохождения по оптическому волокну световых импульсов генерируемых лазером и обработки отраженных сигналов по определённой программе. Технология, основанная на решетке Брегга, позволяет объединять датчики непосредственно внутри оптико-волоконного канала, превращая монолитную конструкцию в один непрерывный датчик. Колебания температуры, давления или напряжения на волокно изменяют длину отраженной световой волны, которую необходимо измерять.
Основные задачи использования оптоволоконных скважинных датчиков в режиме исследования и мониторинга скважин:
- контроль работы продуктивной толщи и отдельных пластов в процессе добычи и нагнетания при стационарных и динамических режимах работы скважины в реальном времени;
- контроль динамики перемещения межфлюидных контактов в процессе разработки месторождения;
- мониторинг канала движения флюида (канал колонны НКТ) с целью определения зон возможного образования парафиновых и газогидратных пробок;
- оценка технического состояния эксплуатационной колонны и колонны НКТ, определение зон негерметичности и заколонных перетоков;
- мониторинг работы погружного насоса или системы клапанов газлифта;
- мониторинг работы крепи скважины при растеплении в процессе добычи и при обратном промерзании в процессе простоя или консервации скважины.
Преимущества использования оптико-волоконных датчиков:
измерение параметров работы скважины в режиме реального времени (без остановки скважины);
использование волоконно-оптических датчиков позволяет избежать передачи электрических сигналов на большие расстояние, и полностью исключить электронику из скважины, что значительно повышает безопасность и точность измерения;
отсутствие подвижных частей (надежный дизайн со сроком эксплуатации на весь срок эксплуатации скважин);
небольшое количество составляющих (устойчивость к вибрации);
высокая чувствительность и широкий рабочий диапазон;
гибкость, многоточечность считывания, учет множества параметров.
|
