Сегодня истощение запасов действующих и удаленность перспективных месторождений углеводородов заставляет нефтегазовые компании внедрять новые технологии для снижения себестоимости добычи нефти и повышения отдачи месторождений на всех этапах — от геологоразведочных работ до рекультивации земель.
Применение интеллектуальных технологий во всем мире стало стандартом разработки высокорентабельных месторождений на море и на суше, постепенно они проникают в сферу средне и малорентабельных месторождений.
Месторождения с фонтанирующими скважинами могут оставаться рентабельными и без компонентов SmartField («умное месторождение»), однако такие недра, скорее исключение, чем правило. В российских условиях, как и в большей части нефтедобывающих регионов планеты, без интеллектуальных технологий, действительно, не обойтись.
Использование интеллектуальных технологий позволяет достичь ключевых целей, стоящих перед нефтегазовыми компаниями. Внедрение «умных месторождений» необходимо в первую очередь для того, чтобы продуктивнее использовать растущий фонд скважин, сокращать эксплуатационные расходы, ускорять добычу и увеличивать её объемы.
Для максимально эффективного управления месторождением важно обеспечить контролируемость, прозрачность всех процессов. Интеллектуальные технологии позволяют решить эту задачу, поставляя в режиме реального времени огромный объем данных от систем телеметрии. Анализ данных позволяет принимать оперативные и точные управленческие решения, обеспечивать эффективное планирование геолого-технических мероприятий и ремонтно-профилактического обслуживания оборудования. Немаловажно, что управление большим количеством скважин может быть организовано централизованно и дистанционно.
К принципиальным преимуществам «умных месторождений» относится возможность гибко подстраиваться под конкретные условия и обеспечивать в режиме реального времени корректировку действий на основе обратной связи. Кроме того, благодаря Smart Field можно очень точно моделировать различные события и сценарии. Виртуальная апробация позволяет избежать экспериментов с реальным объектом, экономя средства и предотвращая возможные аварийные ситуации. Помимо прочего, «умная» система обеспечивает прогноз состояния месторождения на краткосрочную перспективу.
Особое внимание в рамках концепции интеллектуального месторождения нужно уделять вопросам прогнозируемости в процессе эксплуатации и предотвращения аварийных ситуаций, поскольку в нефтегазовой отрасли авария или простой в работе оборудования может обернуться серьёзными финансовыми потерями.
Создание умного нефтегазового комплекса требует нового мышления и технологий, с тем, чтобы сделать добычу нефти и газа более эффективной, интегрированной и экологически ответственной. Умный нефтегазовый комплекс ориентирован на существенный рост производительности труда, сокращение трудовых, материальных ресурсов, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, нивелирование техногенного воздействия на окружающую среду. Освоение новых нефтегазоносных провинций и областей на российском шельфе, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке приводит к вовлечению в разработку труднодоступных ресурсов углеводородов, обладающих рядом особенностей (удаленность территории, дефицит энергетических и людских ресурсов, отсутствие транспортной и промышленной инфраструктуры, хрупкая экосистема).
Революционные изменения в нефтегазовой отрасли приводят к созданию центров управления поиска и разведки, бурения, разработки, эксплуатации, подготовки, транспорта, переработки и маркетинга нефти, газа и нефтепродуктов, работающих в режиме реального времени. В каждой крупной нефтегазовой компании количество центров управления разработкой в РРВ стремительно растет. В компании ВР, например, их количество достигло 10 и они контролируют до 42 % всей добычи углеводородов.
Компания Honeywell имеет огромный опыт по реализации «под ключ» крупных проектов цифровых месторождений. Одно из недавних внедрений — проект контроля состояния добывающих скважин месторождения газа в Австралии. Оператор месторождения, компания Queensland Gas Company (QGC). В рамках первой фазы проекта компанией Honeywell будет автоматизировано свыше 1800 скважин, разбросанных по территории более чем 300 тыс. кв. км. Проект включает разработку проектной документации, программное обеспечение и оборудование (контроллеры RTU, беспроводные решения и др.) а так же внедрение и пуско-наладка проекта. В настоящее время все крупнейшие частные мировые нефтяные компании имеют подразделения, занимающиеся разработкой и внедрением концепции интеллектуального месторождения: «Умные месторождения» (”Smart Fields”) компании Shell, «Месторождение будущего» (“Field of the Future”) компании BP и “iFields” компании Chevron и др. Аналогичные подразделения имеют крупнейшие национальные нефтяные компании, включая Saudi Aramco, Petrobras, Kuwait Oil Company и др. Нефтегазовая отрасль планирует инвестировать более $1 млрд. в течении следующих 5 лет в создание интеллектуальных месторождений.
Опыт компании StatoilHydro Ставангер (Норвегия). Решения и схема комплексного освоения месторождений на примере действующих месторождений норвежского континентального шельфа: Tordis, Gulveig, Gullfaks South.
Месторождение Gullfaks было открыто в 1978 году, добыча на нем началась в 1986 году, для улучшения технико-экономических показателей в разработку были вовлечены месторождения-спутники: Tordis (1994), Gulveig (1998), Gullfaks South (1998).
Компания StatoilHydro, Ставангер (Норвегия) — крупнейшая компания в Норвегии, а также крупнейшая нефтяная компания на севере Европы. Компания является одним из крупнейших поставщиков сырой нефти на мировом рынке, а также самым крупным поставщиком природного газа на европейский рынок. Statoil обеспечивает около 60 % шельфовой добычи углеводородов Норвегии. Добыча ведется на месторождениях Glitne, Gullfaks, Heidrun, Huldra, Kristin, Kvitebjørn, Mikkel, Norne, Ormen Lange, Sleipner, Snorre, Snøhvit, Statfjord, Sygna, Tordis, Troll, Veslefrikk, Vigdis, Visund, Volve и Åsgard. Также добыча сырья ведется в таких странах как Алжир, Ангола, Азербайджан, Бразилия, Китай, Иран, Ливия, Нигерия, США и Венесуэла.
Компания Global Exploration Services, получившая мировое признание, предоставляет услуги по вопросам разведки, моделированию бассейнов нефти и газа по всему миру с опытом разведки более 100 бассейнов нефти во всем мире. Компания консультирует по вопросам:
- разведки и оценки месторождений;
- оказывает содействие в продвижении лицензионных раундов через начальные исследования и представления данных отчета;
- осуществляет интерпретацию сейсмических данных, моделирование бассейнов и стратиграфических / биостратиграфических исследований перспективных регионов.
Компания Global Exploration Services предлагает уникальный пакет моделирования бассейна (PresRo), который был признан нефтяной промышленности наилучшим пакетом в понимании углеводородный потенциала разведки в заданном регионе.
Компания Roxar/Emerson, Ставангер (Норвегия) — мировой лидер в трёхмерном геологическом моделировании, применении стохастических технологий моделирования месторождений, в области оперативного мониторинга добычи и в измерениях многофазных потоков. Компания предлагает интегрированные решения по управлению разработкой месторождений. Компания Roxar имеет богатый практический опыт и современные технологии анализа рисков, проектирования разработки месторождений, её оптимизации, а также перманентного мониторинга работы скважин и высокоточных измерений многофазных потоков в режиме on-line.
На рынке присутствуют как отдельные компоненты для «умных месторождений», так и комплексные решения по их интеллектуализации, которые чаще всего предлагают крупные международные компании (Saudi Aramco, Petrobras, Kuwait Oil Company). Чаще всего они создаются на базе научно-исследовательских институтов (Ассоциацией Энергетических Исследований Кембриджа (Cambridge Energy Research Association — CERA) или при участии их сотрудников.
Eaton предлагает комплексные решения для нефтегазовой отрасли, в которые входят комплектующие и узлы для электроснабжения, гидравлические и фильтрующие системы для применения в различных условиях, но при этом соответствующие единому стандарту. Также в портфеле компании есть решения в области безопасности, в том числе, продукция серии Crouse-Hinds. Это сочетание систем, компонентов и сервисов, которые позволяют минимизировать риски и оптимизировать инвестиции в различных регионах. Кроме того, компания предлагает специализированные решения для морских нефтедобывающих платформ, в частности систему активной компенсации вертикальной качки.
Консолидированное предложение Schneider Electric и недавно приобретенной компании Invensys, включает системы моделирования, системы управления насосами различных типов (ШГН — штанговых глубинных, ЭЦН — электрических центробежных, винтовых), а также решения по системам телемеханики на основе проводных и беспроводных датчиков. Кроме того, представлены системы отображения и анализа данных для управления одной или несколькими скважинами и целым месторождением. Есть система для диспетчеризации энергопотребления на добывающей площадке. Все эти системы взаимосвязаны между собой и позволяют предлагать комплексные решения, как в плоскости обеспечения энергоснабжения, так и в плоскости автоматизации.
Практически все крупные российские компании, так или иначе, заявляли о своих планах внедрять интеллектуальные технологии, и некоторые из них уже успешно осваивают тему на практике, однако чаще всего речь идет о компонентах решений, а не о целостной системе.
В частности ОАО «Самотлорнефтегаз» (ранее актив «ТНК-ВР», ныне — одно из крупнейших добывающих предприятий НК «Роснефть») уже несколько лет развивает программу «Интеллектуальное месторождение». Другой пионер в области интеллектуальных технологий — ОАО «Татнефть», продолжающее активно инвестировать в развитие данного направления.
«Группа компаний «ЛУКОЙЛ» также имеет опыт в реализации отдельных элементов «интеллектуальных» систем, — это геолого-гидродинамическое моделирование, интеллектуальное заканчивание скважин, внедрение интеллектуальных станций управления скважинами».
Компания «Салым Петролеум Девелопмент» (СПД) — СП «Шелл» и «Газпром нефть» — первой в России оборудовала весь фонд скважин системами удаленного мониторинга и управления «умные месторождения». Проект стартовал в 2008 г. На сегодняшний день компания оборудовала все нагнетательные и водозаборные скважины на Салымских месторождениях «умной» технологией по забору, закачке и подготовке воды. Любой сотрудник компании, имеющий доступ в домен системы «умных месторождений», будучи на площадке месторождения или в офисе компании, может в реальном времени отслеживать и изменять параметры и уровни закачки и откачки из водяных резервуаров, а также параметры подачи нагнетательных насосов и давления.
Комплекс «умных» технологий позволяет удаленно вести мониторинг и наблюдение за работой ЭЦН, непрерывно контролировать проведение замеров. Для оптимизации работ по планированию нефтедобычи специальная программная технология установлена на системы водозабора и закачки воды. Также данная система используется для автоматизации процесса прогнозирования добычи и заводнения.
Разработанная в рамках проекта информационная система помогает в режиме реального времени отслеживать отклонения в работе скважины с помощью цветовых индикаторов. Если показатели той или иной скважины выходят за пределы установленного диапазона, оператору на электронную почту моментально приходит автоматическое уведомление. Одновременно с внедрением технологий «Умные месторождения» идет масштабная программа обучения работе в этой системе производственных специалистов.
«В целом какого-то заметного отрыва российского рынка от мирового нет. Правда, наше нефтегазовое сообщество достаточно консервативно, и никто не хочет ставить эксперименты на своих объектах. В российских компаниях предпочитают сначала оценить зарубежный опыт, и только после этого принимают решение, пробовать ли у себя новую технологию.
Объективное отличие российских условий в том, что у нас не так хорошо развита инфраструктура, в том числе линии связи. В основной массе российские нефтегазодобывающие активы находятся далеко от крупных городов, к тому же на самих месторождениях скважины могут располагаться на большом расстоянии друг от друга, а их надо увязывать в единую систему. В результате обеспечить связь на месторождении всегда становится задачей, которая решается только с помощью серьезных инвестиций. К тому же в России многие частоты радиоканалов, которые используются за рубежом, резервированы под различные спецприменения. В результате для российского рынка приходится выпускать изделия с учетом данных реалий» [1].
Одна из основных тревог, посещающих сотрудников российских нефтегазодобывающих предприятий в отношении Smart Field, связана с тем, что система заберет у человека важные управляющие и контролирующие функции. Возникает вопрос: можно ли доверять автоматике, не станет ли она причиной сбоев, аварий, а также массовых сокращений сотрудников? Более высокий уровень автоматизации способствует решению проблемы дефицита квалифицированных кадров, а также снижает уровень травматизма. При этом функцию принятия важных решений у человека никто не отнимает.
Таким образом, рынок интеллектуальных систем для нефтегазодобывающих предприятий сегодня находится на начальной стадии своего развития. Возможно, в дальнейшем будет происходить специализация компаний, поставляющих решения для интеллектуальных месторождений, а, может быть, в тренде будет комплексный подход к обустройству. Эксперты сходятся во мнении, что второй вариант более вероятен.
«Безусловно, эволюция интеллектуальных технологий будет продолжаться. Уже сегодня можно встретить упоминания на Российских предприятиях о так называемых «умных месторождениях» второго и третьего поколения» [2].
Литература:
1. Муслимов Р. Х., Мусин М. М., Мусин К. М. Опыт применения тепловых методов разработки на нефтяных месторождениях Татарстана. — Казань: Новое Знание, 2011. — 226 с.
2. Смирнов С. Л., Три вектора нефтяного сектора // Эксперт Казахстан. — 2012. — № 45 (236).. — С.75.
