SMART FIELD, ИЛИ «УМНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ» - БУДУЩЕЕ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

АННОТАЦИЯ

Целью данной работы является обзор и анализ современных информационных технологий в нефтегазовой отрасли, в частности технологии Smart Field. При написании работы использовались теоретические методы исследования. В результате были определены преимущества и перспективы данной технологии, а также дана оценка ее технологической эффективности.

Ключевые слова: умное месторождение; повышение нефтеотдачи; автоматизация; оптимизация; энергоэффективность.

Информационные технологии активно вливаются в нашу жизнь, и все больше укрепляются во многих ее отраслях, и нефтегазовая отрасль не стала исключением. Процесс интеллектуализации производства является очень актуальным, так как с появлением нового оборудования и ростом темпов отбора углеводородного сырья, нефтегазовые компании сталкиваются с новыми проблемами.

Далеко не все месторождения во всем мире могут похвастаться скважинами с фонтанным способом добычи, для которых процесс увеличения объёмов не так важен. В России время, когда «нефть била фонтаном», осталось позади, сейчас для поддержания добычи приходиться искать ее гораздо глубже, а также не всегда в самых благоприятных условиях. Если говорить о России, то уникальные месторождения, которые были открыты порядка 50-ти лет назад, на данный момент находятся на стадии снижения добычи нефти и газа.

И совершенно очевидно, что если не развивать и не внедрять новые технологии, в том числе информационные, то нефтегазовая промышленность России рискует столкнуться с новыми проблемами. На данный момент большинство полезных ископаемых в России относятся к трудноизвлекаемым запасам (ТрИЗ), и для их нахождения и последующего извлечения не обойтись без информационных технологий [1].

Smart field (или «умное месторождение») является специализированным комплексом программного и технического оснащения для месторождения, с помощью которого появляется возможность управлять нефтяным пластом с главной целью – повышение нефтеотдачи. Суть системы состоит в том, что она бережно использует месторождение, для того чтобы как можно дольше продлить период эксплуатации.

Также немаловажной задачей Smart field является повышение энергоэффективности оборудования и процессов, происходящих на месторождении. Это существенно повысит энергоэффективность добычи нефти, а также благоприятным образом скажется на окружающей среде, так как количество выбросов углекислого газа в атмосферу также существенно снизится [2].

Система Smart Field состоит из множества компонентов, каждый из которых имеет свое назначение. Решение компании Schneider Electric предполагает автоматизацию месторождения, сбор, анализ и передачу информации, а также система может самостоятельно производить операции по повышению эффективности работы.

Важной особенностью Smart Field является ее способность управлять не только отдельной скважиной и ее оборудованием (например, ПШГН или УЭЦН), но и одновременно целыми кустами скважин благодаря кустовой телемеханике. Также «умное месторождение» способно управлять системами подготовки нефти и газа, включая ДНС (дожимные насосные станции), системами ППД, нагнетательными скважинами и узлами учета воды.

Главной целью на будущее перед системой Smart field – стоит полная автоматизация не только добычи углеводородов, но и их последующая переработка и подготовка к продаже.

Рисунок 1. Список Российских компаний, использующих технологию «Smart field»

Перед технологией «Умное месторождение» ставятся следующие задачи:

1. Повышение добываемых объемов нефти и газа;

2. Увеличение периода эксплуатации месторождения;

3. Оптимизация производственных издержек, уменьшение расходов.

Использование информационных технологий в нефтегазовой отрасли существенно повлияет на процесс нефтедобычи. Система, которой планируется оборудовать месторождения, будет автоматизировано собирать информацию, обрабатывать ее и отправлять рабочему персоналу, и все это в режиме реального времени. Это позволит в кратчайшие сроки принимать любые решения, связанные с изменениями параметров и корректировать режим работы скважин, что обеспечит максимальные объёмы добычи углеводородов [3].

Ключевые преимущества технологии Smart field – это, в первую очередь, экономия энергии и надежность системы. Во-первых, на приводы насосов и другое энергозатратное оборудование можно устанавливать специальные частотные преобразователи. Это позволит сэкономить до 30% электроэнергии. Более того, система «Smart Field» сама способна анализировать расход электроэнергии на отдельных участках месторождения, а также выявлять элементы с наибольшим перерасходом и потерей энергии. Это позволит оптимизировать энергоресурсы и избежать лишних затрат [4].

Помимо экономии энергии, важным является защита оборудования. «Умное месторождение» способно анализировать работу оборудования и замечать неисправности и отклонения на ранней стадии, что поможет устранить неполадки, не доводя оборудования до критического состояния.

Также применение данной системы позволит сократить риски, связанные с безопасностью и охраной труда. Система работает автоматически, а следить и изменять какие-либо параметры можно удаленно, следовательно, количество выездов на скважины сократиться.

На рисунке 2 в левом верхнем углу изображена условная схема сбора информации со скважин и технологических объектов и процесс передачи информации персоналу, а также ее преобразования в более удобный и наглядный вид.

В центральном блоке информации на рисунке 2 мы может рассмотреть систему производственных показателей, представленных в виде диаграммы. Можно отметить, что все колонки работают с ограниченной мощностью, которую система подбирает самостоятельно, в этом и заключается главный принцип «Умного месторождения» – бережное использование пласта с целью как можно дольше продлить период эксплуатации.

Рисунок 2. Концепция «Умного месторождения»

В правой же части рисунка 2 мы видим расширенный анализ и прогнозирование работы залежи, ее геологическую модель. Дело в том, что «умное месторождение» анализирует процессы и делает определенные прогнозы на будущее, основываясь уже собранную информацию ранее.

Наконец, на рисунке также изображен центр управление событиями. Он обеспечивает возможность управлять процессами, происходящими на месторождении удаленно, без вмешательства человека. Более того «умное месторождение» моделирует пласт и скважины с постоянным обновлением данных, что позволяет более наглядно и удобно проводить мониторинг процессов в реальном времени.

Наконец, ключевым показателем эффективности технологии является повышение уровня добычи – эффект варьируется в интервале от 10% до 25% прироста добычи. Немаловажным фактором является также снижение затрат на операции необходимые для извлечения углеводородов.

Подводя итог нашей работы, можно уверенно заключить: внедрение Smart Field поможет достичь отличных результатов в аналитике, моделировании и регулировании процессов добычи нефти, что в свою очередь позволит нефтегазовой промышленности России еще продолжительное время эксплуатировать уже имеющиеся месторождения и перейти на новый уровень технологической оснащенности.

Ни для кого ни секрет, что сейчас во многом экономика нашей страны, зависит от сырьевой составляющей, но благодаря высоким технологиям процесс нефтедобычи может стать абсолютно автоматизированным, что даст возможность для развития других отраслей. Более того система снижает вредные последствия на окружающую среду, что в будущем позволит конкурировать с какими-либо альтернативными источниками энергии.

Список литературы:

1. Власов А.И., Можчиль А.Ф. Обзор технологий: от цифрового к интеллектуальному месторождению/ Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ») [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ntc.gazprom-neft.ru/research-and-development/proneft/2382/38396/ (дата обращения: 03.06.2020)
2. Зубкова Е.А. «Умное» месторождение для оптимального промысла [Электронный ресурс] // Интернет портал сообщества ТЭК EnergyLand: сайт. – URL: http://www.energyland.info/analitic-show-123296 (дата обращения: 20.05.2020)
3. Красеньков С.В. Развитие цифровых технологий в нефтегазодобывающей отрасли [Электронный ресурс]: сайт. – URL: https://sst.ru/press/expert-articles/the-development-of-digital-technology-in-the-oil-and-gas-industry/ (дата обращения: 27.05.2020)
4. Черкасов М.А. «Умные» технологии в нефтегазовой отрасли/ статья опубликованная в журнале Control Engineering Russia [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://controlengrussia.com/otraslevye-resheniya/umny-e-tehnologii-v-neftegazovoj-otrasli/ (дата обращения: 11.05.2020)