ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА СОПРОВОЖДЕНИЯ ТЕКУЩЕГО И КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН

INFORMATION SYSTEM FOR MAINTENANCE AND WORKOVER OF WELLS

Rishat Galimullin

student, Department of Automated Control System, Ufa University of Science and Technology,

Russia, Ufa

Alla Suleymanova

scientific supervisor, сandidate of Technical Sciences, associate professor, Ufa University of Science and Technology,

Russia, Ufa

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются существующие на сегодняшний день информационные системы и программные обеспечения для осуществления сопровождения текущего и капитального ремонта скважин. Выделены причины в необходимости внедрения информационной системы – сокращение расходов, повышение эффективности. Описаны основные проблемы, провоцирующие спад эффективности и увеличение расходов – длительный документооборот, непроизводительное время. Проведено сравнение существующих на данный момент систем и выделены наиболее подходящие из них.

ABSTRACT

This article discusses the currently existing information systems and software for supporting the current and workover of wells. The reasons for the need to introduce an information system are identified - cost reduction, efficiency improvement. The main problems that provoke a decline in efficiency and an increase in costs are described - a long document flow, unproductive time. A comparison of currently existing systems has been carried out and the most suitable of them have been identified.

Ключевые слова: текущий и капитальный ремонт скважин; информационная система; сопровождение; скважина; документооборот; нефтегазовая отрасль.

Keywords: maintenance and workover of wells; information system; support; well; document flow; oil and gas industry.

Введение. В настоящее время информационные технологии имеют огромную роль в развитии нефтегазовой отрасли. Их внедрение позволяет эффективно хранить и работать с большим объемом данных [6].

Длительная эксплуатация нефтяных и газовых скважин приводит к тому, что периодически возникает потребность в их ремонте [4]. Проблем, вызывающих необходимость в проведении ремонта скважины, может быть множество, а проведение ремонта является небезопасным и трудозатратным процессом, сопровождающимся большим количеством различной документации, ручное составление которой, занимает много времени [5].

В современном мире каждая компания стремится оптимизировать рабочие процессы, путем их автоматизации и цифровизации [8]. В связи с этим возникает необходимость внедрения информационной системы, сопровождающей проведение текущего и капитального ремонта скважин. Внедрение новых технологий поможет сократить расходы и повысить эффективность работ [16].

Цель исследования – проанализировать существующие системы и ПО для сопровождения текущего и капитального ремонта скважин.

Задачей исследования является выявление достоинств и недостатков, существующих на данный момент решений.

Основная часть. Внедрение ИС необходимо для повышения оптимизации и эффективности работ по ремонтам скважин [11]. Жизненный цикл ремонта скважин состоит из нескольких этапов. В общем виде этапы можно разделить на 3 части: планирование, выполнение и завершение [12]. Планирование включает в себя подбор скважин-кандидатов, формирование графика проведения ремонтов, согласование документов план-заказ и план работ. Выполнение представляет собой проведение ремонта [1]. Завершение заключается в актировании выполненных работ. Таким образом необходимо подобрать систему, позволяющую осуществлять удобный подбор скважин-кандидатов, с последующим формированием графиков проведения ремонтов по каждой скважине, с возможностью формировать план-заказы и планы работ.

Среди существующих решений под необходимые нужды выделяются 1С: ERP Управление предприятием; ЭРА:Ремонты; Global-EAM Система управления техническим обслуживанием и ремонтами; Novosoft АСУ ТОиР.

1. C:ERP Управление предприятием. Комплексное решение, содержащее в себе большое количество модулей. Один из подходящих для выделенных потребностей модулей является «Организация ремонтов». Подсистема позволяет вести справочник объектов ремонта, классифицировать их по признакам общности состава паспортных характеристик, показателей наработки, видов ремонта, режимов эксплуатации. Отслеживается состояние объектов ремонта, а также принадлежность и расположение. Объекты ремонта могут быть вложенными или узлами других объектов ремонта.

Подсистема тесно интегрирована с подсистемой производства [13]. Объекты ремонта могут быть связаны с производственными рабочими центрами. При этом запланированные ремонты оборудования влияют на доступность этого оборудования для производственного планирования [10]. Для проведения ремонтных работ могут быть задействованы любые производственные ресурсы; производство может выполнять работы для нужд ремонтов.

Основные инновации решения и развитие функционала:

• учет и иерархическая классификация объектов, находящихся в эксплуатации;
• мониторинг состояния объектов эксплуатации;
• управление по видам ремонтов;
• организация и проведение плановых и внеплановых ремонтных мероприятий;
• единая система обеспечения ресурсных потребностей ремонтной и производственной деятельности;
• формирование полной стоимости владения объектами эксплуатации.
• Информационная система, состоящая из 10 основных модулей:
• Скважины-кандидаты (составление списка скважин-кандидатов для выполнения внутрискважных работ);
• График мероприятий (разработка графика мероприятий, графика движения бригад, ведение сетевого графика);
• Наряд-заказ (формирование и согласование наряд-заказов и наряд-заданий);
• План-работ (формирование пооперационного плана работ);
• Сводка ТКРС (контроль технологического процесса, статистика нарушений и замечаний);
• Сводка ССК (контроль технологического процесса, статистика нарушений и замечаний);
• Система телеметрии подъемных агрегатов (контроль технологического процесса, статистика нарушений и замечаний);
• Оперативная отчетность;
• Акт работ (актирование выполненных работ);
• Аналитическая отчетность (анализ результатов выполнения мероприятий с целью повышения эффективности планирования и проведения последующих работ).

ИС построена таким образом, что информация на выходе одного модуля является основной входной информацией для следующего, что является отличительной чертой среди рассматриваемых информационных систем [3]. Кроме решения классических задач ЭРА: Ремонты реализует ряд функциональных возможностей, например: оптимизация графика движения бригад, телеметрия (контроль технологических параметров с помощью измерительных приборов).

• -EAM Система управления техническим обслуживанием и ремонтами. Информационная система и бизнес-процессы для цифровизации процессов управления ремонтами и техническим обслуживанием оборудования.

Основные возможности системы:

• Объекты ремонта и нормативно-справочная информация

Каждому из объектов ремонта будет соответствовать электронный паспорт, из которого можно узнать как нормативно-справочную информацию, так и историю выполненных работ, зафиксированных неисправностей, замененных запчастей.

• Планирование и мониторинг выполнения работ

Составление графиков ППР станет простым и легким с Global-EAM, а средства оперативного мониторинга позволят контролировать своевременность и полноту выполнения любых графиков.

• Задания персоналу

Система позволит сформировать задания сотруднику или бригаде как по плановым, так и по внеплановым работам, выписать наряд-допуск, отразить выполнение и произвести оценку качества [15].

• Затраты на ремонт

Набор инструментов, которые позволят работать с бюджетом на ТОиР: оценивать плановую стоимость и рассчитывать фактическую стоимость работ.

• Запасные части и материалы

Сокращение времени на расчет потребностей и формирование заявок на запасные части, информация о наличии их на складе, а также анализ их расходов на выполнение работ.

• Мониторинг состояния

Результаты осмотров оборудования, отражение неисправностей и планирование работ, контроль за режимами и параметрами его работы и наработкой – все это будет фиксироваться в одном месте и запускать соответствующие процессы по корректирующему обслуживанию.

• Анализ и отчетность, KPI

Отчеты, а также заложенные показатели системы оценки (показатели эффективности работы) позволят проанализировать результаты работы, помогут определить достижение целей.

• Документация

Чертежи, схемы, нормативно-техническая документация будет хранится централизованно, а поиск нужных документов будет простым и легким.

• АСУ ТОиР. Система технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОиР) NERPA EAM используется предприятиями и сервисными компаниями для автоматизации различных операций, связанных с ремонтом и техническим обслуживанием (ТОиР) оборудования на предприятиях.

Система ТОиР позволяет автоматизировать управление техническим обслуживанием и ремонтом оборудования (ТОРО), а также осуществлять планирование ремонта оборудования различных типов:

• Планово-предупредительный ремонт
• Текущий ремонт
• Ремонт по техническому состоянию
• Капитальный ремонт.

Технология планирования работ в системе технического обслуживания и ремонта оборудования NERPA EAM ТОиР выглядит следующим образом:

• Автоматическое планирование технического обслуживания оборудования — создание заказ-нарядов в соответствии с регламентами обслуживания и управления ТОиР (осмотры, планово-предупредительные ремонты, плановое техническое обслуживание).
• Система управления техническим обслуживанием и ремонтом оборудования (система ТОРО) уведомляет ответственных специалистов о приближающихся сроках выполнения запланированных работ, а также о просроченных работах
• Оценка (прогноз) стоимости работ по техническому обслуживанию оборудования на планируемый период.
• Отслеживание план-факта выполнения ремонта и технического обслуживания оборудования на основании утвержденных графиков работ (график планового ремонта оборудования, план регламентированного технического обслуживания и осмотров).
• План-фактный анализ исполнения бюджета — учитывает запланированные расходы, оплаченные счета сторонним исполнителям, реальные расходы на ТОиР по факту.

Программа ТОиР на основании запланированных работ автоматически осуществляет составление графиков ТОРО, формирует заказ-наряды на все виды ремонтных работ (плановое техническое обслуживание, планово-предупредительный ремонт, текущий ремонт, капитальный ремонт).

В дальнейшем программное обеспечение осуществляет управление ТОиР и контроль выполнения заданных работ — рассылку уведомлений о сроках начала, а также составление отчетов по результатам и затратам.

Ниже приведено сравнение предложенных программных решений методом анализа иерархий.

Для улучшения читаемости таблиц пронумеруем критерии и обозначим буквенными значениями наименования решений:

1 – Удобство интерфейса;

2 – Автоматическое внесение данных;

3 – Автоматическое формирование документов;

4 – Электронное согласование;

5 – Онлайн-передача технологических параметров с датчиков.

А – 1С: ERP Управление предприятием;

Б – ЭРА: Ремонты;

В – Global-EAM;

Г – Novosoft АСУ ТОиР.

В таблицах, расположенных ниже представлены матрицф парных сравнений (МПС). Также в таблицах произведено определение собственного вектора и определен вектор приоритетов.

Таблица 1.

МПС критериев выбора

Таблица 2.

МПС для Удобство интерфейса среди рассматриваемых систем

Таблица 3.

МПС для Автоматического внесения данных среди рассматриваемых систем

Таблица 4.

МПС для Автоматического формирования документов среди рассматриваемых систем

Таблица 5.

МПС для Электронного согласования среди рассматриваемых систем

Таблица 6.

МПС для Онлайн-передачи технологических параметров с датчиков среди рассматриваемых систем

Таблица 7

Средние случайные индексы для матриц

Отношение согласованности для всех МПС  0.1, что свидетельствует о достижении приемлемой согласованности.

Таким образом, исходя из результатов проведенного анализа методом иерархий, наиболее предпочтительным вариантом является система «ЭРА: Ремонты» (0,516 – наивысший приоритет).

Среди представленных информационных систем с готовыми решениями особо выделяется система "ЭРА:Ремонты". Данная система предназначена не только для автоматизации всего цикла проведения внутрискважинных работ, но и для анализа эффективности выполненных мероприятий. Ключевым аспектом, который значительно повышает уровень принятия операционных решений и оптимизации рабочих процессов, является применение математических аппаратов, таких как линейное и нелинейное программирование. Эти методы позволяют оптимизировать графики ремонтных работ и эффективно распределять ресурсы, что в конечном итоге сокращает время простоев и уменьшает операционные затраты.

Применение линейного программирования видно в организации рабочих процессов, где требуется распределение ограниченных ресурсов между конкурирующими проектами или задачами. Нелинейное программирование, в свою очередь, применяется в задачах, где затраты и выгоды не пропорциональны увеличиваемым объемам работ или ресурсам, обеспечивая оптимизацию сложных сценариев ремонта с множеством переменных факторов.

Эти математические подходы внедрены в систему "ЭРА:Ремонты" не только для улучшения эффективности проведения работ, но и для повышения их качества, сокращения затрат и улучшения безопасности рабочих условий. Подобная интеграция передовых математических методик в повседневную практику работы информационных систем является важным шагом на пути к цифровизации и оптимизации процессов в нефтегазовой отрасли.

Однако «ЭРА:Ремонты» не единственная система, внедряющая математические методы для улучшения процессов. Система «Global-EAM» выделяется своим подходом к статистическому анализу и прогнозированию. Эти методы применяются для предсказания потребности в техническом обслуживании на основе исторических данных о работе и износе оборудования, что позволяет планировать заранее и избегать неожиданных сбоев в работе.

«Novosoft АСУ ТОиР», в свою очередь, использует метод критического пути (CPM) для планирования ремонтных работ. Эта техника позволяют не только планировать порядок выполнения работ, но и адаптировать планы в реальном времени в ответ на возникающие изменения в загруженности ресурсов или в условиях работы.

Выводы: появление информационных технологий привело к росту эффективности предприятий, это затронуло и нефтегазовую промышленность [2]. Для того, чтобы оставаться конкурентноспособным на рынке нефтегазовой отрасли необходимо внедрять информационные технологии в работу компании [9]. Внедрение информационной системы сопровождения текущего и капитального ремонта скважин способствует повышению эффективности проведения работы и сократит затраты на обслуживание скважин [7]. Анализ существующих систем позволяет нам подобрать наиболее подходящий продукт, под нужды компании и максимизировать выгоду внедрения ИС [14].

Среди представленных информационных систем с готовыми решениями наиболее удачным является ЭРА:Ремонты. Данная система предназначена для автоматизации всего цикла при проведении внутрискважинных работ и анализа эффективности выполненных мероприятий и включает в себя ряд функциональных возможностей, отсутствующих в других ИС. Система «ЭРА:Ремонты» вносит инновации в процесс управления текущим и капитальным ремонтом скважин за счет внедрения линейного и нелинейного программирования. Эти методы математической оптимизации используются для решения задач по распределению ресурсов и планированию работ, что позволяет достигать значительных преимуществ при оптимизации расписаний ремонтных работ и позволяет уменьшить затраты на проведение ремонтов. Однако ЭРА:Ремонты используется предприятием Газпром-Нефть и ее дочерними предприятиями и недоступна для использования другими предприятиями.

На данный момент система уже имеет успешную интеграцию с различными информационными системами. Однако, важным аспектом, требующим более глубокого изучения, является механизм и эффективность этой интеграции. Понимание того, как система «ЭРА:Ремонты» взаимодействует с другими системами, позволит не только улучшить текущие процессы, но и предложить возможности для дальнейшего развития и оптимизации.

Список литературы:

1. Carpenter C. How Digital Transformation Improves Perceptions of Oil and Gas Industry //Journal of Petroleum Technology. – 2020. – Т. 72. – №. 12. – С. 33-33.
2. Jon T. Selvik, Francisco J. S. Alhanati, Jean-Pierre Signoret Evaluation of guidance provided by international standards on metrics and timelines for run-life estimation of oil and gas equipment // Life Cycle Reliability and Safety Engineering. 2022. №11.
3. Абу-Абед Ф. Н. Автоматизированная система мониторинга и снабжения объектов нефтегазодобывающей промышленности //Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. – 2018. – №. 1.
4. Амиров А.Д., Карапетов К.А., Лемберанский Ф.Д. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1979. — 309 с.
5. Вахромеев, А. Г. Цикл освоения нефтяной скважины бригадой капитального ремонта скважин / А. Г. Вахромеев, А. В. Чемякин // Байкальская наука: идеи, инновации, инвестиции: Сборник статей по материалам всероссийской научно-практической конференции, Иркутск, 30 мая 2018 года. – Иркутск: Общество с ограниченной ответственностью "Научное партнерство "Апекс", 2018. – С. 7-12.
6. Воробьев А. Е., Хоноре Т., Воробьев К. А. Цифровизация нефтяной промышленности:" интеллектуальный" нефтепромысел //Вестник евразийской науки. – 2018. – Т. 10. – №. 3.
7. Галиев Т.И., Зайцев Д.П. Оптимизация процесса капитального ремонта скважины // Георесурсы. 2012. №3 (45).
8. Дроздов А.Н., Хамидуллин Р.Д., Шестаков А.Д., Сарапулов Н.П., Хабибуллин Р.А. Информационная система "Шахматка и Техрежим" для повышения эффективности процессов нефтедобычи // Территория Нефтегаз. 2015. №10.
9. Легчаков К.Е. Развитие системы показателей мониторинга, внедрения и использования ERP в России и за рубежом. Информационное общество, 2016г. № 1. С. 19–32.
10. Мусаев С.Ю. Предпосылки к проведению работ по ремонту скважин // Вестник науки. 2020. №1 (22).
11. Оверченко Н. В., Найденков В.И. Цифровизация как перспективное направление повышения эффективности деятельности предприятий нефтяной промышленности // ИБР. 2019. №4 (37).
12. Огородов А.В., Тишкевич С.В., Фролов Д.А., Шестаков Д.А., Брыляков В.Е., Гизатуллин А.Р. ЭРА:Ремонты - Информационная система для повышения эффективности бизнес-процесса при текущих и капитальных ремонтах скважины // PROнефть. Профессионально о нефти. 2019. №1 (11).
13. Попов, И. И. Автоматизированные информационные системы (по областям применения)/Учебное пособие / Под общей редакцией К. И. Курбакова. –  М.: 1999. – 103 с.
14. Саати Т. Принятие решений/Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993.C. 278
15. Сулейманова, Д.Ю. Информационные системы управления инновационными процессами / Д.Ю. Сулейманова. - М.: Русайнс, 2018. - 224 c.
16. Федорова, Г.Н. Информационные системы / Г.Н. Федорова. - М.: Academia, 2018. - 544 c.