Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Системный подход к выбору технологий предотвращения осложнений при скважинной добыче нефти

По мере увеличения числа применяемых на осложненном фонде технологий и расширения спектра условий эксплуатации скважин растет объем технологической информации, и ее становится все сложнее обрабатывать при помощи традиционных критериев применимости. В связи с этим требуется разработка новых подходов к систематизации и автоматизации оценки применимости технологий.

С этой целью в ООО «Башнефть-Добыча» с 2014 года разрабатывается и внедряется система «Банк технологий». Система предназначена для обработки больших массивов информации, быстрой оценки применимости технологий для фонда скважин, выявления потенциального фонда для проведения опытно-промысловых испытаний (ОПИ) и внедрения той или иной технологии, проведения анализа эффективности применяемых технологий и выработки критериев для испытания новых.

Объединение «Банка технологий» с ранее внедренной в Компании системой мониторинга мехфонда открывает дополнительные возможности работы с осложненным фондом компании: мониторинг ОПИ, подбор скважин-кандидатов, сбор статистики, а в перспективе – создание системы прогноза и предотвращения осложнений скважин.

11.05.2016 Инженерная практика №04/2016
Валиахметов Рустам Илдарович Начальник отдела проектирования и оптимизации добычи ООО «БашНИПИнефть»
Литвиненко Константин Владимирович Начальник управления скважинных технологий и добычи ООО «БашНИПИнефть»

Рис. 1. Структура осложненного фонда скважин ООО «Башнефть-Добыча», 2015 г.
Рис. 1. Структура осложненного фонда скважин
ООО «Башнефть-Добыча», 2015 г.

По состоянию на 1 октября 2015 года фонд осложненных скважин ООО «Башнефть-Добыча» составил 25,5% от эксплуатационного фонда нефтедобывающих скважин (рис. 1). К основным видам осложнений относятся АСПО (46%), ВВЭ (34%), отложения органических солей (9%). Порядка 9% осложненного фонда составляют скважины с комбинированными осложнениями (несколькими осложняющими факторами). Из таких скважин около 80% одновременно сочетают такие виды осложнений, как АСПО и ВВЭ (рис. 2).

Рис. 2. Структура осложненного фонда скважин ООО «Башнефть-Добыча», 2015 г.
Рис. 2. Структура осложненного фонда скважин ООО «Башнефть-Добыча», 2015 г.

МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ

Для предупреждения и борьбы с осложнениями в Компании «Башнефть» используются физические, технологические и химические методы (рис. 3). Физические методы включают в себя воздействие на осложнения магнитным, электромагнитным или акустическим полем, токами различной частоты. К технологическим методам относятся минимизация выноса с помощью фильтров, использование низкоадгезионных покрытий и оборудования в специальном исполнении, ограничение водопритока к скважине и др. Химические методы подразумевают применение химреагентов (ингибиторной защиты, диспергаторов, растворителей и др.).

Рис. 3. Основные методы предупреждения осложнений
Рис. 3. Основные методы предупреждения осложнений

Только в ООО «Башнефть-Добыча» ежегодно испытывается и применяется более 30 технологий, направленных на борьбу с различными видами осложнений (рис. 4). Зачастую ОПИ завершаются составлением акта в одном из дочерних обществ Компании, а приобретенный опыт (положительный или отрицательный) не распространется на осложненный фонд других подразделений.

Рис. 4. Примеры технологий предотвращения и удаления осложнений, испытанных в ООО «Башнефть-Добыча»
Рис. 4. Примеры технологий предотвращения и удаления осложнений, испытанных в ООО «Башнефть-Добыча»

Осложненный фонд Компании «Башнефть» характеризуется широким диапазоном условий эксплуатации скважин. К примеру, дебит жидкости колеблется от 1 до 1000 м3/сут, а вязкость нефти – от 1 до 2000 сПз. С учетом того, что универсальных технологий для предотвращения осложнений не бывает, для каждой технологии необходимо рассчитывать так называемую карту применимости. Такие карты разрабатываются и применяются практически во всех нефтедобывающих компаниях (рис. 5).

Рис. 5. Примеры составления карт применимости технологий в нефтедобывающих компаниях
Рис. 5. Примеры составления карт применимости технологий в нефтедобывающих компаниях

В основе карт лежат функциональные зависимости двух или более показателей. Это могут быть, к примеру, дебит и обводненность скважины, на основе которых определяется область применения технологий для предотвращения солеобразования, осложнений, связанных с высоким газовым фактором, и других. Однако, чем больше технологий применяется в Компании и чем значительнее различия в условиях эксплуатаций скважин, тем больше объем информации и тем сложнее использовать такие карты на практике. В связи с этим в Компании «Башнефть» возникла потребность в упорядочении и автоматизации всей информации о применяемых, испытанных и потенциально востребованных технологиях.

РАЗРАБОТКА «БАНКА ТЕХНОЛОГИЙ»

Разработка информационной системы под названием «Банк технологий» в Компании «Башнефть» началась в 2014 году. Главная цель состояла в систематизации информации по методам, технологиям и оборудованию и формализации описаний технологий, областей применимости, подходов к повышению эффективности использования технологий и оборудования, направленных на борьбу с осложняющими факторами в добыче.

Согласно планам разработка и внедрение этой системы должны решить для Компании следующие задачи:

  • систематизация данных по технологиям и проведению ОПИ;
  • формирование и синхронизация отчетности в ДО и Компании по испытанию и внедрению технологий;
  • совершенствование работы в области внедрения и разработки новых технологий;
  • оценка потенциального фонда для ОПИ и внедрения технологий;
  • совершенствование работы с осложненным фондом;
  • повышение квалификации специалистов;
  • выбор технологий с учетом различий в геолого-технических условиях между подразделениями;
  • классификация технологий по воздействию на отдельные осложнения и на различные сочетания осложнений;
  • обмен опытом между подразделениями Компании;
  • создание рейтинга технологий для скважин;
  • анализ эффективности технологий.

Если, к примеру, в компании появляется новая технология, а ее целевой фонд составляет лишь несколько скважин, возникает вопрос: имеет ли смысл проводить ОПИ? Дать ответ на него позволяет «Банк технологий». Также с помощью этой системы можно быстро оценить целевой фонд для внедрения технологии и фонд со схожими проблемами, на котором уже применяются другие технологии.

РАБОЧИЙ ИНТЕРФЕЙС «БАНКА ТЕХНОЛОГИЙ» И КАРТОЧКА ТЕХНОЛОГИЙ

Слева в рабочем окне «Банка технологий» расположено «дерево», в котором все технологии первоначально систематизированы по крупным направлениям, таким как мехдобыча, ремонт скважин и т.д. Затем информация сужается до областей применения технологий (АСПО, солеотложения, ВВЭ, и т.д.), затем до методов воздействия (физический, химический, технологический и т.д.), и, наконец, до групп технологий (рис. 6). Последние объединяют несколько схожих по действию технологий. Например, в группе «мехпримеси» это фильтры разных типов (щелевые, пружинные и т.д.). Система позволяет произвольно задавать группу технологий, но при этом у них должен быть один и тот же принцип действия.

Рис. 6. Окно «Банка Технологий»
Рис. 6. Окно «Банка Технологий»

В карточке технологии (рис. 7) представлена подробная информация о технологии по следующим пунктам:

  • название технологии;
  • описание технологии (принцип действия);
  • производитель;
  • преимущества и недостатки по сравнению с аналогами;
  • риски при применении;
  • изображения, позволяющие сформировать представление;
  • приложенные файлы (каталоги, презентации, опыт применения в других компаниях, статьи, прочая информация);
  • результаты проведения ОПИ;
  • технологические параметры;
  • оценочная эффективность;
  • ориентировочная стоимость;
  • области и критерии применимости технологии.
Рис. 7. Карточка технологии
Рис. 7. Карточка технологии

Важно, что в карточке технологии консолидируется информация всех дочерних обществ. Специалисты при поиске и подборе решений ориентируются на опыт испытания и применения технологий в других ДО компании.

До проведения ОПИ в карточку попадает вся информация, заявленная производителем, после проведения ОПИ добавляются результаты ОПИ, а также области и критерии применимости технологии, подтвержденные испытаниями.

ОЦЕНКА ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ

Приведем пример определения областей применимости технологии на примере технологии борьбы с мехпримесями (таблица). Для решения этой задачи необходимо ввести данные по дебитам скважин, диаметру частиц, способу эксплуатации, зоне применимости, способу очистки и стоимости. По каждой технологии эксперты составляют карту применимости по заявленным производителем характеристикам.

Таблица. Области и критерии применимости технологии
Таблица. Области и критерии применимости технологии

В приведенном примере эффективность каждой технологии равна единице. Единица ставится в том случае, если технология успешно прошла ОПИ, и фактическая эффективность составила, например, 90%. В процессе эксплуатации оборудования эффективность может меняться.

В пределах одной области применимости эффективность технологии может сопоставляться только между методами. Условно говоря, если есть два фильтра с одинаковыми зонами применимости, у одного средняя наработка 500 сут, а у другого – 300 сут, их эффективность будет рассчитываться с учетом стоимости, после чего будет принято решение о том, какой из фильтров лучше применять.

Расчет применимости технологии в осложненных мехпримесями скважинах показывает, что в зависимости от размера частиц и коэффициента неоднородности песка, возможно применение десяти различных видов технологий (рис. 8).

Рис. 8. Пример оценки области применимости технологии
Рис. 8. Пример оценки области применимости технологии

После создания системы «Банк технологий» было решено обеспечить ее связь с промысловыми данными, а именно: с системой мониторинга фонда PALM, в которой консолидируется вся информация по скважинам компании (режим работы, оборудование, конструкция скважины и т.д.). Объединение этих систем открывает новые возможности: мониторинг ОПИ, подбор скважин-кандидатов для ОПИ, сбор статистики, прогноз и предотвращение осложнений.

Рис. 9. Мониторинг ОПИ
Рис. 9. Мониторинг ОПИ

МОНИТОРИНГ ОПИ

Мониторинг ОПИ позволяет отследить, на скольких скважинах, на каких месторождениях в данный момент производятся ОПИ, узнать, сколько суток оборудование уже отработало и сколько суток осталось. Если технология испытывается, можно сравнить динамику показателей до и после применения технологии, а если произошел отказ оборудования – выяснить причину отказа (рис. 9). Мониторинг ОПИ осуществляется в непрерывном режиме, вся информация представляется в наглядном и удобном для дальнейшей работы формате (рис. 10).

Рис. 10. Окно системы мониторинга ОПИ
Рис. 10. Окно системы мониторинга ОПИ

Разработка системы мониторинга ОПИ завершится в 2016 году.

ПОДБОР СКВАЖИН-КАНДИДАТОВ

Следующим этапом интеграции «Банка технологий» и системы мониторинга фонда скважин станет также запланированное на 2016 год создание и внедрение системы автоматизации подбора скважин-кандидатов. Это позволит в кратчайшие сроки, точечно, с учетом всех особенностей и условий эксплуатации выбирать целевой фонд как для проведения ОПИ, так и для внедрения технологии (рис. 11).

Рис. 11. Подбор скважин-кандидатов
Рис. 11. Подбор скважин-кандидатов

Когда на рынке появляется новая технология, в Компании проводится научно-технический совет (НТС), и по его итогам технология вносится в базу данных с заявленными производителем характеристиками. Затем эта информация попадает в «Банк технологий» Компании. При участии экспертной группы проводятся ОПИ, и с учетом всех условий применимости (конструкция скважины, режим работы используемого оборудования, тип осложнений, результаты лабораторных исследований флюида и воды и др.) с помощью системы мониторинга и анализа мехфонда подбираются скважины-кандидаты. Система выводит на экран перечень скважин, в которых рекомендованы испытания данной технологии. Помимо этого перечня, система отбирает для проведения ОПИ скважины с граничными значениями для применения данной технологии. Например, если фильтр определенного типа заявлен для диапазона скважин с дебитом от 0 до 500 м3/сут, то для ОПИ система порекомендует в первую очередь скважины, дебит которых наиболее близок к максимальному, минимальному и среднему значениям. Такая выборка позволяет максимально точно оценить эффективность технологии на всем диапазоне применимости. После проведения ОПИ в заявленные производителем показатели эффективности технологии вносятся коррективы.

ПРОГНОЗ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ОСЛОЖНЕНИЙ

После внедрения систем мониторинга ОПИ и подбора скважин-кандидатов мы планируем перейти к следующему этапу – разработке и внедрению системы прогноза и предупреждения осложнений. Для этого на основе собранной статистики по применению технологий на осложненном фонде скважин путем внедрения специальных модулей будут производиться расчеты по прогнозированию образования АСПО, солеотложений и коррозии (рис. 12). Такие модули уже разработаны и опробованы для прогноза и предупреждения углекислотной коррозии.

Рис. 12. Прогнозирование и предупреждение осложнений
Рис. 12. Прогнозирование и предупреждение осложнений

Предполагается, что данная система будет в круглосуточном режиме просчитывать риски возникновения осложнений на скважинах за пределами осложненного фонда. В случае, если такой риск выявится для какой-либо скважины, технологу сразу же поступит информация по рекомендуемым к применению на этой скважине технологиям.

Таким образом, система прогноза и предупреждения осложнений позволит, отслеживая динамику работы скважин, предотвращать отказы оборудования за счет превентивного применения наиболее эффективных технологий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Итак, многообразие технологий предупреждения и ликвидации осложнений в добыче требует их систематизации и хотя бы элементарной автоматизации оценки их применимости. В свою очередь систематизация и автоматизация упрощают вовлечение инноваций в производство и распространение знаний и опыта.

Для эффективного применения технологий необходимо четкое определение областей и критериев применимости, а при планировании ОПИ нужно испытывать технологии во всем заявляемом производителем диапазоне применимости.

Экономическая эффективность той или иной технологии должна оцениваться только после определения областей применимости и технологической эффективности, ведь нередки случаи, когда уникальная дорогостоящая технология покрывает область, которую не могут покрыть другие технологии.

Объединение «Банка технологий» и системы мониторинга мехфонда позволяет автоматизировать существенную часть процессов проведения ОПИ и расширять область внедрения и применения технологий.

Также следует помнить, что определение технологической эффективности представляет собой нетривиальную задачу, которая требует привлечения экспертов на этапе внедрения технологий.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Рустам Илдарович, кто может вносить информацию в «Банк технологий»?
Рустам Валиахметов: Это может делать любой сотрудник, но перед тем, как попасть в «Банк технологий», информация проверяется и модерируется экспертами по направлениям работы с осложненным фондом.
Вопрос: «Банк технологий» – это готовый программный продукт, или специально разработанный с учетом пожеланий компании?
Р.В.: «Банк технологий» – это специально разрабатываемый с учетом потребностей Компании, нестандартный программный продукт. Специалисты ООО «БашНИПИнефть» в ходе НИОКР разработали необходимые алгоритмы и методический аппарат, после чего мы выставили разработку программной оболочки на тендер.
Вопрос: Учитываете ли вы при оценке эффективности применения технологий опыт их внедрения в других нефтедобывающих компаний?
Р.В.: Конечно, учитываем. Во всех карточках технологий у нас есть специальный раздел «Результаты применения другими компаниями». В этот раздел попадает информация, в том числе с конференций и семинаров. Наши эксперты, прежде чем оценить технологию, смотрят, как она применялась в других компаниях, при необходимости даже связываются с их специалистами. Вообще, на мой взгляд, информацию о применении технологий в различных компаниях следует консолидировать и сделать доступной всем компаниям, и на Экспертном Совете по мехдобыче я поднимал такой вопрос. Ведь если какая-то уникальная технология испытана в одной компании, результаты ОПИ интересны всем.
Вопрос: Как проводится технико-экономическая оценка технологий?
Р.В.: На первом этапе производится оценка эффективности по заявленным производителем характеристикам, в дальнейшем она уточняется по результатам применения технологии.
Вопрос: То есть «экономику» считаете по факту? Р.В.: Да. Вопрос: Сколько технологий уже накоплено в «Банке технологий»?
Р.В.: Порядка 300 технологий уже внесено, но этап наполнения «Банка технологий» продолжается. Во-первых, вносится информация по новым технологиям: мы испытываем порядка 30 технологий в год. Во-вторых, продолжают заноситься данные по уже испытанным ранее технологиям.
Вопрос: Есть ли у вас регламент, определяющий порядок ранжирования осложненного фонда? Если да, то какие принципы в нем заложены, и как этот регламент согласуется с «Банком технологий»?
Р.В.: Регламент отнесения фонда к осложненному у нас есть, однако в разрезе базы данных «Банка технологий» он не используется, потому что данный программный продукт предназначен не для организации движения осложненного фонда, а для подбора технологий непосредственно для него.
Вопрос: Но ведь, по вашим словам, «Банк технологий» выдает рекомендации по отнесению скважин к осложненному фонду…
Р.В.: В каком-то смысле да, однако отнесение скважин к осложненному фонду происходит с определенной периодичностью, а информация в «Банке технологий» обновляется в непрерывном режиме. Возможно, в будущем эту систему можно будет завязать на определение осложненного фонда.
Вопрос: В случае, если технология реализована на оборудовании, произведенном разными компаниями, ее стоимость учитывается по видам оборудования, или в целом?
Р.В.: Стоимость учитывается по видам оборудования, в карточке технологии у нас предусмотрена для этого графа «Стоимость» для оборудования каждого производителя.
Вопрос: Допустим, другая нефтяная компания выходит к вам с предложением о проведении совместных ОПИ. Какие скважины в этом случае должна предлагать программа?
Р.В.: Программа должна выбрать все скважины, которые подходят под заданные условия, и дать рекомендации по граничным показателям.
Вопрос: А после этого число скважин для проведения ОПИ определяет человек?
Р.В.: Да, этот выбор делается с учетом географического фактора – выбираются скважины, где компании удобнее проводить ОПИ.
Вопрос: Кто является владельцем ресурса «Банк технологий»?
Р.В.: Ресурс принадлежит Компании «Башнефть», сопровождается компанией «Башнефть-Информ», а за наполнением и корректностью введения данных следят назначенные эксперты.
Вопрос: Вы сказали, что после проведения ОПИ в показатели эффективности технологии, заявленные производителем, вносятся коррективы, а вносятся ли коррективы в стоимость технологии?
Р.В.: Да, по результатам ОПИ все показатели актуализируются.
Вопрос: Часто в нефтяных компаниях практикуется упрощенная технико-экономическая оценка технологий – с тем, чтобы понять, есть ли смысл внедрять данную технологию. Предусмотрена ли такая оценка в «Банке технологий»?
Р.В.: Конечно. Эта оценка делается автоматически на основе определения целевого фонда для технологии.
Вопрос: Как будет реализован подбор технологий к скважинам с комбинированными осложнениями?
Р.В.: Если на скважине наблюдается проявление комплексных осложняющих факторов, то система должна рекомендовать либо применение комплексных реагентов, либо применение одновременно двух технологий. Окончательное решение будет за технологом.
Вопрос: На основе чего технолог будет принимать такое решение?
Р.В.: Он будет принимать решение на основе специального регламента, утвержденного в Компании.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Осложненный фонд ПАО «ЛУКОЙЛ»
Опыт эксплуатации ПЭД в условиях ТПП «Покачевнефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь»
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №10/2017

Инженерная практика

Выпуск №10/2017

Промысловый трубопроводный транспорт
Актуализация нормативно-технической базы трубопроводного транспортаРезультаты испытаний новых марок сталей, защитных покрытий и химреагентовТрубопроводный транспорт высоковязкой нефтиОценка способов защиты стыков сварных соединенийДиагностика и эксплуатация неметаллических трубопроводных системОсобенности углекислотной коррозии и антикоррозионной защиты газопроводов
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Разработка месторождений
ОРЭ — 2017
Производственно-технический семинар-совещание

ОРЭ '2017. Практика применения технологий ОРД и ОРЗ, проектирования и интеллектуализации разработки многопластовых месторождений

19 декабря 2017 г., г. Москва
Обсуждение в кругу руководителей и специалистов в области разработки месторождении и эксплуатации механизированного фонда скважин результатов новых ОПИ и эксплуатации скважинных компоновок для ОРЭ, геофизического оборудования для раздельного учета и методик мониторинга параметров добычи, систем управления для ОРЭ и перспектив развития данного направления.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — ноябрь 2017
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

20-24 ноября 2017 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми («АМАКС Премьер-отель») в рамках авторского курса С. Балянова.