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

Концепция «интеллектуальное месторождение», теория и реальность: перспективные разработки и ожидания

В настоящее время для выполнения всего цикла работ по анализу причин отклонений в работе глубинно-насосного оборудования (ГНО) и выработке решений по оптимизации режимов его работы требуется значительное количество ресурсов и времени.

Специалистами по работе с ГНО Института «КогалымНИПИнефть» ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» ведутся работы по оптимизации технологических процессов путем их частичной автоматизации, что позволит на ранней стадии выявлять отклонения в работе насоса и проводить соответствующие мероприятия по их устранению.

На текущий момент стоит задача по созданию информационно-аналитической системы, которая позволила бы в комплексе подойти к мониторингу добывающего фонда скважин, автоматизировав некоторые этапы работы.

07.03.2018 Инженерная практика №01/2018
Забродин Олег Юрьевич Инженер 1-й категории Филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени
Бортников Александр Егорович Заместитель директора Филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени по научной работе в области добычи нефти и газа

Для построения интеллектуализированной системы мониторинга процесса добычи углеводородного сырья необходимо создать автоматизированную систему получения исходной информации, а также ее обработки, анализа и хранения. Исходная информация представляет собой набор параметров, характеризующих как работу оборудования и состояние рабочей среды, так и историю их изменений.

Используя эти данные, система управления на основе настроек и алгоритмов производит расчет оптимальных параметров работы глубинного оборудования, которые используются для оптимизации технологического процесса.

Полученная исходная информация, а также обработанные и рассчитанные параметры сохраняются на сервере базы данных и в дальнейшем используются как для ретроспективного анализа, так и для прогнозирования последующей работоспособности системы добычи.

Типовая схема предполагает получение исходной информации с месторождения и передачу ее в цех добычи и затем на сервер базы данных, подключенный к автоматизированному рабочему месту инженера по добыче нефти и газа.

ПЛАНИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГНО

На рис. 1 представлена цепочка этапов, по которым осуществляется текущая эксплуатация глубинно-насосного оборудования (ГНО), три из которых планируется частично автоматизировать.

Рис. 1. Взаимосвязанные этапы производственного процесса
Рис. 1. Взаимосвязанные этапы производственного процесса

Первый этап – сбор данных, который ведется как в онлайн, так и в оффлайн режиме путем получения данных от системы телемеханики, съема информации со станций управления, работы с электронным журналом эксплуатации ГНО и т.п. На этом этапе производится систематизация и проверка собранной информации по определенным алгоритмам, после чего информация загружается в корпоративную базу данных.

На втором этапе полученную информацию анализирует технологическая служба. Просматривается история скважин, сравнивается с показателями периода эксплуатации, анализируется эффективность применяемых мер защиты и т.д.

И, наконец, третий этап – разработка мероприятий для оптимизации дальнейшей работы ГНО. Данный этап наиболее трудозатратен, так как требует комплексного подхода и прогнозной оценки.

Рис. 2. Пример работы алгоритма
Рис. 2. Пример работы алгоритма

На рис. 2 продемонстрированы примеры разрабатываемых алгоритмов системы по анализу текущего состояния эксплуатации и автоматизированному расчету оптимальных параметров работы ГНО.

Необходимо отметить, что дальнейшее развитие аналитической системы требует решения ряда задач, одна из которых – полная оснащенность фонда добывающих скважин средствами измерения показателей эксплуатации ГНО.

СИСТЕМА ТЕЛЕМЕХАНИКИ

На месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» контроль работы погружного оборудования осуществляется системами телемеханики, которые в удаленном режиме выводят на рабочее место технологической службы данные по дебитам скважин, показатели содержания нефти и газа (при установке соответствующих АГЗУ с массомерами). Также осуществляется контроль основных показателей работы ГНО, например, для УЭЦН (при наличии систем телеметрии) это давление на приеме насоса и температура двигателя (рис. 3). Для скважин, эксплуатируемых с помощью ШГН, при наличии стационарных динамографов возможно построение динамограмм.

Рис. 3. Мониторинг текущего состояния эксплуатации
Рис. 3. Мониторинг текущего состояния эксплуатации

Передача данных с кустовых площадок на серверы телемеханики осуществляется по радиоканалу. Необходимо учесть, что при увеличении числа измерительных приборов, систем и другого оборудования автоматически увеличивается поток поступающей информации, что, в свою очередь, приводит к увеличению времени получения оперативных данных. В связи с этим для полноценного функционирования системы, помимо оснащенности производственных объектов, необходима модернизация средств связи.

КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ ОБЩЕЙ БАЗЫ ДАННЫХ

Работа специалистов, занимающихся добычей УВС, требует взаимодействия с различными источниками информации и сервисными организациями. На рис. 4а представлена условная схема основных комплексов, систем и служб, с которыми ведется повседневная работа. В первую очередь, это система телемеханики, а также программные комплексы ПТК «Насос» и «Автотехнолог», необходимые для подбора ГНО. Кроме того, существует набор программных комплексов и информационных систем, в которых сосредоточен основной массив данных для удаленной работы и мониторинга, о которых речь пойдет позже.

Рис. 4. Концепция развития общей базы данных
Рис. 4. Концепция развития общей базы данных

Работа с сервисными организациями также занимает определенную часть времени. Каждая из смежных структур ведет свою базу данных по текущему надземному и подземному оборудованию, в том числе по УЭЦН, ШГН, НКТ и т.д. У технологов на производственных местах есть бумажные носители, в том числе паспорта насосов и труб, но при этом прямой доступ к электронной базе данных отсутствует.

В итоге для принятия правильных решений по той или иной скважине необходимо задействовать множество различных источников информации, на что нередко уходит значительное время.

Для сокращения времени сбора и обработки информации разрабатывается возможность создания аналитической системы по сбору и анализу необходимых данных.

ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ СПЕЦИАЛИСТОВ ДОБЫЧИ УВС

Помимо текущей информации, поступающей с месторождения, для комплексного анализа необходим дополнительный источник данных. Специалисты института «КогалымНИПИнефть», в том числе и отдела техники и технологии добычи нефти и газа, используют такие программные комплексы, как APM РРМ, Wellinfo, OIS+, OISPipe, «Автотехнолог» и ПТК «Насос». С их помощью осуществляется удаленный мониторинг текущей эксплуатации скважин, проводится комплексный анализ причин отклонения рабочих характеристик ГНО, разрабатываются мероприятия по дальнейшей эксплуатации скважин, а также осуществляется подбор необходимого ГНО.

Основные концепции рассматриваемых программных комплексов схожи, тем не менее каждая оптимально подходит для выполнения определенного круга задач.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС АРМ РРМ

Система АРМ РРМ позволяет формировать отчетность по показателям разработки и отображать карты различных типов и видов, в том числе 3D представления, и что в особенности важно, проводить мониторинг и анализ промысловых данных.

Рис. 5. Программный комплекс АРМ РРМ
Рис. 5. Программный комплекс АРМ РРМ

На рис. 5 показано, с помощью каких модулей осуществляется комплексный мониторинг геолого-геофизических характеристик, технологических показателей разработки, оценка технологической эффективности ГТМ и т.д.

Анализ работы ГНО производится с использованием визуализации основных параметров эксплуатации скважин: дебита жидкости и нефти, обводненности добываемой продукции, динамического уровня, глубины спуска и т.п.

Также есть возможность просмотра периодов простоя скважин с указанием причин, истории проведенных текущих и капитальных ремонтов с кратким описанием выполненных мероприятий, а также режимов работы насосов (постоянный, периодический).

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА WELLINFO

Информационная система WELLINFO предназначена для загрузки, хранения, поиска, анализа, просмотра и выгрузки полного спектра геологической, геофизической и промысловой информации по территории деятельности ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь».

К основным функциям WELLINFO относятся сбор и систематизация информации из всех доступных источников, визуализация данных, выгрузка информации в произвольных форматах, формирование отчетов, информационное наполнение специализированных программных комплексов, управление данными (рис. 6).

Рис. 6. Информационная система Wellinfo
Рис. 6. Информационная система Wellinfo

Отдельно отметим следующие функции системы:

  • информационно-поисковая система – организация доступа пользователей к геолого-геофизической и промысловой информации, хранящейся в базе данных;
  • генератор отчетов – формирование сложных отчетов пользователями системы;
  • электронный архив – доступ пользователей к архиву научно-исследовательских работ;
  • электронный паспорт скважины – структурированный набор данных, позволяющий проводить анализ эффективности строительства и функционирования скважины.

Для работы с добывающим фондом скважин в WELLINFO содержится огромный массив информации, в том числе данные о ранее проведенных ремонтах ГНО, где описаны все выполненные мероприятия, а также отчеты по выполненным ГТМ. Присутствует информация по актам разбора насосного оборудования с описанием всех элементов. Содержатся данные по осложненному фонду скважин, их обработкам и межочистным периодам. Также внесена информация по скважинным пробам. Есть и данные по бурению, в том числе конструкция, положение забоя, интервалы перфорации и т.д.

На текущий момент в базу данных WELLINFO загружено более 2 700 000 сканированных образов документов и различного рода данных по более чем 60 000 скважин.

Также помимо архивной информации, есть оперативные сводки бригад КРС, ПРС.

Пользователями программных комплексов АРМ РРМ и WELLINFO может быть широкий круг специалистов разных направлений, для каждого эта система полезна по-своему.

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА OIS+

Для удаленного мониторинга эксплуатации скважин с получением основных параметров, используется информационная система OIS+, которая позволяет ежедневно получать данные по дебиту, обводненности, динамическому уровню, давлению в затрубном пространстве, линии и буфере скважин, параметрам ТМС: давлению на приеме насоса, температуре двигателя. Также фиксируется наличие штуцеров, проведенных мероприятий по обработкам скважин (АДПМ, скребок, СКО) и многое другое.

Благодаря получаемой информации возможно вести подробный анализ эксплуатации ГНО, просматривать историю скважин, делать выводы и принимать необходимые оперативные решения (рис. 7).

Рис. 7. Информационная система OIS+
Рис. 7. Информационная система OIS+

ИТОГИ

Подводя итоги, надо отметить, что для создания системы оптимизации технологических процессов работы с добывающим фондом скважин при условии его достаточной оснащенности есть все необходимые инструменты.

Механизированный фонд скважин – это огромный источник пополняемой информации, тогда как на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» в настоящее время ведется активное оснащение скважин измерительными приборами. Поэтому на текущий момент необходимо продолжать работу по созданию и тестированию алгоритмов для выстраивания общей системы взаимодействия и анализа данных в автоматизированном режиме с использованием всех возможных источников информации. В дополнение к этому нужно продолжать работу по созданию аналитического модуля, позволяющего проводить необходимые вычисления.

Развитие данного направления в итоге должно сократить время, требующееся на принятие решений по дальнейшей эксплуатации скважин, обеспечить увеличение средних показателей наработки ГНО, снизить затраты на текущий и капитальный ремонт, а также сократить потери добычи нефти и газа и, как следствие, способствовать повышению экономической эффективности основной производственной деятельности Компании.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Олег Юрьевич, какой в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» примерный процент автоматизации? Какая доля скважин выходит на «верхний» уровень? И какая это информация?
Олег Забродин: Вы имеете в виду автоматизацию принятия решений или получения данных?
Вопрос: Получение данных: дебит, токи. И есть ли возможность дистанционного управления насосом?
О.З.: Да, конечно, есть возможность включения, отключения насосной установки, есть возможность изменения уставок станций управления. Процент подключенных таким образом скважин мы не рассчитывали. Конечно, на сегодняшний день это не весь фонд добывающих скважин. Есть определенный регламент, где прописаны приоритеты по внедрению. Естественно, что на новом фонде система ТМС внедряется повсеместно, на низкообводненных, высокотоннажных скважинах, также на скважинах опорной сетки.
Вопрос: И еще такой вопрос. Все эти системы, конечно, создаются для эффективности мониторинга, принятия решений и т.д. А цеховой персонал и аппарат управления, который занимается фондом, освободился от бумажной работы?
О.З.: Надо понимать, что мы только разрабатываем систему, то есть она не внедрена и в промышленной эксплуатации не используется. Тем не менее, если говорить о бумажной работе, оборот должен уменьшиться, так как информация будет доступна в электронном варианте. Самое главное, чего мы хотим достичь, – это улучшения качества мониторинга эксплуатационных показателей скважины. А это возможно при наличии достаточных корректных данных и оперативности их получения.
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Автоматизация выявления отклонений в работе УЭЦН и прогнозирования возможных отказов на основе данных ТМС
Ограничение водопритока в добывающих скважинах технологическими методами
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №05/2018

Инженерная практика

Выпуск №05/2018

Промысловые трубопроводыМеханизированная добыча
Особенности и нормативная база в области эксплуатации и ремонта подводных трубопроводовДиагностика, мониторинг и обеспечение безаварийной эксплуатации промысловых трубопроводов, защитные покрытияПроектирование, строительство и ремонт стальных и полимерных трубопроводовОПИ глубинно-насосного оборудования и НКТ с защитными покрытиями, эксплуатация неметаллических НКТРеагенты и внутрискважинное оборудование для механизированной добычи нефти в осложненных условияхПодготовка нефти. Внедрение ГИС
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Трубопроводный транспорт
Коррозия 2018
Международная производственно-техническая конференция

КОРРОЗИЯ – 2018: Эффективные методы работы с фондом скважин, осложненным коррозией, эксплуатация промысловых нефтегазопроводов и водоводов в условиях высокой коррозионной активности

27-29 августа 2018 г., г. Казань, конференц-зал «Габдулла Тукай»
Задачей Конференции является обмен опытом и определение наиболее экономически и технологически эффективных решений и технологий в области работы с фондом скважин, осложненных коррозионным фактором и анализ применения современных методов и технологий для сокращения аварийности промысловых трубопроводов различного назначения в условиях высокой коррозионной активности.
Ближайший тренинг
Механизированная добыча
Эффективность механизированного фонда – июль 2018
Тренинг-курс

Повышение эффективности эксплуатации механизированного фонда скважин

23 – 27 июля 2018 г., г. Москва
Цель курса состоит в создании у слушателей комплексного и разностороннего представления о современной теории и практике работы с механизированным фондом скважин при решении ряда основных производственно-технических задач. Занятия проводятся с использованием новейших презентационных материалов и программных комплексов экспертами-практиками с большим производственным и научным опытом.