«Умные» технологии в нефтегазовой отрасли

Опубликовано в номере:
PDF версия
Концепция «умное месторождение» способна вывести нефтегазовую отрасль на новыи? уровень, обеспечить конкурентоспособность добывающих компании? даже при работе с трудноизвлекаемыми запасами и снизить негативное воздеи?ствие на окружающую среду.

Интерес к интеллектуальным технологиям в нефтегазовои? отрасли связан отнюдь не просто с модными веяниями, а с реальными проблемами, стоящими сегодня перед добывающими компаниями. Единичные месторождения в мире могут похвастаться фонтанирующими скважинами, на которых задача повышения эффективности пока не столь актуальна. В большинстве же регионов, особенно если мы говорим о россии?ских недрах, время «легкои? нефти» осталось позади. Уникальные месторождения, разработка которых началась около полувека назад, сеи?час находятся на стадии падающеи? добычи. И эта тенденция будет только усиливаться.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ – ПУТЬ К ДОСТОИ?НОМУ БУДУЩЕМУ

РИС. 1. Степень покрытия Smart Field

РИС. 1. Степень покрытия Smart Field

Сегодня всем очевидно, что если не начать освоение новых месторождении?, то в ближаи?шем будущем в России просто нечего будет добывать, соответственно, и нечего экспортировать. Перспективные же запасы в смысле геологии пласта в большинстве своем можно отнести к категории «трудноизвлекаемых». Кроме того, новые участки находятся в экстремальных климатических зонах, на шельфе и других местах, удаленных от существующеи? инфраструктуры, что не может не сказаться на стоимости разработки.

В то же время понятно, что, с учетом резкого падения цен на нефть, показатели себестоимости добычи начинают играть решающую роль. Если прежде неэффективность деятельности нефтегазодобывающеи? компании можно было хотя бы частично перекрыть ценои? в $100 за баррель, то в обозримои? перспективе вряд ли можно рассчитывать на что-то подобное.

Чтобы оставаться рентабельными, игроки рынка неизбежно должны заниматься сокращением издержек и повышать свою эффективность. И решить эту задачу помогут интеллектуальные технологии.

ЧТО ТАКОЕ SMART FIELD, ИЛИ «УМНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ»?

Smart Field («умное месторождение», SF) — это комплекс программных и технических средств, которыи? позволяет управлять нефтяным пластом с целью увеличения показателеи? добычи углеводородов. В основе системы лежит идея о бережном использовании месторождения, максимальном продлении периода его эксплуатации. То есть подразумевается разумное повышение объемов добычи, а не хищническая эксплуатация недр.

Еще одна важная задача SF — повышение энергоэффективности оборудования и технологических процессов. Таким образом, внедрение этои? концепции помогает компаниям сокращать затраты на энергоресурсы и приводит к совокупному снижению выбросов углекислого газа в атмосферу.

Система SF состоит из ряда компонентов, отвечающих за различные функции. Решение, предлагаемое компаниеи? Schneider Electric, включает в себя комплексную автоматизацию, технические средства для сбора и анализа данных, а также решения для проведения мероприятии? по повышению эффективности работы нефтегазовои? компании на разных уровнях.

Так, составнои? частью системы «умное месторождение» является решение Foxboro NetOil&Gas, позволяющее измерять дебит скважины непосредственно в устье и определять показатели расхода воды, нефти и газа.

SF может управлять отдельнои? скважинои?, а точнее — режимами работы насосов (ПШГН и ЭЦН, а может — и кустами скважин) — за счет кустовои? телемеханики. В ее ведении находятся также системы подготовки нефти и газа, включая дожимные насосные станции, факельные системы и т. д. SF управляет системами поддержания пластового давления, в том числе водозаборными станциями, узлами учета воды, нагнетательными скважинами; контролирует нефтеперекачивающие станции и резервуарные парки.

Система предполагает использование различных интеллектуальных и многопараметрических датчиков. «Умные» технологии обеспечивают удаленныи? доступ ко всему полевому оборудованию, позволяют диагностировать его состояние и при необходимости конфигурировать.

Важныи? сегмент SF — организация интеллектуального электроснабжения, которая подразумевает гибкие системы распределения электроэнергии, детальныи? учет, возможность управлять потребляемои? мощностью.

Также концепция предполагает внедрение систем физическои? (видеонаблюдение, контроль доступа, пожаротушение) и информационнои? безопасности.

Верхнии? уровень SF — автоматизированное управление всем производственным процессом MES (Manufacturing Execution System), позволяющее увязать собственно добычу с остальными процессами, протекающими на предприятии.

ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА – ОПТИМИЗАЦИЯ

РИС. 2. Схема взаимодеи?ствия систем управления в Digital Oil Field

РИС. 2. Схема взаимодеи?ствия систем управления в Digital Oil Field

Основные задачи SF — увеличение объемов добычи нефти и газа, продление жизненного цикла углеводородного пласта и оптимизация производственных издержек.

Использование интеллектуальных технологии? на месторождении позволяет сделать шаг вперед по сравнению с применением традиционных систем автоматизации. «Умная» система обеспечивает ответственныи? персонал компании всеи? необходимои? информациеи? в режиме реального времени и позволяет адекватно и практически моментально реагировать на изменения параметров, гибко подстраиваться к меняющимся условиям и с помощью корректировок добиваться максимальных объемов добычи.

Важные функции SF — прогнозирование на краткосрочную перспективу и моделирование ситуации?. Система «умное месторождение» строится в строгом соответствии с реальнои? геологическои? и географическои? моделью месторождения, к тому же аккумулирует данные о его текущем состоянии. Это позволяет проигрывать различные сценарии и с высокои? точностью делать выводы о том, как поведет себя пласт в случае тех или иных воздеи?ствии? со стороны человека, причем не только в текущии? момент времени, но и в перспективе. Такая событии?ность «если…, то…» позволяет избегать ошибок, аварии?ных ситуации? и значительно экономит средства, время и повышает эффективность принимаемых мер.

Компания Schneider Electric, являясь экспертом в области управления электроэнергиеи? и промышленнои? автоматизации, предлагает целыи? комплекс решении? для нефтегазовых месторождении?, позволяющии? оптимизировать энергопотребление.

В первую очередь, рекомендуется оснащать приводы насосов и других мощных потребителеи? частотными преобразователями. Только эта мера может обеспечить до 30% экономии электроэнергии, потребляемои? этим оборудованием, и внести весомыи? вклад в общую экономию.

Schneider Electric также предлагает системы для диспетчеризации энергопотребления на добывающеи? площадке с широким функционалом. Как известно, всякое энергосбережение должно начинаться с детального учета и анализа использования электроэнергии. Наличие данных по отдельным участкам, оборудованию, времени суток и сезонам позволяет выявить места, где происходят потери, устранить их причины и проконтролировать эффект проведенных мероприятии?.

Используя детальные данные о потреблении, можно заключать более выгодные для компании контракты на приобретение электроэнергии, перераспределять нагрузку, сглаживать пики или компенсировать их за счет собственнои? генерации. Компенсируя коэффициенты мощности, компания может избежать штрафов за реактивную мощность и т. д.

«Умные» решения для управления распределением электроэнергии предполагают наличие единого центра, отвечающего за техобслуживание, модернизацию, текущии? контроль (отслеживание потребления, контроль гармоник и других качественных характеристик электроснабжения), а также управление всеми системами.
Для месторождении? с нестабильным энергоснабжением актуально создание собственных систем бесперебои?ного питания. Интеллектуальное управление позволит выполнить оперативное переключение на резервныи? источник энергии без потерь для производственнои? деятельности.

Важным моментом также является то, что концепция SF («умное месторождение») предполагает тесную взаимосвязь между системами управления энергоснабжением и системами автоматизации. Если же говорить о внутреннем устрои?стве решения, то, в зависимости от конкретных условии? и пожелании? заказчика, SF может строиться либо на традиционных клиент-серверных технологиях, либо на более современных — облачных. В свое время «облака» изменили облик отрасли информационных технологии?, на очереди — сфера автоматизации.

Тем не менее реализация концепции «умное месторождение» была бы невозможна без использования и других ИТ-достижении?: безопасных открытых протоколов передачи данных, обеспечивающих легкую интеграцию оборудования разных типов от разных производителеи?; скоростных, в том числе беспроводных, каналов связи, специализированного программного обеспечения.

SMART FIELD: КРИТЕРИИ НАДЕЖНОСТИ

Как правило, руководству нефтегазовых компании? важно понимать, какие бизнес-эффекты на выходе даст внедрение «умного месторождения». Если же на площадке будет работать несколько поставщиков и сервисных компании?, занимающихся внедрением, то по-настоящему никто не сможет гарантировать достижение того или иного результата.

Кстати, по мнению представителеи? самих нефтедобывающих компании?, широкому внедрению интеллектуальных технологии? в России, помимо прочего, препятствует недостаточная представленность на рынке готовых технических решении?. В этом смысле Schneider Electric — одна из немногих, кто может предложить целостную концепцию интеллектуального месторождения и выступить в качестве MAC–MEC (Main Automation Contractor–Main Electrical Contractor), то есть сдать «под ключ» систему автоматизации процессов добычи и организовать эффективное электроснабжение на месторождении.

Благодаря упомянутым выше технологиям компания получает возможность оптимизировать процесс добычи. Сокращается потребление электроэнергии, воды, пара и других энергоресурсов, что положительно сказывается на себестоимости производства нефти или газа.

Размер экономии варьируется от объекта к объекту. Уже реализованные Schneider Electric проекты по внедрению систем снижения удельного энергопотребления показывают, что экономия может достигать 20–25%. К примеру, в однои? из добывающих россии?ских компании? с объемом производства 1,15 млн т нефти за счет активного внедрения программы по энергоэффективности удалось сократить энергопотребление на 6820 тыс. кВт·ч на сумму более 22 млн руб. в год.

Если мы говорим о показателях, связанных с управлением углеводородным пластом, то их нужно оценивать не только количественно, но и качественно. SF дает оптимизацию количества закачиваемых в пласт воды и газа, тем самым снижая также расход электроэнергии, необходимои? для работы насосов. Кроме того, SF позволяет избежать обводнения месторождения, а значит, продлить срок его эксплуатации. Функция моделирования исключает нецелесообразные денежные вложения в развитие участка. Системы автоматизации сводят к минимуму вероятность аварии?ных ситуации?. Одним словом, эффект комплексныи?, и его сложно оценить однои? цифрои?.

Сегодня многие отечественные нефтегазовые компании, осознавая преимущества интеллектуальных технологии?, интересуются возможностью их использования. Пока чаще внедряются отдельные компоненты, но постепенно будет происходить переход к комплексным проектам, так как именно подобные решения могут дать максимальныи? эффект.

В условиях текущеи? экономическои? ситуации и в условиях падающеи? добычи внедрение технологии? «умного месторождения» становится критически важным условием для поддержания конкурентоспособности нефтедобывающих компании?. Более того, использование интеллектуальных технологии? в нефтегазодобыче может вывести отрасль на новыи? уровень. Сегодня россии?скую экономику часто критикуют за сильную зависимость от сырьевои? составляющеи?, но в будущем добыча углеводородов может стать высокотехнологичным инновационным бизнесом, создающим основу для развития смежных отраслеи?. А снижение негативного воздеи?ствия на окружающую среду и возможность приблизиться к «зеленым» стандартам обеспечат ископаемому топливу уверенные позиции даже в эпоху продвижения альтернативных источников энергии.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *