Чтобы увеличить отдачу нефтяного месторождения, не обязательно радикально менять оборудование — достаточно просто прибавить ему "ума"
Фото: Сергей Петров/ ТАСС
Период экстенсивного освоения недр заканчивается, на повестке дня инновационные скважины значительной протяженности и площади охвата, пригодные для труднодоступных и трудно извлекаемых запасов углеводородов. Не менее важно и второе стратегическое направление отрасли — так называемая интеллектуализация месторождений, которые должны работать самостоятельно и сами подстраиваться под изменяющиеся условия системы.
Практически все крупные зарубежные и отечественные добывающие компании уже проводят опытно-промысловые испытания автоматических станций управления нефте- и газодобычей. Однако такие скважины, хотя и носят названия smartwell или intelligentwell, то есть "умных" скважин, являются по сути всего лишь высоко автоматизированными.
Идеальная скважина
В идеале "интеллектуальная" скважина, способная работать полностью в автономном режиме, должна удовлетворять целому ряду требований:
- непосредственная связь с внешним миром через информационные каналы;
- наличие средств самонастройки, самоорганизации и самообучения;
- возможность прогнозирования внешней среды и собственного поведения;
- наличие математических моделей насоса, скважины, месторождения и средств имитационного моделирования;
- наличие интеллектуальных средств компенсации неточности знаний о модели;
- сохранение автономного функционирования при разрыве связей или потере управляющих воздействий от вышестоящих уровней иерархии;
- наличие системы мониторинга, прогнозирования состояния скважин и оборудования, средств контроля и диагностики оборудования;
- развитые средства визуализации для поддержки принятия решений;
- способность к устойчивому сохранению целевых состояний (максимальный дебит, максимальный КПД и др.).
Автоматический нефтяник
Скважин и месторождений, удовлетворяющих всем перечисленным выше требованиям, пока нет. Сейчас можно говорить только об "интеллектуализации" на уровне отдельных этапов добычи. Однако "интеллектуальная" технология эксплуатации месторождений может быть создана уже в ближайшее время.
На наш взгляд, в ее основу можно положить автоматизированные рабочие места управления (АРМ-У). Для обеспечения работы АРМ-У в реальном масштабе времени мы предлагаем применить высокопроизводительные программно-инструментальные комплексы.
Подобные отечественные комплексы уже существуют. Например, они разрабатываются в Институте программных систем им. А.К. Айламазяна РАН и предназначены для построения прикладных интеллектуальных систем. Как они должны быть адаптированы к данной конкретной задаче — добыче нефти и как будет работать система на основе этих комплексов, показано на рисунках 01 и 02 .
Ожидаемое снижение затрат на разработку месторождений сырья за счет соответствующих программно-инструментальных средств мы оцениваем не менее чем в 5%, а ожидаемый рост дебита нефти — не менее 7%.
Аппаратные средства АРМ-У обеспечивают эффективную реали- зацию всех функций программного управления. Особую важность приобретает вопрос оснащения скважин «умными» датчиками и приборами мониторинга, обеспечивающими сбор и первичную обработку технологической информации непосредственно на месторождениях. Собранные данные подвергаются анализу с целью подготовки технико-экономических решений по выбору режима эксплуатации каждой скважины.
