Начинается...

ЦМОЭМ: цифровая модель для обустройства и эксплуатации нефтегазового месторождения

ЦМОЭМ: цифровая модель для обустройства и эксплуатации нефтегазового месторождения

Ш. А. КАРИБОВ – директор департамента нефти и газа ЗАО «НЕОЛАНТ»

«Первую волну» внедрения ИТ на предприятиях топливно-энергетического комплекса (ТЭК) часто называют «лоскутной автоматизацией». Она носила локальный характер: компании внедряли специализированное программное обеспечение (ПО) для решения узких задач в таких областях, как логистика, автоматизация проектирования, управление финансами и так далее.

Хаотичность и фрагментарность «первой волны» внедрения ИТ в ТЭК не всегда позволяла достичь того уровня эффективности от внедрения информационных технологий, на какой рассчитывало руководство, решаясь на автоматизацию.

Сегодня у игроков рынка сформировалось не только понимание плюсов информатизации, но и четкое видение ее перспектив. И один из главных выводов, который сделан по итогам «первой волны», – максимальный эффект от информатизации производства достигается за счет интеграции разных типов информационных систем. И сейчас предприятия ТЭК стараются вырабатывать долгосрочную стратегию развития, рассчитанную на 10 и более лет.

Для нефтегазовых компаний требования к ИТ-системам поддержки управленческих решений обуславливаются рядом особенностей. Это:

  • территориальная распределенность: добывающие предприятия расположены в самых удаленных точках страны, а управляющие компании – в центре;
  • многообразие и сложность взаимосвязей производственных и бизнес-процессов;
  • работа на российских и зарубежных объектах;
  • требование обеспечения доступа к контролю качества управления и производственных показателей со стороны акционеров;
  • соблюдение разнообразных общегосударственных и отраслевых законодательных и нормативных требований.

Нефтегазовые предприятия одними из первых включились в процесс автоматизации и информатизации производства: здесь острая необходимость в подъеме качества управленческих решений совпала с финансовыми возможностями.

Однако сегодня для компаний нефтегазового комплекса открываются новые горизонты для повышения:

  • эффективности производства добывающих компаний;
  • уровня безопасности труда и защиты окружающей среды;
  • «прозрачности» бизнеса для собственников;
  • соблюдения требований государственного законодательства и отраслевых нормативных документов.

Эксперты группы компаний «НЕОЛАНТ» доказали это на практике, внедряя такие решения, как:

  • системы управления инженерными данными (СУИД);
  • информационные системы поддержки принятия решений на основе межсистемной интеграции:
    – геоинформационных систем (ГИС);
    – СУИД;
    – систем бизнес-аналитики (BI, Business Intelligence);
    – модулей визуализации сводных показателей эффективности и их детализации на основе удобных и наглядных реалистичных графических 3D интерфейсов.

ЦМОЭМ – единое решение задач добывающих компаний

Одной из самых актуальных для добывающих компаний сегодня является задача технико-экономического обоснования инвестиций, оптимального планирования обустройства и эксплуатации месторождений. Жизненный цикл нефтегазодобывающих предприятий сопровождается накоплением большого количества не связанной между собой информации – планов капитальных ремонтов, реконструкций и нового строительства, программ бурения, карт, техрегламентов работы объектов, проектно-сметной документации (ПСД) и так далее. В связи с этим остро встает проблема организации хранения, поиска и доступа ко всем этим данным для проектировщиков, строителей, эксплуатационников, менеджеров и других специалистов.

Наиболее оптимальное ее решение – это создание единого электронного хранилища, доступ к данным которого удобен и понятен для всех. Специально для нефтегазодобывающих организаций компания «НЕОЛАНТ» предложила решение этой задачи, отражающее типовую структуру добывающего объекта, – цифровую модель для обустройства и эксплуатации месторождения (ЦМОЭМ).

Цифровая модель предназначена для технико-экономического обоснования инвестиций, разработки концепций обустройства месторождения, планирования его развития на краткосрочную и долгосрочную перспективы, поддержки принятия текущих управленческих и проектных решений, а также для решения целого ряда эксплуатационных задач. ЦМОЭМ стала развитием геоинформационной системы управления данными обустройства месторождения – ГИС УДОМ – раннего решения компании «НЕОЛАНТ», с помощью которой уже разработаны концепции двух месторождений для ООО «КогалымНИПИнефть» («ЛУКОЙЛ»): Тевлинско-Русскинского и ЮжноЯгунского.

ЦМОЭМ – заглянем вглубь?

ЦМОЭМ – это постоянно действующая информационная модель обустройства месторождения, которая объединяет в одном информационном пространстве всех специалистов, работающих над обустройством месторождения, и является удобным и эффективным инструментом их взаимодействия.

Информационная система на основе ЦМОЭМ отображает во взаимосвязи не только все наземные системы инфраструктуры месторождения – систему нефтесборных трубопроводов, поддержания пластового давления, энергообеспечения, автодороги, – но и погружное оборудование.

ЦМОЭМ объединяет в себе разнородную информацию о месторождении: геоинформационные данные, детализированную информацию по объектам месторождения, трехмерные информационные модели, электронную исполнительную документацию, технические паспорта объектов, сферические панорамы и многое другое.

Система на основе ЦМОЭМ отображает всю необходимую для оперативного принятия управленческих решений информацию в легком для восприятия виде благодаря широкому использованию инструментов визуализации: цветовых идентификаторов, полупрозрачности, расположения данных слоями, построения изолиний, диаграмм и так далее. Система поддерживает высокий уровень детализации данных – в ней хранится информация по отдельным объектам вплоть до скважины и скважинного оборудования. При выборе объекта на карте можно проанализировать состояние объекта, просмотрев полную информацию по нему.

Возможности ЦМОЭМ: концептуальное планирование

В ЦМОЭМ реализовано эффективное планирование развития схемы обустройства на несколько лет вперед на основе использования принципа временной шкалы «timeliner» – возможности моделирования во времени развития процессов обустройства: строительства, реконструкции, консервации, ликвидации с учетом ввода новых объектов обустройства и изменения объемов добычи/закачки жидкости и энергопотребления. Это позволяет выбирать оптимальный сценарий обустройства месторождения и обоснованно вырабатывать рекомендации по повышению добычи нефти (рис. 1).

В программе реализован расчет капиталовложений, необходимых для различных вариантов развития схемы обустройства, что позволяет создавать эффективный инвестиционный план построения инфраструктуры месторождения.

Отображение инфраструктуры месторождения

Рис. 1. Отображение инфраструктуры месторождения

Возможности ЦМОЭМ: проектирование

ЦМОЭМ объединяет в одной модели разделы проекта, созданные в различных САПР, на основании которых формирует единую цифровую модель «как спроектировано» (рис. 2). Эта модель позволяет еще до начала строительства выявлять коллизии и формировать предложения по их устранению.

Дополнительные возможности ЦМОЭМ на этапе проектирования:

  • получение изометрических чертежей технологических трубопроводов;
  • сбор и систематизация сведений об исходном состоянии объекта;
  • автоматическое формирование технического паспорта объекта;
  • и другие.

Цифровая модель «как спроектировано»

Рис. 2. Цифровая модель «как спроектировано»

Возможности ЦМОЭМ: строительно-монтажные работы

Благодаря связи графика строительных работ на месторождении с 3D моделями объектов ЦМОЭМ позволяет моделировать ход строительных работ, осуществлять мониторинг процесса строительства, включающий оценку соответствия построенного объекта проекту и принятым нормам, правилам, техническим условиям, интеграцию и визуализацию всех имеющихся данных в информационной системе и мгновенное выявление критических отклонений от графика (рис. 3).

В ЦМОЭМ осуществляется сбор и хранение данных о фактически смонтированных элементах, оборудовании и использованных материалах. Это позволяет в режиме реального времени обеспечивать всех участников строительства фактической информацией о конструкции, параметрах и характеристиках технологического объекта.

3D мониторинг процесса строительства

Рис. 3. 3D мониторинг процесса строительства

По мере строительства и сбора фактических данных об объекте в ЦМОЭМ осуществляется формирование электронной исполнительной документации «как построено».

Впоследствии все эти данные используются на этапе эксплуатации месторождения.

Возможности ЦМОЭМ: эксплуатация

Для предупреждения возникновения критических ситуаций на объектах в ЦМОЭМ используется визуальный контроль текущего состояния инфраструктурных объектов месторождения, для которого используются различные технологии, включая анализ сферических панорам. Использование этой технологии обеспечивает планирование, проведение и контроль осмотров и капремонтов.

Для решения эксплуатационных задач в системе реализована интеграция с различными расчетными модулями:

Экологические расчеты:

  • моделирование и оценка убытков, возникших в результате различных аварий (маршруты разливов нефти с оценкой площади загрязнения, выбросы газа, воспламенение и так далее);
  • разработка защитных мер в особенно опасных участках и планирование действий в чрезвычайных обстоятельствах;
  • поддержка анализа пространственно-временной динамики опасных геологических процессов;
  • изображение моделей результатов чрезвычайных ситуаций и оценка рисков.

Гидравлические расчеты:

  • расчет сложных сетей добычи, сбора и транспортировки;
  • прогнозирование критических ситуаций:
    – появление жидкостной пробки и определение ее размеров;
    – образование гидратов;
    – образование газовых пробок и так далее;
  • расчет режимов течения;
  • определение профилей давления/ температуры, расхода и так далее;
  • анализ поведения скважины.

Расчеты систем энергоснабжения:

  • расчет и прогнозирование установившихся режимов сложных электроэнергетических систем;
  • анализ балансов мощности и потерь мощности;
  • анализ распределений уровней напряжений;
  • расчет начальных и перспективных значений токов коротких замыканий (КЗ) с учетом установившегося режима, предшествующего КЗ или без его учета;
  • расчет потерь электроэнергии в сложных энергосистемах.

Сочетание визуальных и расчетных технологий удобно для решения эксплуатационных задач:

  • расчет и подбор скважинного оборудования;
  • проверка параметров работы скважины на соответствие рабочему диапазону оборудования;
  • выработка рекомендаций по замене объектов или смене режима;
  • выработка рекомендаций по оптимизации энергопотребления;
  • расчет материального баланса;
  • и многих других.

Результаты внедрения ЦМОЭМ

Учитывая все многообразие функциональных возможностей, можно сказать, что, во-первых, ЦМОЭМ представляет собой основу для взаимодействия разных специалистов: технологов, проектировщиков, строителей, экономистов и руководителей – и принятия ими обоснованных и согласованных решений. Каждый из них использует свой профессиональный подход, но все они оперируют данными об одном и том же объекте – месторождении.

Во-вторых, экономический эффект от использования ЦМОЭМ при обустройстве месторождения складывается из следующих факторов:

  • увеличения добычи нефти за счет уменьшения коэффициента гидравлического сопротивления и снижения забойного давления в процессе эксплуатации за счет интеграции с соответствующей расчетной системой;
  • выявления при помощи модуля гидравлических расчетов свободных незагруженных мощностей с учетом перспективных объемов добычи, позволяющего повысить эффективность использования трубопроводов до 10% (экономия капитальных затрат за счет минимизации диаметров вновь вводимых труб);
  • сокращения прямых затрат, связанных с порывами нефтепроводов, за счет своевременного предупреждения системой о необходимости замены трубопроводов, выработавших ресурс;
  • экономии операционных затрат на электроснабжении месторождения за счет анализа при помощи интегрированного расчетного модуля эффективности использования и выработки рекомендаций по оптимизации объектов, потребляющих электроэнергию.

Выводы:

  • Сложность организационной структуры и многообразие видов деятельности требуют от нефтегазовых компаний внедрения решений, которые сформируют единое информационное пространство, интегрирующее и упорядочивающее все необходимые для эффективного управления предприятием данные. Ответом именно на эти актуальные запросы рынка становится развитие методологии информационных (цифровых) моделей и создания комплексных систем управления инженерными данными и систем поддержки принятий управленческих решений на их основе.
  • Это весьма перспективное направление комплексной автоматизации и межсистемной интеграции на предприятиях ТЭК, решающее задачи повышения эффективности производства и безопасности труда, качества выполнения требований государственного законодательства и отраслевого регулирования.
  • Разработанная специалистами «НЕОЛАНТ» цифровая модель для обустройства и эксплуатации месторождений ЦМОЭМ – ключевой ИТ-инструмент для повышения эффективности и безопасности работы добывающего предприятия.

Статья в формате pdf →

105062, Москва,
ул. Покровка, д. 47А
☎ +7 (499) 999-00-00
info@neolant.com
www.neolant.su


Читайте также:

ВЫПУСК 3/2022



Читать онлайн