Полный текст

Введение В настоящее время эффективное проектирование в нефтедобывающей отрасли невозможно без реализации комплексных технологий проектирования, предусматривающих уже на начальном этапе работ управление всей технической информацией об объекте на протяжении всего цикла его дальнейшей эксплуатации. Проектирование крупных месторождений со сложными инфраструктурой и техническими решениями предполагает объединение объектов в группы по функциональному признаку (объекты подготовки скважинной продукции, трубопроводы, вспомогательная инфраструктура и др.), которые проектируются профильными специалистами под управлением менеджеров и главных инженеров проекта. При рассмотрении проектных решений по комплексу объектов различных функциональных групп выявляется много нестыковок, несмотря на то что проекты по индивидуальным объектам разработаны в строгом соответствии с техническим заданием, требованиями действующих норм проектирования и имеют положительное заключение Главной государственной экспертизы. Кроме того, при таком подходе к обустройству месторождений на более поздних стадиях проектирования или при эксплуатации выявляются потенциальные возможности использования ресурсов одной технологической системы для другой, т.е. проявляются синергетический и эксергетический эффекты, не учтенные при выполнении проектов. Избежать большого объема принятых неэффективных проектных решений и корректировок проектной документации позволяет разработка комплексной концепции развития месторождения [4]. Концептуальное проектирование - это этап выполнения работ, на котором необходимо рассматривать возможность применения новых технологий и оценивать степень их влияния на экономическую эффективность проекта в целом [1-16]. В связи с этим следует проанализировать инструменты и методики концептуального инжиниринга компаний нефтегазовой отрасли, описать их основные преимущества, возможности дальнейшего развития и существующие недостатки. Ingenix Group Ingenix group - консалтинговая компания в нефтегазовой отрасли. Для комплексной оценки стоимости нефтегазового проекта ими был создан комплекс Ingenix Cost Manager (ICM), позволяющий интегрировать друг с другом технические расчеты, картографическую привязку и автоматический расчет протяженности линейных объектов и их стоимости. Данное ПО позволяет расставлять технические характеристики на карте с автоматизированным расчетом протяженности линейных объектов и оценкой их стоимости, что в свою очередь значительно экономит продолжительность оценки и увеличивает ее точность. В ICM реализован комбинированный подход, сочетающий применение стоимостных моделей и картографического модуля [17]. В базе данных затрат каждый из объектов детализирован до расшифровки технологических блоков и оборудования, стоимость разбита по видам затрат на строительно-монтажные работы, оборудование и прочее. Наличие таких характеристик позволяет понимать состав объекта и корректировать его стоимость в дальнейшем, при изменении начальных технических условий. Данный модуль содержит в себе инструменты для оценки стоимости и картографический модуль - размещение объекта на карте и процесс оценки затрат могут протекать практически одновременно. Благодаря этому на карте возможно: · размещать объекты, которые уже вошли в состав проекта (затраты уже оценены); · связывать площадные объекты линейными объектами инфраструктуры. При этом технические характеристики, связанные с топографией, будут получены непосредственно с карты, а остальные параметры стоимостной модели будут доступны для выбора из набора рекомендованных значений; · позволяет существенно снизить длительность и повысить точность выполнения оценки за счет картографического модуля, а также автоматизации сбора исходных данных, рассмотрения нескольких технических сценариев и интеграции с другими программными комплексами [1]. При моделировании линейных объектов с использованием геоданных система в качестве входных параметров применяет данные, полученные с карты (рис. 1). Качество картографического материала оказывает прямое влияние на точность выполняемых расчетов стоимости линейных объектов [1]. На основе результатов работы сервисов геообработки (получение геоданных), технических параметров объекта, а также стоимостного моделирования ICM может оперативно оценить несколько технических сценариев. Сравнив полученные объекты между собой, пользователь получает возможность выбора оптимального решения. Рис. 1. Комплекс ICM: моделирование системы обустройства по картографическим данным Сравнение объектов выполняется также в интерфейсе программного комплекса. При этом производится анализ их многоуровневой структуры. В сравнении участвуют все уровни детализации. Все сравниваемые объекты можно проанализировать по составу технологических блоков и оборудованию. Пользователь выбирает оптимальное решение с учетом нескольких вариантов моделирования и оценки объектов. В рамках этого решения расчет технологических характеристик объекта выполняется в PIPESIM. Результаты расчета через ГИС-коннектор передаются в ICM, где производится расчет стоимости объекта и определяется его состав (включая оборудование). Использование результатов расчета доступно как в ICM при расчете профиля капитальных и операционных затрат и экономической эффективности проекта в целом, так и в программах линейки Schlumberger [1]. Внедрение комбинированного подхода к использованию специализированных картографических сервисов и стоимостных моделей позволило существенно снизить нагрузку на концептуальных инженеров и сфокусировать их внимание на более важных процессах оптимизации инженерных решений. При этом сократилось время на оценку затрат нефтегазовых проектов и повысилась ее точность [17-23]. Преимущества: · удобный и понятный интерфейс на русском языке; · автоматизированный расчет стоимости строительства линейного объекта при моделировании с использованием геоданных; · возможность сравнивать несколько вариантов непосредственно в интерфейсе ПО; · учет рельефа местности при моделировании объекта и последующей стоимостной оценке. Недостатки: · отсутствует возможность загрузки картографических данных инженерных изысканий различных форматов. Развитие: · углубления интеграции с другими программными решениями и ПО, имеющими смежный функционал. ООО «Газпромнефть НТЦ» ООО «Газпромнефть-Развитие» Для определения оптимального варианта системы поверхностного обустройства с учетом вариативности исходных данных добычи реализован подход к выполнению расчетов с учетом вероятностных профилей по отдельным источникам на базе информационной системы (ИС) интегрированного концептуального проектирования «ЭРА:ИСКРА». Шаг 1. Сбор и загрузка исходных данных в ИС «ЭРА:ИСКРА». Перечень загружаемых исходных данных: · варианты профилей добычи источника (отдельная скважина, кустовая площадка, месторождение или лицензионные участки), по которым можно задать значение вероятности, учтенное в расчете; · физико-химические свойства флюидов; · картографические данные, которые в ИС «ЭРА:ИСКРА» отображаются в масштабе с привязкой к заданной системе координат, что позволяет определять протяженность линейных объектов в системе; · удельные показатели (для расчетов капитальных вложений и эксплуатационных затрат), используемые для определения параметров экономической эффективности в финансово-экономической модели [24]. Шаг 2. Разработка схем поверхностного обустройства. Схема поверхностного обустройства разрабатывается на основании картографических данных по расположению объектов обустройства и точек сдачи товарной нефти. Шаг 3. Определение технических и экономических параметров для схем по вариантам добычи. Перечень экземпляров расчета формируется на основе данных по профилям добычи и вариантов схем обустройства. По каждому экземпляру расчета по реализованным в ИС «ЭРА:ИСКРА» алгоритмам были выполнены расчеты по годам профиль-дизайнов объектов обустройства, гидравлические расчеты с подбором диаметров трубопроводов, определены производительности нефтеперекачивающих станций (НПС) и приемо-сдаточного пункта (ПСП) нефти. Для каждого объекта обустройства установлена возможная дата ввода в эксплуатацию [24]. В ИС «ЭРА:ИСКРА» реализована возможность учета разных комбинаций профилей добычи по каждому источнику. По отдельным объектам с высокой степенью геологической неопределенности может быть использовано более трех профилей добычи. Или, наоборот, по объектам, имеющим достоверный прогноз, может быть использован только один профиль. Существует также возможность задать нулевой профиль для случая, когда по объекту есть риск неподтверждения добычи или вероятность отказа от добычи по нему [24-32]. Реализованный подход к выполнению расчета позволяет учитывать разные варианты профилей добычи не только по ее объему, но и по дате ввода объектов разработки в эксплуатацию. После определения технических параметров по каждому экземпляру расчета выполняется расчет экономических показателей. При этом для региональной стратегии в ИС реализована возможность расчета следующих ключевых параметров: · капитальных вложений в объекты обустройства; · операционных затрат; · совокупной стоимости владения (TCO); · экономической эффективности проекта (NPV). Шаг 4. Выбор рекомендуемого варианта. На основе полученных значений экономических показателей формируется рейтинг вариантов обустройства. На основе рейтинга выбирается вариант схемы обустройства с наименьшим средним значением TCO. В системе реализована возможность выбора рекомендуемого варианта: · по величине затрат (суммарные капитальные вложения и операционные затраты, динамика затрат, TCO); · по показателям экономической эффективности: чистому дисконтированному доходу NPV, индексу рентабельности PI, внутренней норме доходности IRR. При близких средних значениях экономических показателей рекомендуемый вариант может быть выбран на основе данных по разбросу максимального и минимального значений параметра или по ожидаемому отклонению от среднего значения. Это позволяет найти наиболее устойчивое к переменным параметрам техническое решение с гибкими характеристиками [26]. Таким образом, выбор рекомендуемого варианта основан не на отдельных исходных данных, а на серийном многовариантном расчете и имеет количественную оценку риска, связанного с изменением исходных данных по профилю добычи [24]. Шаг 5. Определение оптимальных параметров системы обустройства. Для выбранного рекомендуемого варианта обустройства в ИС «ЭРА:ИСКРА» рассчитаны технические параметры для множества вариантов по профилям добычи. Следующей задачей является определение конкретных технических параметров системы (производительности установок, диаметров трубопроводов, дат ввода объектов в эксплуатацию), которые в дальнейшем должны использоваться для проектирования [26]. При этом возможны следующие варианты решения данной задачи (данная функция выполняется проектной командой): 1. На основе выполненных расчетов в системе выбирается значение параметра, которое соответствует наибольшему числу вариантов. 2. В соответствии с возможными вариантами добычи от минимальной до максимальной предусматривается выделение отдельных пусковых комплексов с поэтапным вводом объектов в эксплуатацию. 3. Для принятия окончательного решения можно использовать экономические показатели EMV, NPV. Преимущества: · комплексная загрузка исходных данных (профиль добычи, картографические данные, стоимостные показатели); · возможность многовариантного расчета; · функция ограничений по экономическим показателям. Недостатки: · отсутствует возможность моделирования линейных объектов; · не учитываются блок электроснабжения; · нет интеграции с 3D-модулем. Развитие: · увеличение числа модулей ИС и разработка оптимизационных инструментов для расчета большего массива данных. ОАО «НК “Роснефть”» В ОАО «НК “Роснефть”» внедрена информационно-телекоммуникационная система управления объектами обустройства месторождений нефти и газа (ИТСУП-РН), позволяющая, в частности, обеспечить работу заказчика и проектных организаций в едином информационном пространстве. В качестве базового программного обеспечения (ПО) общей функциональности системы ИТСУП-РН принята линейка программных продуктов SmartPlant фирмы Intergraph, внедрение которой начато в ООО «РН-УфаНИПИнефть» с 2006 г. [35]. Система SmartPlant разделена по процессам на следующие группы: - SmartPlant2D - разработка технологической части проекта, электрики, КИПиА, обслуживание в процессе эксплуатации промышленного объекта; - SmartPlant3D - разработка 3D-модели объекта, выпуск проектной документации, обслуживание в процессе эксплуатации промышленного объекта; - SPF/TEF - интеграция и управление всеми проектными данными на основе Web-технологии [36]. В институте в список внедренных в промышленную эксплуатацию программных продуктов фирмы Intergraph входят: SmartPlant P&ID, SmartPlant Instrumentation (INTOOLS), Smart Plant Electrical. В стадии внедрения программные продукты SmartPlant 3D и SmartPlant Foundation (SPF) (рис. 2) [35-36]. Эти программные продукты построены по принципу единой базы данных, находящейся под управлением Oracle или MS SQL, что особенно актуально для больших массивов информации, характерных для индустриального проектирования. Наличие современной базы данных позволяет поддерживать уникальность имен на уровне элементов, избежать дублирования информации и сохранить ссылочную целостность данных на всех этапах проектирования. Тесная интеграция с office-приложениями и другими программами, поддерживающими стандарт OLE, значительно упрощает процесс получения различного рода отчетной и проектной документации [35-36]. Еще одной отличительной особенностью этих программ является возможность публикации данных в Интернете, что приобретает особую важность в настоящее время, когда проектные работы часто выполняются в территориально удаленных подразделениях, соединенных лишь телефонными сетями и Интернетом. Это актуально для передачи данных на удаленные строительные площадки, проработки заказных спецификаций другими подразделениями на основании решений технологов [35]. Программный модуль SmartPlant P&ID позволяет моделировать совмещенные интеллектуальные технологические схемы с установкой технологического оборудования, трубопроводной арматуры, приборов КИПиА. Одним из важных качеств SmartPlant P&ID является интеграция базы данных оборудования с элементами схемы, т.е. возможность выбора компонента схемы по определенным параметрам из существующей базы данных оборудования и добавления параметров этого элемента (наименование, диаметр, ГОСТ или ТУ, завод-изготовитель, давление и др.) в виде атрибутивной информации в технологическую схему. Для дальнейшего использования схемы на протяжении всего этапа проектирования необходимо максимальное насыщение атрибутивной информацией каждого элемента. Реализуемая схема позволяет осуществлять интеллектуальный анализ проекта по различным позициям - соответствие диаметров и типов трубопроводов, входных и выходных потоков, наличие достаточной информации по элементам схемы для однозначной их идентификации и др. Схема (P&ID-диаграмма) строится по модульному принципу, в основу которого положено размещение объектов в структуре по позициям генплана [35]. SmartPlant Instrumentation (Intools) де-факто является мировым стандартом для проектирования систем автоматики, особенно в области нефтедобычи, транспорта нефти, нефтепереработки и нефтехимии. Несмотря на это, опыт работы с данным ПО в области нефтедобычи в России отсутствует. Специалистам из отдела КИПиА Департамента проектирования ООО «РН-УфаНИПИнефть» пришлось провести значительную работу по адаптации и настройке системы к отечественным нормам [35]. Интуитивно понятный интерфейс, однократный ввод информации, исключение ошибок, возможность настройки любых шаблонов документации, получение разнообразных отчетов из базы позволили сократить срок адаптации ПО и освоения его новыми специалистами. Дальнейшее проектирование систем автоматизации в настоящее время выполняется в SmartPlant Instrumentation [35, 36]. Рис. 2. Примеры проектирования в SmartPlant SmartPlant Electrical - специализированное решение для проектирования и дальнейшего сопровождения электрических распределительных сетей промышленных предприятий. Основная задача данного пакета - разработка схем управления электрооборудованием и схем электрических однолинейных. Этот модуль оказался одним из наиболее проблемных для освоения из всей линейки SmartPlant, что вызвано отсутствием опыта использования данного ПО в России, большими различиями в принципах моделирования электрических схем и оформления выходной документации в России и за рубежом. Были проведены работы по адаптации ПО к отечественным требованиям, выпущены регламентирующие работу проектировщика инструкции. С октября 2006 г. в ООО «РН-УфаНИПИнефть» приступили к внедрению модуля трехмерного проектирования SmartPlant 3D. Системы трехмерного проектирования имеют следующие преимущества: - сокращение ошибок в проекте за счет функций проверки на коллизии; - автоматическая генерация выходных текстовых документов; - сокращение трудозатрат за счет автоматизированного выпуска чертежей; - простота внесения изменений в проект, взаимная согласованность данных всех проектных дисциплин; - высокое качество и наглядность проектных решений. Модели проектов SmartPlant находятся на сервере в виде баз данных SQL Server и содержат как графическую, так и атрибутивную информацию. Такая архитектура ускоряет обработку трехмерных данных, позволяет пользователям отслеживать изменения в модели в режиме реального времени, упрощает задачу администрирования. Сложное оборудование моделируется непосредственно проектировщиками и при необходимости заносится в общедоступный каталог фрагментов. В дальнейшем фрагменты могут быть использованы в последующих проектах. Новая технология позволяет согласовывать правильность проектных решений на раннем этапе - в модели, в этом случае конечный чертеж будет застрахован от ошибок. Затраты времени на создание 3D-модели объекта компенсируются быстрой ее корректировкой и при необходимости внесением изменений по требованию заказчика или другим причинам. Результат проектной работы - чертежи (виды, разрезы, изометрические схемы) - генерируются с завершенной модели [35]. О переходе к промышленной эксплуатации всей технологической линейки SmartPlant нельзя говорить без предварительной разработки и принятия регламентов проектирования в новых условиях, в частности, необходимо наличие документов, разрешающих выпуск проектной документации в виде изометрических схем, P&ID-диаграмм и др. В основе информационной системы проектирования в среде SmartPlant фирмы Intergraph заложена идея создания и управления всей технической информацией об объекте на протяжении всего цикла его эксплуатации. Для решения этой задачи предназначена корпоративная система документооборота в среде SmartPlant Foundation (SPF) [36]. Система SPF обеспечивает автоматизацию следующих функций: - информационное обеспечение участников проекта; - электронный архив технической и организационно-распорядительной документации; - документооборот - маршрутизация документов и контроль исполнения; - интеграция электронного архива с прикладными программами; - обеспечение информационной безопасности. Данная система функционирует с 2007 г. в ООО «РН-УфаНИПИнефть». Кроме обычного электронного архива, в работу внедрена процедура безбумажного согласования проектной документации Workflow, режим корректировки и передачи замечаний при согласовании - «красный карандаш», передача заданий между смежными подразделениями [35]. Преимущества: · проектирование всех технологических сетей в одном ПО; · создание на начальном этапе внедрения ПО группы разнопрофильных специалистов и апробация всех модулей на одном пилотном проекте; · синергия модуля SPF с проектированием технологических сетей в одном ПО; · возможность публикации данных через интернет-сети. Недостатки: · отсутствие русификации интерфейса; · отсутствие привязки к картографическим данным. Развитие: · интеграция картографического модуля с SmartPlant 3D. ОАО «ТомскНИПИнефть» В ОАО «ТомскНИПИнефть» на основе многолетнего опыта выполнения концептуальных работ разработана методология, сформированы основные подходы к предпроектной оценке капитальных вложений и операционных затрат. Особенности методологии заключаются в поэтапной проработке технических решений, оценке капитальных вложений и эксплуатационных затрат по вариантам и дальнейшем уточнении технических решений по рекомендуемому варианту. Пример последовательности разработки технических решений и выбора оптимального варианта обустройства по указанной методологии ОАО «ТомскНИПИнефть» представлен на рис. 3 [37]. Кроме того, в процессе разработки концепций и накопления опыта активно создаются шаблоны типовых решений с границами эффективности по различным направлениям: трубопроводный транспорт, утилизация газа, энергоснабжение и др. [37-39]. Данные шаблоны позволяют еще на этапе формирования дерева вариантов обустройства исключить все неэффективные решения и оптимизировать разработку концепции актива. Моделирование развития актива Совершенствование технологии выполнения концептуального проектирования вследствие его сложности требует упрощения, автоматизации процесса проработки технических решений по различным вариантам с учетом возможных изменений исходных данных. С этой целью на основе представленной выше методологии ТомскНИПИнефти разрабатывается оригинальный инструментарий - информационная модель технико-экономической оценки (ИМ-ТЭО) [37]. Основное назначение ИМ-ТЭО - проведение экономической экспресс-оценки возможных вариантов развития наземной инфраструктуры месторождения, групп месторождений, региона, которое включает: - ввод и обработку данных о добыче на лицензионных участках, очередности ввода лицензионных участков в эксплуатацию; - определение основных показателей бурения скважин и строительства кустовых оснований; - расчет основных технологических показателей обустройства лицензионных участков; - оценку главных экономических показателей на основе данных о добыче нефти и газа, очередности ввода лицензионных участков и месторождений в эксплуатацию, графике бурения и обустройства [37]. Алгоритм работы функциональных блоков ИМ-ТЭО представлен на рис. 4. Преимущества: · утвержденная методология; Рис. 3. Пример выполнения концептуального проекта обустройства по методологии ОАО «ТомскНИПИнефть» Рис. 4. Алгоритм работы ИМ-ТЭО · комплексная загрузка исходных данных (профиль добычи, картографические данные, стоимостные показатели). Недостатки: · отсутствие ПО для синергии всех расчетов. Развитие: · универсализация расчетной модели, обеспечение применимости для различных регионов России; · интеграция с картографическими базами данных, учет рельефа местности; · разработка модуля многофакторной оценки достижения экономической эффективности; · разработка модулей расчета схем логистики по направлениям: балансовые расчеты систем с вариантами перевозок нефти и нефтепродуктов, технико-экономический анализ вариантов доставки грузов на месторождения и выбор наименее затратного; · создание модуля, который позволит установить взаимосвязь между подземной и надземной составляющими обустройства месторождения. Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми В настоящее время в Филиале ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми реализуется и внедряется система «Концептуального инжиниринга». Разработан регламент выполнения концептуального проектирования в ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» для приоритетных активов компании, в котором отражены: · описание процесса концептуального проектирования; · порядок взаимодействия структурных подразделений; · схема подготовки проекта (рис. 5); · необходимый перечень исходных данных. Для разработки оптимальных систем сбора и обустройства месторождений применяетсяцелый комплекс инструментов концептуального инжиниринга: · информационная система Pilot-ICE; · ICM 2.0; · 3D-моделирование площадных объектов; · расчет интегрированных моделей системы обустройства месторождений. Pilot-ICE. Для структурирования и хранения всей накопленной информации по активам в части проектно-изыскательских работ с 2013 г. был приобретен продукт - информационная система Pilot-ICE. Изначально информационная система представляла собой электронное структурированное хранилище данных с возможностью загрузки и выгрузки информации и функцией ограниченного доступа. В 2018 г. данное ПО было модернизировано с целью отказа от бумажного документооборота внутри направления и повышения контроля выпускаемой документации. На данный момент ПО включает в себя широкий спектр автоматизированных функций: · модуль хранения данных - все выполненные проекты хранятся в соответствии с годом начала проектирования, включая техническую и организационно-распорядительную документацию; · модуль создания и выдачи заданий - позволяет создавать, направлять и отслеживать всю передаваемую информацию. Обеспечивает логистику и структуризацию документов, контроль исполнения сроков выполнения; Рис. 5. Схема подготовки концептуального проекта · модуль согласования документации с заказчиком - проектная документация через системную папку направляется на рассмотрение заказчику непосредственно в ПО, там же происходит процесс согласования. Реализована функция выставления замечаний «красный карандаш». Для каждого проекта предусмотрена возможность переписки исполнителя с представителями заказчика через внутренний чат. Информационная система Pilot-ICE значительно снизила трудозатраты на выпуск проектной документации, количество «рутинной работы», что позволило выделить время инженерам-проектировщикам на решение оптимизационных задач и модернизацию проектных решений. ICM 2.0. Данное ПО является продуктом Ingenix Group и модернизированной версией ICM. С 2015 г. ICM 2.0 используется для расчета технико-экономического обоснования (ТЭО) приоритетных проектов и сравнения стоимостей строительства при многовариантной проработке. Для адаптации данного ПО понадобилось создание собственной базы данных, основанной на реализованных проектах заказчика. Модули ICM позволяют на стадии ТЭО моделировать линейные и площадные объекты, основываясь на картографических данных с возможностью применения стоимостных ограничений (выполнение проекта из учета ограниченности капитальных вложений). 3D-моделирование площадных объектов. Применение инструмента 3D-проектирования началось с появления трехмерной съемки объекта, выполненной на стадии комплексных инженерных изысканий в 2017 г. Разработка модели выполняется комплексом программных продуктов: · CadLib-модель и архив - сведение модели, структурирование модели, администрирование; · ModelStudioCS-Трубопроводы - проектирование технологических объектов; · ModelStudioCS-Строительные решения - проектирование строительных конструкций КЖ КМ; · ModelStudioCS-Кабельное хозяйство - проектирование кабельных трасс электроснабжения, КИП; · AutoDesk Civil 3D-генплан, поверхности. Для ввода в промышленную эксплуатацию было проведено обучение, сформирована рабочая группа специалистов. Применение трехмерного моделирования позволило снизить срок выпуска проектной документации за счет автоматизированного формирования ортогональных чертежей. У инженеров-проектировщиков появилась возможность более качественной и детальной проработки ответственных узлов объекта. С 2019 г. по всем площадочным проектам выполняется 3D-модель. Расчет интегрированных моделей системы обустройства Интегрированная модель представляет собой автономную систему трубопроводов и скважин. Для построения информативной модели необходимо большое количество исходных данных: · пластовые исследования; · показатели разработки; · геолого-физическая характеристика, свойства пластовой нефти и газа, сведения о запасах нефти и газа по месторождению; · конструкция добывающих и нагнетательных скважин (эксплуатационная колонна и хвостовик с указанием глубины спуска, толщин стенки, интервалов изменения толщин стенки); · технологические схемы системы сбора и транспорта нефти, системы поддержания пластового давления (ППД); · перечень промысловых трубопроводов (с указанием внутреннего диаметра и протяженности трубопровода), проектные профили трубопроводов, техническое диагностирование трубопроводов; · паспорта погружного оборудования; · технологический режим работы добывающих и нагнетательных скважин; · информация о текущих фактических параметрах работы скважин Интегрированная модель (ИМ) решает следующие производственные задачи: · оптимизационные расчеты для компенсации недоборов; · расчеты, выполненные на ИМ на период проведения организационно-технических мероприятий, связанных с остановкой фонда скважин, позволяющие компенсировать потери за счет увеличения дебита по другим скважинам на время проведения организационно-технических мероприятий; · оптимизация наземного и подземного оборудования; · расчеты и рекомендации по переводу скважин в ППД (стабилизация падения пластового давления по пластам); · расчеты и выдача рекомендаций по проведению геолого-технических мероприятий. Преимущества: · внедрен комплекс инжиниринговых инструментов; · разработан регламент. Недостатки: · отсутствует синергия всех инструментов в едином информационном пространстве. Развитие: · утверждение и доработка регламента; · создание структурного подразделения «Концептуального проектирования»; · создания единого информационного пространства; · развитие модуля 3D-проектирования. Перечисленные инструменты концептуального проектирования были применены в филиале компании при разработке технико-экономического обоснования Варандей-Адзьвинской группы и Командиршорского месторождений. Для данных приоритетных проектов созданы мультидисциплинарные группы, определен поток исходных данных, согласно регламенту, и осуществлена комплексная оценка. Освоение Командиршорской группы месторождений Для оценки стратегии освоения Командиршорской группы месторождений выполнен пересчет запасов нефти с учетом освоения новых залежей. На основании технического задания была определена концепция оценки добывных возможностей, которая заключалась в выполнении расчетов проектных уровней добычи по двум вариантам ресурсной базы: 1) верхнедевонские залежи Командиршорских месторождений; 2) верхнедевонские залежи Командиршорских месторождений с добавлением среднедевонских перспективных отложений и двух участков - Северо-Мишваньского и Симбейского. Прогнозные уровни оценивались с применением соответствующих вероятностей успехов: Р90 «База» - наибольшая вероятность добывных возможностей верхнедевонских залежей Командиршорских месторождений; Р50 «Развитие» - вероятность 50 % верхнедевонских и среднедевонских залежей Командиршорских месторождений и двух участков - Северо-Мишваньского и Симбейского - с применением Kподтв = 0,423 профиля добычи к перспективным среднедевонским отложениям и вышеупомянутым участкам; наименьшая вероятность успеха Р10 «Развитие ОПЦИЯ» - с максимальными уровнями добычи и набором объектов аналогично варианту Р50, но Kподтв профиля добычи не применялся. В соответствии с каждой вероятностью определены технологические показатели и построены графики добычи (рис. 6, а). Для полученных уровней добычи была проведена многовариантная оценка разработки системы сбора, подготовки, транспорта нефти и газа, поддержания пластового давления, электроснабжения с учетом существующей инфраструктуры и ресурсной базы (рис. 7). В соответствии с исходными данными была разработана блок-схема возможных вариантов сбора, подготовки и транспорта нефти (рис. 8), по каждому из которых в ПО ICM 2.0 и на основании имеющихся удельных показателей рассчитаны проектные мощности и определены экономические показатели (рис. 6, б). Помимо системы обустройства были проработаны варианты по системе ППД и обеспечению электроснабжения, окончательный вариант определен на основании ресурсной базы для проведения СМР, учитывая территориальные особенности строительства. По результатам выполнения ТЭО определен вариант с положительной экономической эффективностью со строительством УПН на уровне добычи Р10, Р50, Р90. Сбор, подготовка и транспорт жидкости - сбор и транспорт НГВЖ на установке подготовки нефти (УПН) «Командиршор» с последующей транспортировкой на терминал «Харьяга» (врезка в МНП «Южное Шапкинское-Харьяга»); Система ППД - начальный период (до 2029 г.) - подача пластовой воды от ПНС на шурфовую насосную станцию с последующей закачкой в поглощающую скважину, после 2029 г. - централизованная закачка от блочно-компрессорной насосной станции до близлежащих кустов в пределах 5-8 км, излишки в поглощающие скважины, локальная закачка на отдаленных кустах по схеме «высоконапорный электроцентробежный насос в водозаборной скважине - закачка в нагнетательные скважины на кусте». Система очистки и транспорта газа - газ с УПН «Командиршор» направляется в газопровод «ЦПС Южное-Шапкинское - КС-6», на газокомпрессорную станцию КС-6 либо на ЦПС «Южное-Шапкинское» для генерации электроэнергии на существующем энергоблоке. Источником электроснабжения в рабочем и аварийном режимах является существующая ПС-110/35/6 кВ «В. Ламбейшорская», со строительством ВЛ-35кВ длиной 50 км до приемной понижающей ПС-35/10кВ «Командиршор». На данный момент проект входит в фазу 2 «Выбор», создается междисциплинарная команда для дальнейшей проработки проектных решений. Технико-экономическая оценка Варандей-Адзьвинской группы месторождений В 2019 г. проведена ТЭО стратегии развития Варандей-Адзьвинского актива. Выполнен оперативный пересчет запасов и предложены варианты уровней добычей в соответствии с вероятностью реализации. а б Рис. 6. Показатели: а - технологические, графики добычи для вариантов Р90, Р50, Р10; б - экономической эффективности Рис. 7. Существующая инфраструктура Рис. 8. Варианты сбора, подготовки и транспорта нефти а б Рис. 9. Стратегия развития Варандей-Адзьвинского актива: а - оптимальная блок-схема обустройства; б - варианты внешнего транспорта нефти Ранжирование инструментов концептуального проектирования по ведущим компаниям нефтегазовой отрасли Наименование инструмента Регламент Информационное пространство / ПО Концептуальная / интегрированная модель Модуль картографической привязки Развитие Итого Ingenix Group 0,6 0,8 0,6 1,0 1,0 4,0 ООО «Газпромнефть НТЦ», ООО «Газпромнефть-Развитие» 1,0 1,0 1,0 0,8 1,0 4,8 ООО «РН-УфаНИПИнефть» 1,0 1,0 0,8 0,4 1,0 4,2 ОАО «ТомскНИПИнефть» 1 0 0,8 0 1,0 2,8 Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г.Перми 0,5 0,3 0,8 0,5 1,0 3,1 Междисциплинарной командой разработаны оптимальная блок-схема системы обустройства (рис. 9, а) и варианты внешнего транспорта (рис. 9, б). Проработка вариантов внешнего транспорта продукции проведена с учетом GSM-модуля в ПО ICM 2.0 (размещение объектов на картографическом материале и оценка капитальных вложений). Определены основные варианты и обозначены риски по ним: · необходимость получения от сторонних недропользователей (ПАО «НК «Роснефть», СП «Башнефть-Полюс») согласия на застройку в пределах горных отводов и разрешения Федерального агентства по недропользованию РФ на застройку земельных участков; · район работ расположен в непосредственной близости от заказника, в связи с этим на участке строительства присутствуют места обитания / произрастания охраняемых видов животных / растений, путей миграции птиц, водно-болотных угодий, что может наложить ограничения на производство работ; · проектная документация на объекты намечаемой деятельности как объект I категории негативного воздействия на окружающую среду. Подлежит Государственной экологической экспертизе с прохождением общественных слушаний. По результатам комплексной оценки, учитывая стоимость реализации и риски, был выбран 1-й вариант (устройство нефтепровода «Установка подготовки нефти № 3 на Западно-Лекейягинском месторождении - точка врезки в нефтепровод «Ю. Хыльчую - Варандей», Ø 273×8 мм, протяженность 141 км). Этот проект ввиду больших капитальных вложений на сегодняшний день не имеет положительного экономического эффекта. В данный момент проектной командой прорабатываются варианты по реализации этого актива с очередностью последовательного ввода месторождений. В первую очередь рассматривается ввод Северо-Сарембойского месторождения с учетом устройства подготовки нефти и линейных сооружений, следующим этапом обозначен ввод Западно-Лекейягинского месторождения. Анализ примененных инструментов концептуального проектирования Для систематизации вышеперечисленного анализа применения концептуального подхода в проектировании данные сведены в таблицу с ранжированием по балльной системе, где значения приняты от 0 до 1 в зависимости от проработки и реализации примененных инструментов (таблица). Анализ данных таблицы свидетельствует, что наиболее успешна стратегия ООО «Газпромнефть НТЦ», так как у них происходит системное развитие концептуального моделирования с наращиванием информации в едином пространстве на основании внутренних регламентирующих документов. В данный момент в Филиале ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми происходит доработка регламента предоставления исходных данных от всех профильных направлений. Следующий этап - выбор подрядчиков по разработке отдельных модулей и объединению их в общем информационном пространстве WellInfo. Данное пространство дает возможность разрабатывать концептуальные модели не только для новых активов, но и для действующих, что позволит принимать оптимизационные решения по разработке и модернизации системы обустройства и поддержания уровня добычи. Параллельно с созданием информационного пространства, основываясь на опыте разработки ТЭО приоритетных объектов, будут формироваться мультидисциплинарные группы для разработки действующих и новых активов, основаные на методиках системного инжиниринга [40-45]. Заключение В сложившихся макроэкономических условиях очень важно на ранних этапах проектирования оценить эффективность и риски разработки актива. На сегодняшний день все крупные нефтегазодобывающие компании обладают в полной мере инструментами концептуального инжиниринга для решения этой задачи. Применение комплексных подходов проектирования не только повышает точность оценки и приводит ее к реальным условиям, но и автоматизирует большой объем рутинной работы, что в свою очередь увеличивает временной ресурс, необходимый концептуальным инженерам для разработки проектных решений. Разработка методик и регламентов обеспечивает типизацию подходов и возможность создания шаблонных решений задач проектирования. Но, стоит заметить, большинство инструментов связано с реализацией новых активов, а общепринятых методик, направленных на развитие и поддержание работы действующих месторождений, не разработано. Данный прогресс необходим, потому что вновь вводимые месторождения зачастую входят в систему обустройства действующего актива, у которого есть ряд крайних технологических параметров, и ввод новых мощностей может полностью парализовать работу системы и добычу нефти. Для развития стратегии концептуального проектирования необходимо выделять не только финансирование на приобретение различных ПО, но и человеческий и временной ресурсы. Только грамотно обученная команда разнопрофильных специалистов способна комплексно подходить к решению технологических задач. Сложившийся опыт при разработке ТЭО Варандей-Адзьвинской группы и Командиршорского месторождений позволяет определить дальнейшее развитие стратегии концептуального проектирования в филиале компании, набор и точность необходимой исходной информации, принципы формирования мультидисциплинарной команды. А использование инструментов концептуального проектирования предоставляет возможность в сжатые сроки выполнить оценку разработки активов и получить оптимальные варианты, основанные на комплексной оценке всех факторов.

Об авторах

Кристина Эрнстовна Кельберг

Автор, ответственный за переписку.
Email: Kristina.Kelberg@pnn.lukoil.com
Россия, 614015, г. Пермь, ул. Пермская, 3а

главный инженер проекта отдела главных инженеров проектов

Надежда Алексеевна Лядова

Email: nadezhda.lyadova@pnn.lukoil.com
Россия, 614015, г. Пермь, ул. Пермская, 3а

кандидат геолого-минералогических наук, доцент, заместитель генерального директора - директор филиала

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 296

PDF (Russian) - 491

PDF (English) - 106

Ссылки

• Ссылки не определены.