Наука и технологии России

Вход Регистрация

Кибернефть

Учёные Томского политехнического университета (НИ ТПУ) разрабатывают программно-аппаратный комплекс для нефтегазодобывающей отрасли. Это будет система мониторинга и управления разработкой «интеллектуального» месторождения.

«Наш коллектив (к.т.н., доцент кафедры оптимизации систем управления В. П. Комагоров, аспирант кафедры А. О. Савельев, зав. лабораторией А. В. Марчуков и др.) пытался привнести в традиционную нефтегазовую индустрию то, чем богаты в IT – в области высокопроизводительной, интеллектуальной обработки данных, построения информационных систем, эффективного сбора и агрегирования информации», – рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры оптимизации систем управления Института кибернетики ТПУ, доктор технических наук Александр Замятин.

Справка 1
В настоящее время активно развивается концепция «интеллектуального» месторождения. Используется ряд понятий.
«Интеллектуальная» скважина – комплекс наземного и подземного оборудования скважины, включающий в себя погружную и наземную телеметрию (датчики, приборы, микропроцессорные контроллеры) для непрерывного сбора и обработки информации о работе системы «пласт – скважина – насосная установка» и обеспечения функционирования этой системы в заданном режиме автоматически либо при изменении режима функционирования оператором добычи.
«Интеллектуальная» кустовая площадка – автономная группа «интеллектуальных» скважин и комплекс измерительного оборудования, расположенные в пределах контура месторождения и оснащённые микропроцессорным блоком, обеспечивающим мониторинг состояния скважин и передачу технологической информации в автоматизированный диспетчерский пункт.
«Интеллектуальное» месторождение – объединение «интеллектуальных» кустовых площадок, располагающее автоматизированным диспетчерским пунктом, содержащим коммуникационное и серверное оборудование и автоматизированные рабочие места производственного персонала для оперативного решения задач управления разработкой месторождения

Работы проводились по ФЦП «Исследования и разработки» в 2013 году. Объём финансирования – 4,8 миллионов рублей.

Преимущество создаваемого программно-аппаратного комплекса – возможность объединить и учесть все данные о месторождении. «Мы проводили патентный поиск, изучили значительный объем источников, – говорит Александр Замятин. – Прямых аналогов нашей разработки нам не встретилось. Каждый производитель программного или аппаратного обеспечения предлагает решение какой-то отдельной узкоспециализированной задачи. А мы пытаемся найти интегрированное решение, комплексно подойти к вопросам информационного обеспечения и интеллектуальной обработки данных в нефтегазодобывающей отрасли».

Концепция «интеллектуального» месторождения предполагает создание высокоэффективных систем мониторинга и управления разработкой, которые учитывают структурные особенности этих месторождений и применение которых обеспечит значительное повышение уровня добычи нефти и газа, а также сократит производственные издержки (в том числе, численность персонала). Учёные стремятся к тому, чтобы частично или полностью заменить человека в технологических процессах. Думать и принимать решения будет машина. Многие этапы будут автоматизированы. Это, с одной стороны, сократит количество ошибок – всё-таки человеческий фактор. А с другой – позволит оптимизировать многие бизнес-процессы в части персонала, так как снизит требования к квалификации сотрудников за счёт средств поддержки принятия решения и интеллектуальной обработки данных.

Созданная томскими учёными система мониторинга включает три подсистемы:

а) сбор геолого-технологической информации;

б) автоматизированный диспетчерский пункт;

в) центр управления разработкой месторождений.

Подсистема сбора геолого-технологической информации осуществляет мониторинг «интеллектуальных» скважин и кустовых площадок, формирует и передаёт данные в автоматизированный диспетчерский пункт. Этот пункт предназначен для оперативного управления разработкой всего «интеллектуального» месторождения (см. рисунок ниже). Он содержит автоматизированные рабочие места производственного персонала, ведёт сбор, обработку и хранение данных о текущем состоянии разработки.

Автоматизированный_диспетчерский_пункт Укрупнённая структура автоматизированного диспетчерского пункта (АРМ – это автоматизированное рабочее место)

Справка 2
Для повышения качества проектирования, контроля и управления разработкой месторождений углеводородов используются цифровые постоянно действующие геолого-технологические модели месторождений (ПДГТМ). Они представляют собой объёмную имитацию месторождения, хранящуюся в памяти компьютера в виде многомерного объекта. Использование ПДГТМ позволяет эффективно решать несколько задач. В частности, уточнять геологическое строение месторождения в процессе бурения новых скважин, рассчитывать различные варианты разработки, прогнозировать темпы отбора добывающих скважин, определять экономические параметры работы и т.д.
Обычно построением ПДГТМ занимаются в научно-исследовательском и проектном институте, а затем передают модель нефтегазодобывающему предприятию на сопровождение (рисунок внизу).

ПДГТМ Схема построения и сопровождения постоянно действующей геолого-технологической модели месторождений (ПДГТМ)

На сегодняшний день существуют несколько факторов, ограничивающие применение ПДГТМ: нет технологии оперативного сбора и хранения геолого-технологической информации о текущем состоянии разработки месторождения, адаптация ПДГТМ к состоянию разработки месторождения ручная, не автоматизированная, и, как следствие, она низкого качества

Центр управления разработкой месторождений – главный компонент системы. Он осуществляет непрерывный сбор и хранение геолого-технологической информации по всем месторождениям с помощью корпоративной вычислительной сети предприятия, а также автоматизированную адаптацию ПДГТМ (см. справку 2 вверху) к текущему состоянию разработки, планирование и формирование оптимальной стратегии разработки месторождений.

Результаты исследований можно использовать при построении опытных и промышленных образцов систем мониторинга и управления разработкой нефтегазовых месторождений.

РЕЙТИНГ

3.75
голосов: 4

Обсуждение