Сегодня большое количество нефтяных месторождений, в том числе и в Пермском крае, добывают меньше сырья, чем раньше. Это связано с тем, что запасы постепенно истощаются, и качать нефть становится труднее. От этого растут затраты на добычу и эксплуатацию оборудования. В связи с этим отрасль стремится внедрить цифровые высокотехнологичные системы, которые смогут оптимизировать энергопотребление, снизить время между отказами оборудования и сократить количество непредвиденных ситуаций. Уже существует ряд цифровых систем управления добывающими скважинами, однако они направлены на оптимизацию работы отдельно каждой из них и не могут оптимизировать сразу несколько скважин одновременно. Также они не учитывают осложняющие добычу факторы, время суток и историю эксплуатации оборудования. Из-за этого компьютер не может точно спрогнозировать отклонения в работе. Ученые Пермского Политеха разработали модель, отличительными чертами которой являются учет наличия периферийного оборудования, оптимизация работы всех скважин с учетом их взаимовлияния друг на друга.
Ученые Пермского Политеха разработали систему, которая оптимизирует работу по добыче нефти / ©Getty images
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Applied system innovation. Автоматизированная система управления представляет собой комплексный программный продукт, обеспечивающий функции постоянного мониторинга и контроля параметров работы нефтяной скважины, а также вспомогательного технологического оборудования. Она состоит из трех уровней — верхнего, среднего и нижнего.
В нижней части система собирает физические параметры, после чего переводит их в цифровой вариант. На следующем этапе полученные данные анализируются и уже на верхнем уровне серверы реализуют информационные, вычислительные и управляющие функции с помощью программного обеспечения.
«Работа всех разработанных модулей заключается в анализе параметров работы скважины, численном моделировании производственных процессов, определении оптимального режима работы и приведении параметров работы скважины к оптимальному режиму», — рассказывает доцент кафедры нефтегазовых технологий, кандидат технических наук Павел Илюшин.
Самые важные и многочисленные процессы происходят на верхнем уровне, поэтому его было решено разделить еще на четыре модуля: «Осложнения», «Оптимизация потребления электроэнергии», «Обеспечение дебита скважины», «Прогнозирование отклонений в работе оборудования». Также эта часть может работать в двух режимах: рекомендательном и автоматическом. В первом случае результаты анализа работы скважины и предложения по проведению работ будут носить рекомендательный характер, а в другом система будет брать работу на себя.
Уже сейчас разработана программа и методика тестирования цифровой автоматизированной системы контроля и оптимизации работы фонда скважин. Внедрение разработки ученых Пермского Политеха не только сможет создать единое информационно-аналитическое пространство на нефтяном месторождении с большим количеством добывающих скважин, но и оптимизировать все операционные параметры при добыче нефти. Реализация и введение отечественного программного продукта по управлению кустом скважин усилит технологический суверенитет страны в сфере нефтедобычи.
