Нефть-2030: когда бур станет умнее геолога?

22.12.2017

Россия пока не может похвастаться технологичностью процессов и активным применением инноваций в нефтегазовой индустрии.

Фонд нефтяных и газовых скважин Российской Федерации превышает 100 тыс. единиц, а история отечественного бурения насчитывает уже более 90 лет. Но оставаясь в лидерах по объемам добычи, мы не можем похвастаться технологичностью процессов и активным применением инноваций в нефтегазовой индустрии. В среднем эффективность извлечения нефти в России в два раза ниже, чем на аналогичных европейских месторождениях.

Причин много: геологические условия, уровень внедрения технологий интенсификации добычи, подходы к разработке месторождений. Но одним из главных факторов является низкая компьютеризация отрасли: в России до сих пор оцифровано не более 25-30% скважинного фонда, тогда как в Европе этот показатель близок к 90%.

В условиях нестабильной геополитики и колебаний цен на нефть именно стремление к технологическому лидерству может дать отечественной нефтегазовой индустрии мощный импульс развития, в том числе и на глобальном рынке.

Оцифровка месторождения

Во времена, когда геолог с молотком ходил по тайге и собирал полевые образцы, с одной пробуренной скважины удавалось добыть не более 20% запасов, затем происходила ее быстрая консервация. Такой подход был неэффективен и требовал новых решений. Первые smart wells («умные скважины») появились в США и Европе в начале 2000-х, а спустя еще пять лет добрались до России. Информатизация нефтянки началась с геологического моделирования и геонавигации – разработки математических моделей пласта. На помощь геологам пришли мощные компьютеры, сбор и передача данных стали происходить в режиме реального времени.

Информация о новом месторождении собирается с помощью датчиков на буровой колонне пилотной скважины; геолог, вооружившись полученными данными, строит математическую модель. Она нужна для того, чтобы рассчитать правильное расположение будущих скважин и их траекторию (это особенно важно при горизонтальном и наклонно-направленном бурении). Разница с прежними методами анализа месторождений огромна, особенно с точки зрения экономики проектов.

Без пилотного бурения не обойтись. Но раньше приходилось бурить десятки стволов при цене одного не менее $1 млн. Сейчас бурится «пилот», замеряется дебит и строится математическая модель, которая меняется до тех пор, пока виртуальный дебит не совпадет с реальным. Это означает, что модель построена правильно и можно начинать разработку.

Результат говорит сам за себя: благодаря новым технологиям средний процент добычи со скважины «подпрыгнул» с 20% до 40-45%.

Полученная модель способна прослужить длительное время, обновляясь при бурении новых скважин. С ее помощью можно просчитать экономику проекта: стоимость строительства конкретной скважины, количество углеводородов, которое будет добыто за все время эксплуатации. Именно так происходит оцифровка месторождения.

Научный подход к скважине

Технологии промышленного интернета помогают компании и в дальнейшей работе. В режиме реального времени можно получить информацию о продвижении долота и отдать соответствующие команды, чтобы не допустить проходки вне целевого интервала – выхода за нефтеносный слой. Каждый метр горизонтального ствола, пробуренный вне пласта с углеводородами, выводит из разработки за время «жизни» скважины до 3 тыс. тонн углеводородов ($0,9 млн), а потеря скважины в случае ошибки траектории бурения может стоить до $100 млн.

Научный подход к бурению сократил издержки нефтегазовых компаний на миллионы долларов, а коэффициент извлечения нефти на месторождениях увеличился почти в два раза. Одна пробуренная при помощи моделирования горизонтальная скважина дает в два раза больше нефти, чем пробуренный «вслепую» десяток «вертикалок».

Промышленный интернет для нефтегаза

Лидеры отечественной нефтегазовой индустрии уже активно применяют такие технологии. Оцифрованы месторождения «Роснефти», математические модели пласта строят геологи «Газпром нефти», создал свой центр геомеханического и геонавигационного сопровождения бурения ЛУКОЙЛ. Но это лишь первый этап большого пути цифровизации нефтегазовой промышленности: пока геомоделирование и возможность удаленного управления процессом бурения в режиме реального времени применяется менее чем на трети месторождений.

Пока мы «раскачиваемся», Европа делает следующий шаг, внедряя технологии полной автономности и самостоятельности буровых установок. Правда, речь идет о внедрении технологий промышленного интернета вещей во все процессы, происходящие выше устья скважины, то есть не под землей. Например, на известном месторождении Гронинген (Нидерланды) на скважинах установлены датчики, которые по оптическому каналу связаны с компьютерной программой в расчетном хабе.

Программа способна самостоятельно анализировать информацию и принимать решения по определенным алгоритмам. Она «понимает», что если со скважины поступило газа меньше обычного, а команды такой не было, то, скорее всего, скважина обводнена, требуется ремонт, о чем поступает соответствующий сигнал. Программа также способна синхронизироваться со спутником, получать прогноз погоды и в зависимости от него регулировать подачу газа: открывать и закрывать заслонки, в холода увеличивая его поток потребителям, а в другие дни закачивать лишнее в газохранилища.

Оцифрованные месторождения, внедрение промышленного интернета – подключение к интернету «железа», работающего под землей, и даже частичная самостоятельность наземных объектов скважинной инфраструктуры – все это уже существует. Следующая технологическая задача, которую предстоит решить инженерам, – сделать все пространство месторождения цифровым и самостоятельным, а долото умным, то есть перенести принятие решения под землю.

Это необходимо по двум причинам. Первая обусловлена высокими стандартами безопасности, требующими устранить человека из зоны добычи. Вторая связана с постепенным ухудшением запасов на месторождениях: скважины становятся все более глубокими и сложными, в результате чего передача данных затрудняется. Сейчас она возможна по гидравлическому или электромагнитному каналам, а это значит, что процесс нередко требует остановки бурения, дублирования замеров, а также наличия целого ряда ограничений на траекторию скважины. Возможность обработки полученной информации внутри скважины станет настоящим технологическим прорывом.

Бур (долото) будет снабжен не только сенсорами для сбора информации, но и программой, которая будет эти данные анализировать, изредка отчитываясь, где бур находится и какие действия намерен совершить. В основе такой разработки будет технология big data («большие данные») – математический анализ и поиск одинаковых паттернов. Данные из разведочной скважины будут загружаться в программу подземного робота, который при бурении каждого нового интервала траектории сможет сверяться с заложенной моделью, самостоятельно принимая решение, куда ему следует отклониться, чтобы обеспечить совпадение информации. Технологически реализовать это возможно уже сегодня, а для того чтобы обработать данные, хватит мощностей современного компьютера. Понимая это, крупнейшие мировые нефтесервисные компании активно ведут разработки в данном направлении.

Дать прогноз возможных сроков внедрения такой технологии в России сложно. Но не в силу нашей технологической отсталости. Возложить решение на робота тяжело психологически: сложно признать, что робот лучше геолога. Невозможно представить, что многие важнейшие процессы могут осуществляться без участия человека.

Но не исключено, что именно российские инженеры одними из первых создадут такие решения.

 Богатейшая история отечественной нефтегазовой промышленности, глубокая научная и практическая экспертиза, высокий уровень наших программистов – хорошая база для того, чтобы добиться лидерства не только в добыче, но и в разработке технологий для нефтегазового комплекса.

Активная интеграция передовых разработок в отрасли позволит найти ее будущие точки роста, в том числе и на мировом рынке, а российские технологические компании с решениями oil&gas tech сыграют в этом процессе важнейшую роль. Они уже меняют привычный ландшафт отечественного рынка нефтегазовых технологий, на котором еще вчера были представлены только иностранные компании, и становятся активными международными игроками. Судя по историям успеха некоторых нефтегазовых технологических компаний за рубежом, Россия вполне может потеснить крупнейших западных игроков, а в перспективе нескольких лет захватить лидерство в отдельных сегментах рынка технологических решений для нефтегазовой промышленности.





Авторизация


регистрация

Размещение видеороликов

События

05.04.2021
XIV съезд Союза нефтегазопромышленников России Подробнее »

19.03.2021
16 марта 2021 года в Центре цифрового лидерства состоялся саммит деловых кругов «Сильная Россия - 2021» Подробнее »

06.03.2021
Саммит "Сильная Россия - 2021" Подробнее »

19.01.2021
Поздравляем Председателя совета директоров ГК «АКРОС» В.А. Куксова с юбилеем Подробнее »

18.11.2020
В «ПРЕЗИДЕНТ-ОТЕЛЕ» состоялся XV НАЦИОНАЛЬНЫЙ КОНГРЕСС «МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ» Подробнее »

Другие
новости »

Конференции, выставки

Другие
конференции
и выставки »

Рейтинг@Mail.ru

admin@burneft.ru