Інтелектуальна свердловина» - що це

(Опубліковано в №11/2011 журналу «Нафта. Газ. Новації, головна тема якого «Інтелектуальні свердловини»)

Одна з найцікавіших тем сучасної нафтогазової справи – "інтелектуальна свердловина" – викликала у присутніх непідробний інтерес. Почалася жвава дискусія. Обговорювали як саме поняття "інтелектуальна свердловина", так і досягнення в галузі автоматизованого керування її роботою. До речі, вперше термін "інтелектуальна свердловина" було запропоновано професором РДУ нафти та газу ім. І.М. Губкіна, доктором технічних наук Валерієм Володимировичем Кульчицьким. Саме він уперше в СРСР створив технологію проведення похило спрямованих та горизонтальних свердловин, оснащених вітчизняними безкабельними забійними телеметричними системами з електромагнітним каналом зв'язку. Минали роки, і хоча це поняття міцно вкоренилося у термінології фахівців нафтогазової галузі, досі суперечки довкола нього не вщухають. У перекладі з латинського "інтелект" означає "пізнання, розуміння, розум". Існує аналогічний термін, запропонований зарубіжними фахівцями та вживаний досить часто, smartwell (розумна свердловина). Що ж мають на увазі під цими визначеннями спеціалісти сучасної нафтогазової справи? Які компанії досягли успіхів у галузі розробки та впровадження технологій та обладнання, пов'язаних з "інтелектуальними свердловинами"? Наводимо думки фахівців, які взяли участь у круглому столі "Інтелектуальна свердловина", а також виявили інтерес до теми "інтелектуальне родовище" та надали матеріали для цього номера.

"Інтелектуальна свердловина" - термін. широкого значення, є різні рівні "інтелектуальності"

Тед Бостік /віце-президент з оптико-волоконних систем, директор напряму "Моніторингпласта" компанії Weatherford/

Олександр Муравйов /директор напряму "Оптимізація видобутку та тестування свердловин" компанії Weatherford в Україні/

[Тед Бостик]: "Розумна", або "інтелектуальна свердловина", як правило, включає систему підземних датчиків і регулюючих клапанів, які дозволяють вжити заходів для оптимізації видобутку або закачування. Проте можна назвати "інтелектуальною" свердловину, на якій встановлений лише один із цих двох видів пристроїв - або датчики, або клапани свердловинного контролю. Інший приклад - свердловина з підземним клапаном-відсікачем, що працює лише у двох режимах: ВІДКРИТИЙ/ЗАКРИТИЙ. Альтернативний варіант - регульований дросельний клапан з можливістю роботи на штуцерах різного розміру, що надає більше можливостей для керування зональним припливом або закачуванням. "Інтелектуальна свердловина" - термін дуже широкого значення і є різні рівні "інтелектуальності", які можуть бути реалізовані. В окремих випадках багатозональна свердловина може бути оснащена лише одним підземним датчиком тиску та температури, але кількома клапанами, що регулюють. Та ж свердловина крім датчиків тиску/температури може мати також витратоміри в кожній зоні та розподілені датчики температури стовбура свердловини. Обидва приклади конструкції надають різні можливості для моніторингу та розуміння особливостей видобутку/закачування по окремих зонах.

[А. Муравйов]: Провідні закордонні нафтогазові компанії давно та успішно працюють у напрямі "інтелектуалізації" свердловин. Всебічний контроль параметрів у процесі розробки дозволяє збільшити коефіцієнт отримання нафти, підвищити економічну ефективність та безпеку виробництва. Останнім часом в Україні все більше увагиприділяється інтелектуалізації свердловин. Приходить розуміння переваг та економічної доцільності оснащення свердловин системами моніторингу. Це важливо для оперативного контролю та своєчасного прийняття рішень щодо ГТМ, контролю та підтримки пластового тиску, інтерпретації даних гідродинаміки з метою виявлення геологічних особливостей пласта на значній відстані від свердловини та уточнення запасів. Системи постійного моніторингу підвищують безпеку та знижують собівартість, оскільки знімають необхідність періодично зупиняти свердловину для виконання ГДІС манометрами, що спускаються на дроті або кабелі.

[Тед Бостік]: У перспективі має бути створення нового покоління датчиків для роботи при більш високих температурах і тисках, удосконалення свердловинних сейсмоакустичних датчиків, а також розробці безкабельних систем. Удосконалення свердловинних клапанів включає мінімізацію гідравлічних та електронних ліній управління, спрацьовування клапана за радіочастотним кодом (RFID), генерацію електроенергії в свердловині для роботи клапанів та датчиків.

“Інтелектуальна свердловина” – це свердловина, яка. здатна самостійно підлаштовуватися під умови, що змінюються. ”

О.М. Лопухов /інженер з розробки родовищ ВАТ "Самотлонафтогаз"(м. Нижньовартовськ)/

Інтелектуальна свердловина" - це свердловина, яка працює самостійно виходячи з режиму, заданого гідродинамічною або технологічною моделлю (наземною інфраструктурою), і здатна самостійно підлаштовуватися під умови системи, що змінюються (якщо це діюча експлуатаційна свердловина). Зарубіжні компанії Shell, SPD, Chevron, українські компанії - Роснефть, Татнафта, ТНК-BP досягли певних успіхів у галузі розробки тавпровадження технологій та обладнання, пов'язаних з "інтелектуальними свердловинами". Це в основному системи моніторингу та контролю за роботою свердловин, у деяких випадках – віддалений механізм управління. В Україні робота ведеться не настільки активно, оскільки інтелектуалізація свердловин призведе до скорочення фахівців робочих спеціальностей і, як наслідок, до безробіття. Ще одним чинником і те, основні родовища пробурені давно і перебувають у пізньої стадії експлуатації, тобто. обладнання застаріле, а видобуток вуглеводнів падає. Відповідно, інвестиції, вкладені в ці проекти, матимуть значну величину та тривалий термін окупності. За кордоном склалася загалом аналогічна ситуація. Я вважаю, що стан нафтогазової галузі характеризується недостатньою автоматизацією, застосуванням морально застарілого та зношеного обладнання, зниженням нафтовидобутку на родовищах, що експлуатуються, все більшою віддаленістю освоюваних родовищ, підвищенням частки важкої нафти зі шкідливими домішками і т.д. В умовах підвищення конкуренції з боку закордонних виробників модернізація нафтового машинобудування та підвищення ефективності нафтовидобування життєво необхідні для забезпечення енергетичної безпеки та стабільного економічного розвитку країни.

"Інтелектуальна свердловина" - це комплекс обладнання, що працює в автоматичному режимі”

А.В. Ільїн / заступник головного конструктора ЗАТ "Електон" (м. Райдужний) /

Цей комплекс збирає інформацію від приладів та датчиків, первинно діагностує, фільтрує від явно помилкових даних. Потім передає дані на верхній рівень, де вже потужні програмні комплекси під контролем висококваліфікованих фахівців їх обробляють та видають.висновок. Після отримання висновку приймається рішення (автоматично або фахівцем) для продовження роботи у вибраному режимі або його корекції, далі надходить команда обладнання свердловини для виконання прийнятого рішення. На мій погляд, термін "інтелектуальна свердловина" звучить надто голосно, технічно грамотнішим було б назвати її "високоавтоматизована" або "технологічно контрольована". Практично всі великі ПК нині активно впроваджують існуючі та розробляють свої технології. Хочу зазначити, що чимало приватних, невеликих компаній також активно займаються цим напрямком.

"Під "інтелектуальними свердловинами" невірно розуміються техніко-технічні рішення в галузі автоматизації та телемеханізації процесів нафтогазовидобутку, тому що вони не відповідають . п'яти принципам.."

В.В. Кульчицький /виконавчий директор НТО нафтовиків та газовиків ім. акад. І.М. Губкіна,професор, д.т.н.,академік РАЄН, заст. завідувача кафедри буріння нафтових та газових свердловин РГУ нафти та газу ім. І.М.Губкіна/

«Присутність інтелекту… передбачає можливість самостійної оптимізації багатьох внутрішніх параметрів системи…»

В.В. Лазуткін /генеральний директор ТОВ "Текстоун"/

Присутність інтелекту в будь-якій системі, будь вона інженерна (свердловина) або навіть біологічна (людина), передбачає можливість самостійної оптимізації множинних внутрішніх параметрів роботи системи по відношенню до різноманітних впливів зовнішнього середовища, що змінюються. Наявність ефективного зворотного зв'язку дозволяє системі "вчитися" і автономно працювати з високим ККД за найбільш економічних умов, що задаються ззовні або самостійно. Термін "інтелектуальна свердловина"вважаю цілком вдалим. Думаю, що його актуальність зросла буквально останні 2-3 роки. Сучасний розвиток технологій дозволяє реалізувати унікальні інженерні рішення, ще зовсім недавно недоступні. Поки що я бачу реальні успіхи лише у західних компаній. В Україні ця робота тільки починається, і ми відстаємо від західних колег. Проте все можна надолужити. Виходячи зі світового досвіду та досвіду наших американських партнерів можна сказати, що "інтелектуальні" системи почали активно застосовуватися порівняно недавно, і зараз розвиток у цій галузі йде швидкими темпами. Нещодавно колеги демонстрували нам IPhone, з якого в Колорадо управлялися 80 свердловин в режимі реального часу. З одного боку, це вражає, з іншого боку, спонукає активно працювати в цьому напрямку в Україні. Отримати доступ до подібних технологій ми пропонуємо російським нафтовим компаніям вже зараз.

«Поняття "інтелектуальна свердловина" включає широкий комплекс концептуальних розробок у галузі нафтогазодобування...»

О.С. Тотанов /головний спеціаліст УДНГ ВАТ "Самаранафтогаз"/

Д.С. Давидов /провідний технолог ВАТ "Самаранафтогаз"/

Условосполученні "інтелектуальна свердловина" слово "інтелектуальна" є ключовим. Інтелект - це здатність до вирішення неформалізованих завдань, тобто тих, які не можна вирішити шляхом традиційних математичних функцій. У той же час поняття "інтелектуальна свердловина" включає широкий комплекс концептуальних розробок в галузі нафтогазовидобутку: оптико-волоконні системи розподілених датчиків тиску, температури і вібрації, виконавчі та вимірювально-реєструвальні пристрої як наземного, так і свердловинного розміщення, інноваційні пакерно-якірніпристрої, у тому числі для технологій одночасно-роздільної експлуатації свердловин, сучасні інтелектуальні станції управління технологічними процесами видобутку нафти та газу, а також ремонту свердловин та підвищення нафтогазовіддачі пластів. На даному етапі розвитку "інтелектуальних систем" у галузі нафтогазовидобутку термін "інтелектуальна свердловина" вважаю вдалим, проте в майбутньому правильніше говоритиме про "інтелектуальне родовище", оскільки система розвивається не тільки в напрямку "пласт свердловина - ГНО", вона захоплює і суміжні області , такі як підготовка, транспортування нафти тощо. В даний час на ринку існує безліч виробників, які досягли певних успіхів в галузі адаптивного управління свердловиною: "Електон", "Тріол", "Інтес", "Оріон", Danfoss, Weatherford та інші. Так, у 2010 році у ВАТ "Самаранафтогаз" проведено успішні дослідно-промислові випробування адаптивної СУ "АСУДН" виробництва ЗАТ "Електон". У ході випробувань було отримано очікуваний ефект здійснення виведення свердловин на постійний режим роботи в ускладнених умовах, а також отримано приріст дебіту нафти. Більшість родовищ в Україні сьогодні знаходяться на пізній стадії розробки, яка характеризується значним збільшенням впливу ускладнюючих факторів, таких як переміщення основних об'єктів видобутку в регіони зі слаборозвиненою інфраструктурою, збільшення глибини залягання пластів нафти та газу, наявність у пластовій рідині корозійно-активних та абразивних речовин, підвищення тиску, температури, в'язкості та газового фактора. Все це вимагає розробки абсолютно нової ефективної системи моніторингу, аналізу, діагностики та управління роботою системи "продуктивний пласт - свердловина - обладнання для свердловин". Роботу в цьому напрямі стимулюєстворення спільних із зарубіжними компаніями шельфових та офшорних проектів. Як відомо, сьогодення колись стане минулим, а майбутнє сьогоденням. Не так давно станції управління УЕЦН використовувалися лише для подачі напруги живлення на ПЕД, ні про які захисти ЕПО і мови не було, проте тепер ми не можемо собі уявити сучасну станцію без основних захистів від ЗП або ЗСП. Таким чином, необхідно сьогодні працювати продуктивніше, з повною віддачею, оскільки без сьогодення немає майбутнього.