1. 40
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И№4 апрель • 2009
: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Проблемы нефтегазовой отрас-
ли, связанные со все увеличивающи-
мися потребностями в энергии, не-
хваткой технических специалистов,
освоение месторождений с меньши-
ми экономическими запасами угле-
водородов в них, становятся все бо-
лее значительными. Это даже более
важно, чем принятие быстрых, точ-
ных и обоснованных решений опе-
раторами по разработке месторож-
дений, с эффективным и на новом
уровне использованием экспертизы
опытных специалистов.
В отрасли рассматриваются воз-
можности информационных тех-
нологий (information technologies
– IT), которые могут расширить
доступность технической экспер-
тизы и позволят принимать обосно-
ванные научные бизнес-решения
по оценке месторождения. Гибкие
системы автоматизации процессов
позволяют учитывать технологиче-
ские особенности добычи на инже-
нерном уровне и включать их в вы-
числительную среду, в которой они
могут интегрироваться с система-
ми управления бизнес-процессами
(Business Process Management –
BPM) для создания автоматизиро-
ванных технологических процессов
добычи на месторождениях. Первое
внедрение таких систем позволило
повысить эффективность техно-
логических процессов добычи, по-
влияло на снижение трудозатрат
персонала, которые требовались
для завершения повторяющихся
рабочих операций в процессе до-
бычи, улучшения учета неопреде-
ленностей на уровне принятия
бизнес-решений и, самое важное,
увеличение добычи из продуктив-
ного коллектора.
Оптимизация
показателей добычи
благодаря интегрированию
процессов
M. Szatny, Landmark
Программная среда гибкой автоматизации технологических процессов обеспечивает значительные
преимущества при автоматизации и модернизации
Увеличение добычи
на месторождениях
Интегрированные (на уровне
месторождения) технологические
процессы добычи позволяют опе-
ратору обеспечить важные произ-
водственные показатели, особен-
но работающему на находящихся
далеко от берега морских место-
рождениях, где могут возникнуть
трудности с привлечением различ-
ных экспертов, необходимых для
выполнения ежедневных работ. В
качестве примера, какую пользу
можно получить от использования
программной среды автоматизации
технологических процессов добы-
чи возьмем компанию, эксплуати-
рующую глубоководную плавучую
платформу и систему добычи, хра-
нения и выгрузки добытой продук-
ции (Floating Production, Storage
and Offloading system – FPSO).
Персоналу компании, работаю-
щему на FPSO, установили жесткий
срок получения первой нефти в
проекте разработки месторожде-
ния с соблюдением строгих эколо-
гических стандартов. Этот проект
разрабатывался с использовани-
ем технологий и прикладных си-
стем различных областей техники.
Объединение разных по существу
прикладных систем и данных, ис-
пользование их в связанных друг с
другом технологических процессах
на месторождении привело к воз-
никновению значительных трудно-
стей. Важно иметь возможность ис-
пользования значимых данных из
каждой существующей прикладной
системы и уникальной информации
из каждой области техники.
Гибкая автоматизация техноло-
гических процессов. При реализа-
ции проекта персонал на FPSO мог
воспользоваться тремя вариантами
создания комплексных автомати-
зированных технологических про-
цессов, которые были необходимы
для удовлетворения сроков и целей
выполнения проекта:
• обеспечением соответствия
требованиям;
• заменой процесса;
• обеспечением технологий.
Обеспечение соответствия
требований, как правило, все же
очень сложный подход, где при-
ходится использовать существу-
ющие неавтоматизированные
прикладные системы, системы
бизнес-уровня и данные. При
этом варианте дело часто закан-
чивается разработкой компьютер-
ной пользовательской программы
или даже программ составления
крупноформатных электронных
таблиц. Этот подход может обе-
спечить немедленное решение, но
мониторинг процессов во времени
будет затруднителен.
Второй вариант заключается в
замене существующих автоном-
ных прикладных систем на ком-
плексное законченное решение
одного провайдера, в котором все
функциональные возможности
заключены в единственную про-
граммную среду. Однако боль-
шинство компаний предпочита-
ют сохранить свои значительные
инвестиции в существующие си-
стемы и программные средства.
И при объединении пакет этих
опций может не обеспечить тех
функциональных возможностей
и гибкости, которыми обладают
предыдущие, лучшие из аналогов
программные решения.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2. 41№4 • апрель 2009
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И
: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Третий подход, который обе-
спечил успех персоналу FPSO,
связан с внедрением программ-
ного решения для автоматизации
технологических процессов, по-
зволяющем использовать биз-
нес- и техническую информацию
и прикладные системы в интегри-
рованном процессе добычи на ме-
сторождении. В рассматриваемом
случае это решение было необхо-
димо для учета комплекса различ-
ных процессов, обычно исполь-
зуемых при эксплуатации многих
месторождений. В него входят
такие процессы, как оценка ре-
зультатов исследований скважин,
исследование при остановке сква-
жин и анализ, контроль и оптими-
зация параметров добычи, а также
анализ падения добычи.
Самым важным было то, что
программная среда автоматиза-
ции технологических процессов,
выбранная персоналом FPSO, была
достаточно гибкой, что позволило
использовать самые лучшие из
аналогов программные средства
для простых и сложных процессов.
При использовании такого подхода
персонал смог создать повторяю-
щиеся технологические процессы
на основе самых лучших своих и
используемых в отрасли практи-
ческих аналогов, что позволило
лучше управлять процессами до-
бычи. В итоге это также позволило
персоналу выдержать свой времен-
ной график и начать использовать
систему для отслеживания увели-
чения суммарной добычи. Хотя по-
лученные результаты еще требуют
точной количественной оценки,
тем не менее, можно ожидать, что
они будут соответствовать прогноз-
ным оценкам Cambridge Energy Re-
search Associates, сделанным для
первых операторов, внедряющих
цифровые технологии на нефтяных
месторождениях: увеличение добы-
чи приблизительно на 4 %, увели-
чение коэффициента нефтеотдачи
коллектора приблизительно на 3 %
и сокращения затрат до 9 %.
Технологические процес-
сы, автоматизированные FPSO-
персоналом. Ниже рассматрива-
ются три примера технологических
процессов, используемых в обыч-
ных и критических условиях,
которые персонал FPSO автома-
тизировал и объединил с бизнес-
процессами для решения своих
задач.
Исследования скважин. Это
очень простой процесс, но он из
тех, которые жизненно важны
для успешного распределения до-
бываемых жидкостей. Это работа,
которая повторяется на протяже-
нии продуктивного периода жизни
скважины. Здесь важным является
согласованное завершение иссле-
дования каждой скважины. Все это
делает процесс исследования сква-
жин основным для автоматизации.
Используя программную среду ав-
томатизации технологических про-
цессов, персонал платформы смог
эффективно систематизировать и
отслеживать каждую из продук-
тивных скважин месторождения
для обеспечения согласованности
результатов.
Используя программную среду
автоматизации технологических
процессов, персонал платформы
смог автоматизировать многие из
простых, но отнимающих много
времени, выполняемых вручную
этапов процесса исследований
скважин (рис.). Каждый раз при
исследованиях скважин должны
быть сделаны определенные оцен-
ки, расчеты и уточнения, чтобы
целевые показатели добычи и рас-
пределения добываемой продук-
ции оставались точными. За счет
автоматизации индивидуальных
задач персонал может уменьшить
суммарное время, затрачиваемое
технологами и промысловыми ин-
женерами на каждое исследова-
ние. Например, исследования сква-
Оценка результатов испытаний скважины
Рис. 1. Автоматизация позволяет работающему на месторождении персоналу
механизировать многие из утомительных этапов оценки результатов исследования
скважин и уменьшить продолжительность цикла исследований:
1 – процесс исследования скважины; 2 – анализ и введение вручную недостающих данных
(например, результатов лабораторных испытаний); 3 – утверждение и публикация отчета
с результатами исследований; 4 – продолжение оценки результатов испытаний скважины;
5 – нужно ли повторить исследование скважины? 6 – задание ограничений для параметров
модели; 7 – изменение параметра/пределы; 8 – утверждение результатов; 9 – среда
обнаружения исследуемой скважины; 10 – сигнал предупреждения промысловому инженеру;
11 – выборка данных исследований скважины из базы данных истории исследований;
12 – подготовка отчета с результатами исследований скважины; 13 – выполнение
проверки данных; 14 – проверка стабильности измерений; 15 – Стабильны ли измерения?
16 – расчет значений рабочих точек в условиях проведения исследования; 17 – изменились
ли характеристики? 18 – обновление моделируемых параметров (в границах предельных
значений); 19 – согласуются ли моделируемые значения параметров с измеренными при
исследованиях скважины? 20 – генерирование отчета с результатами оценки исследований
скважины; 21 – архивирование старой модели, сохранение новой модели; 22 – составление
отчета о новом потенциале скважины и ввод его в базу данных показателей добычи
Рабочая группа Промысловый инженер Среда автоматизации технологических
процессов
Да
Да
Да
Да
Да
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Исследование
скважины
Составление отчета
с результатами исследования
скважины
1
2
3
4
6
8
22
21
20
18
16
14
13
12
11
10
9
5
7
15
17
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

3. 42
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И№4 апрель • 2009
: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
жин традиционно дают неполные
данные. Поэтому группе, проводя-
щей испытания, приходится кри-
тически анализировать данные и
добавлять недостающую информа-
цию, например, используя данные
лабораторных испытаний. К этому
моменту промысловый инженер
должен проверить представленные
в отчете данные с помощью моде-
ли, используемой для калибровки
скважины, скорректировать пара-
метры модели, если будет нужно,
перед окончательным одобрени-
ем и включением в базу данных
результатов. Программная среда
автоматизации технологических
процессов позволяет автоматизи-
ровать эти этапы и генерировать
предупредительные сигналы для
персонала в случае аномалии. Ис-
пользуя эту технологию, персонал
FPSO смог сократить время, тре-
буемое для проверки результатов
исследований скважин, с одного
дня до 15 мин.
Исследования при остановке
скважины, используемые для опре-
деления основных параметров кол-
лектора, также приводят к простою
скважины, который очень дорого
обходится на морских месторожде-
ниях. За счет автоматизации этого
технологического процесса персо-
нал FPSO может в автоматическом
режиме в реальном времени опре-
делять момент остановки скважи-
ны, собирать нужные ему данные и
передавать их для расчета параме-
тров на неустановившемся режиме.
В свою очередь это позволяет про-
мысловым инженерам перейти к
ускоренному завершению иссле-
дований при остановке скважины,
чтобы минимизировать время про-
стоя и уменьшить затраты.
Контроль устьевого давления
и расходов, который необходим
для регулярного сбора промысло-
вых данных персоналом и ввода
их в базу данных, был также ав-
томатизирован. В конкретном ав-
томатизированном процессе, ба-
зирующемся на строгой модели,
оцениваются теоретические рас-
ходы из каждой скважины. Расчет-
ные значения расходов хранятся в
базе промысловых данных, затем
их можно регулярно визуализи-
ровать и воспроизводить вместе
с измеренными расходами. Изме-
ренные параметры скважин, зна-
чительно отличающиеся от расчет-
ных, отмечаются флажками. Таким
образом, промысловые инженеры
получают предупреждение, что им
надо немедленно обратить на это
свое внимание, чтобы свободный
персонал сфокусировал внимание
на этих моментах, имеющих наи-
более важное значение.
Автоматизация повторяющих-
ся работ в процессе эксплуатации
скважин также позволила улуч-
шить сотрудничество персонала
FPSO, находящегося на платфор-
ме и на берегу, что позволило со-
кратить численность персонала
на платформе. Находящиеся на
берегу эксперты, могли легко
контролировать выполняемые на
платформе работы и привлекаться
на какое-то время для экспертизы
различных проектов, выполняе-
мых на платформе. Это позволило
получить преимущества во многих
областях, включая безопасность и
охрану труда, защиту окружающей
среды и повышение благосостоя-
ния работающих.
УЧЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Помимо специфических преиму-
ществ, которые получил персонал
FPSO, внедрение программной сре-
ды автоматизации технологических
процессов дает возможность всем
операторам месторождений учиты-
вать неопределенности, присущие
процессу добычи, при выполнении
технологических процессов и при
принятии бизнес-решений более
высокого уровня под управлением
BPM-системы компании.
Например, в любое время опе-
ратор может прогнозировать добы-
чу на месторождении и плановые
целевые показатели с использо-
ванием различных переменных
параметров пластов-коллекторов.
В свою очередь важные решения
бизнес-уровня, принимаемые на
основе прогнозов, могут считать-
ся не более чем просто самыми
лучшими предположительными
оценками. Создание интегриро-
ванной автоматизированной по-
следовательности выполняемых
работ за счет объединения реше-
ний бизнес-уровня с процессами,
связанными с добычей, подобными
моделированию коллектора, по-
зволяет системе выполнять сотни
и тысячи прогонов различных мо-
делей. На основе этого могут при-
ниматься более информированные
и точные решения.
БОЛЕЕ ОБОСНОВАННЫЕ
РЕШЕНИЯ
Оптимизация добычи и объеди-
нение бизнес- и технических задач
в эффективные автоматизирован-
ные последовательности выполняе-
мых работ это трудная задача для
отрасли. Многие компании имеют
уже внедренные BPM-системы, ко-
торые автоматизируют ключевые
официально одобренные процессы
и другие последовательности вы-
полняемых работ высокого уров-
ня. Большинство также использу-
ют множество систем управления
производством для автоматизации
технологических процессов. Одна-
ко до настоящего времени усилия
по объединению двух таких систем
сталкивались с большими трудно-
стями и требовали значительных
компромиссов.
Как показано выше на примере
FPSO, найден способ, позволяющий
решить эту проблему с использова-
нием программной среды гибкой
автоматизации технологических
процессов при добыче. Есть про-
граммные решения, позволяющие
эффективно объединять бизнес- и
технологические процессы добычи
в связанные друг с другом согласо-
ванные последовательности выпол-
няемых работ на уровне месторож-
дений. Такие решения объединяют
в себе лучшие из используемых на
практике технологических про-
цессов и операций. Их внедрение
позволяет получить значительные
преимущества при автоматизации
и модернизации всех технологиче-
ских процессов добычи и помочь
операторам увеличить существую-
щие запасы и добычу.
Перевел В. Клепинин
Michael Szatny (М. Щетни), менеджер по про-
граммным продуктам в компании Landmark.
М-р Щетни более 15 лет занимается автома-
тизацией технологических процессов добычи
с использованием программного обепечения
для решения технических задач. Он получил
степень бакалавра по химической технологии
в университете шт. Техас, г. Остин, и степень
магистра по химической технологии в универ-
ситете Хьюстона. М-р Щетни раньше работал в
компаниях Aspen Technologies и в Schlumberger
Information Solutions.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»