Внедрение информационной системы “Удаленный мониторинг бурения” на предприятиях ОАО «ЛУКОЙЛ»
Авторы: Е.Решетняк(ОАО Лукойл), В.Козлов(ООО «ЛУКОЙЛ-Информ»), Т.Нестерова, В.Ракичинский (ООО «Петровайзер»)Издание: «Бурение и нефть» №11(ноябрь) 2006 г.
В настоящее время в нефтегазодобывающей отрасли сложилась ситуация, при которой уровень капитальных затрат на бурение в объеме общих капитальных вложений неуклонно растет. В этих условиях велика роль технологического контроля соответствующих служб нефтегазодобывающих компаний за процессом строительства скважин.
Учитывая потребности Корпоративного центра ОАО «ЛУКОЙЛ» и его дочерних нефтегазодобывающих обществ в оперативной и достоверной информации с объектов бурения, ООО «ЛУКОЙЛ-Информ» совместно с ОАО «ОЭГ «Петросервис» с 2001 г. ведут разработку, работают над внедрением, эксплуатацией и совершенствованием Информационной системы «Удаленный мониторинг бурения» (ИС УМБ). Система позволяет в режиме реального времени или пакетном режиме получать информацию с объекта мониторинга, формировать и обрабатывать суточную отчетность. Основными свойствами получаемой информации являются: достоверность, оперативность, регламентированность. Достоверность информации обеспечивается автоматической регистрацией первичных данных с помощью программнотехнических средств станции геолого-технологических исследований (ГТИ) и автоматической доставкой их без вмешательства человека, оперативность и регламентированность — техническими и программными средствами ИС УМБ.
ИС УМБ позволяет сформировать единую информационную среду для анализа процесса строительства скважин, проводимых работ, исследований и текущих затрат. Вся исходная информация поступает стандартным унифицированным образом, содержится в одном месте, что исключает сознательное внесение искажений в отчетную документацию. Единая информационная база позволяет организовать автоматизированные рабочие места специалистов разного профиля-технологов, геологов, экономистов, снабженцев и др.
Незамедлительная доставка информации с буровых площадок на региональный уровень управления делает возможным принятие быстрых и корректных решений по управлению работами. Одной из наиболее актуальных является возможность оперативного использования достоверной информации управленческим персоналом при выработке распоряжений в случаях возникновения осложнений или аварий на буровых объектах.
ИС УМБ может функционировать круглосуточно в непрерывном режиме. Информационный обмен между взаимодействующими объектами обеспечивается с использованием постоянных корпоративных каналов связи.
Важна возможность ретроспективного просмотра и анализа всей совокупности информации, хранящейся на сервере регионального уровня управления, для решения геологических и технологических задач, а также технико-экономического анализа процессов строительства скважин.
ИС УМБ состоит из двух подсистем (рис. 1), функциями которых является:
- Подготовка и передача со станции ГТИ информации в различных режимах (выполняется без вмешательства обслуживающего персонала на буровой).
- Формирование, передача (на буровой выполняется представителем заказчика и оператором станции ГТИ), а также прием, обработка, анализ и хранение геологической, технологической и технико-экономической информации (выполняется специалистами служб заказчика на региональном и корпоративном уровнях управления с помощью программного комплекса «Унифицированная система формирования и обработки суточной отчетности», выполненного по заказу ОАО «ЛУКОЙЛ»).
В режиме реального времени происходит ежесекундная передача параметров, регистрируемых на станции ГТИ, на региональный, а в случае необходимости - на корпоративный уровень управления. Список передаваемых параметров достаточно широк и может варьироваться в зависимости от ситуации. Максимальное число параметров для передачи — 255. Стандартный набор данных, передаваемых в режиме реального времени или в режиме пакетной передачи с привязкой ко времени сбора информации, обычно содержит следующие параметры:
- глубина забоя, м;
- положение долота над забоем, м;
- положение талевого блока,м;
- скорость движения талевого блока (скорость СПО), м/с;
- механическая скорость бурения, м/ч;
- вес на крюке, тс;
- нагрузка на долото, тс;
- обороты ротора (силового привода), об/мин.;
- момент на роторе (силовом приводе), кг/м;
- давление на входе, атм;
- расход бурового раствора на входе и выходе, л/с;
- число двойных ходов бурового насоса, ход/мин.;
- температура промывочной жидкости на входе и выходе, град.С;
- объем промывочной жидкости в рабо-чих емкостях, мз;
- суммарные газопоказания бурового раствора на выходе, %;
- компонентный состав углеводородного газа из бурового раствора на выходе (метан, этан, пропан, бутан, пентан), %;
- технологический этап, код;
- нештатная ситуация, код.
Интерфейс ИС УМБ, в части отображения реальновременной информации, состоит из нескольких программных модулей, которые в удобной форме отображают название и характеристики текущих технологических процессов на скважине.Один из программных модулей обеспечивает интерфейс, максимально приближенный к диалоговому окну оператора станции ГТИ, с возможностью выдачи звуковых сигналов в качестве предупреждения аварийных ситуаций.
Также существует возможность отображения информации в виде кривых на графическом планшете, настроенном по желанию пользователя. В данном случае пользователь может сконцентрировать внимание только на тех параметрах, которые его интересуют в данный момент.
Для проведения управленческого мониторинга разработан специальный модуль, позволяющий наблюдать за работой нескольких буровых одновременно. В этом программном интерфейсе буровые привязаны к карте месторождения (региона) и подкрашиваются разными цветами в зависимости от процессов, происходящих в данный момент на буровой.Что реально может давать и дает использование этих информационных технологий, можно рассмотреть на конкретных примерах: 1. На рис. 2 представлена аварийная ситуация: в 3:45 бурильщик разгрузил инструмент на забой на 60 тонн при забое скважины более 3000 м, в этом случае был необходим подъем инструмента для его ревизии. Тем не менее бурение было продолжено, и через 6 часов произошел слом инструмента. Стоимость ликвидации аварии составила порядка 30 млн рублей. Причина аварии — некомпетентность и безответственность персонала буровой бригады. Количество подобных аварий можно значительно снизить, обеспечив оперативной и достоверной информацией региональный уровень управления заказчика.
2. На рис. 3 представлена технология навигации горизонтального участка скважины в продуктивном пласте с использованием данных забойной телесистемы и оперативных данных анализа шлама. Эти данные могут поступать заказчику в режиме реального времени для оперативного анализа и управления траекторией ствола скважины.3. В настоящее время буровой мастер, супервайзер, технологи и другие специалисты значительную часть своего времени тратят на заполнение самых разнообразных форм отчетов, рапортов и других документов. При этом из документа в документ зачастую переписываются одни и те же данные.Применение модуля «Унифицированная суточная отчетность» в составе ИС УМБ стало шагом в упорядочивании документооборота между буровыми и управленческими офисами. К тому же суточные рапорта, формируемые, передаваемые и обрабатываемые этими средствами, стали хорошим дополнением к поступающим реальновременным данным, позволяющим более точно оценивать и анализировать ход работ по строительству скважин.Пакетный режим доставки информации обеспечивает передачу данных геолого-технологических исследований, формируемых с привязкой к глубине, данных геологии и суточной отчетности. Доставка пакетов осуществляется периодически по установленному регламенту, один раз в сутки или исходя из производственной потребности в данной информации. Доставка пакета с данными геолого-технологических исследований, формируемых с привязкой к глубине, обеспечивает передачу следующих параметров:
- глубина забоя, м;
- вес на крюке, тс;
- нагрузка на долото, тс;
- бороты ротора (силового привода), об/мин.;
- момент на роторе (силовом приводе), тс;
- расход промывочной жидкости на входе и выходе, л/с;
- давление на входе, атм;
- температура промывочной жидкости на входе и выходе, град.С;
- ДМК, мин/м;
- объем промывочной жидкости в емкостях, м;
- плотность промывочной жидкости на входе и выходе, г/смз;
- суммарные газопоказания бурового раствора на выходе, %;
- компонентный состав углеводородного газа из бурового раствора на выходе (метан, этан, пропан, бутан, пентан).
Пакеты с данными геологии содержат параметры, получаемые при обработке и анализе шлама:
- интервал глубины, с которой взят образец шлама, м;
- содержание отдельных цитологических разностей в образце шлама (шламограмма), %;
- данные фракционного анализа шлама, %;
- литологическое описание выбуренной породы;
- данные определения плотности глин, г/см 3 ;
- данные определения карбонатности пород, %;
- данные люминесцентного анализа бурового раствора и шлама;
- данные открытой пористости шлама, %.
Данные суточной отчетности, доставляемые в пакетном режиме, содержат сведения о работе буровой за прошедшие сутки по разделам:
- баланс времени с описанием работ и простоев на буровой и в скважине;
- характеристика долота (бурголовки) и режим бурения;
- характеристики и работа буровых насосов;
- компоновка бурильной колонны;
- сведения о буровом растворе;
- сведения о траектории ствола скважины;
- сведения о спускаемой обсадной колонне;
- наличие и расход материалов;
- сведения о буровом оборудовании;
- состав работающих вахт буровой бригады.
Средства обработки суточной отчетности позволяют получать сводные отчеты с наращиваемым итогом в любой момент времени и формировать документы по следующим разделам:
- сведения о фактических затратах времени и средств на строительство скважины по видам работ с построением соответствующих графиков;
- фактические сведения о работе долот, режимах бурения и применяемых буровых растворах по рейсам;
- фактические данные инклинометрии с соответствующими проекциями тра-ектории ствола скважины;
- фактические сведения о спущенных обсадных колоннах и их цементировании;
- сведения об осложнениях и авариях, произошедших в процессе строительства скважины;
- сведения о простоях и их причинах;
- сведения о расходе материалов, балансы календарного времени по видам работ с начала строительства скважины и с разбивкой под спущенные обсадные колонны с изображением в виде диаграмм.
Эксплуатация ИС УМБ в ОАО «ЛУКОЙЛ» началась в 2002 г. в Корпоративном центре компании с контроля строительства глубоких поисковых скважин, особо интересующих специалистов «Управления сервисного обслуживания объектов добычи нефти и газа». Формируемая на буровых площадках информация оперативно доставлялась по каналам связи на корпоративный и региональные уровни управления.Информация поступает непосредственно на рабочие места специалистов как корпоративного, так и региональных уровней. В настоящее время Корпоративный центр ОАО «ЛУКОЙЛ» имеет удаленный терминальный доступ ко всей информации по бурящимся скважинам (подключенным к ИС УМБ), хранящейся в базах данных НГДО. Вся имеющаяся информация, совместно с данными других систем, может визуализироваться в центре пространственной визуализации ОАО «ЛУКОЙЛ» для информационного обеспечения коллективной работы специалистов.
В планах на 2006 — 2007 гг. - продолжение тиражирования ИС УМБ на объектах бурения НГДО Компании.
Заказчиком работ по внедрению ИС УМБ являются корпоративный центр ОАО «ЛУКОЙЛ» и НГДО. Средства связи, техническое обеспечение, а также эксплуатацию системы обеспечивает ООО «ЛУКОЙЛ-Информ» и его региональные филиалы. Поставку программных средств, работы по внедрению, адаптации программного обеспечения, обучение специалистов выполняет ОАО «ОЭГ «Петросервис» — разработчик этих средств. За пять лет сотрудничества отлажены организационные, правовые и финансовые аспекты взаимодействия, возникающие проблемы находят свое решение.Основные проблемы, с которыми пришлось столкнуться в процессе внедрения и эксплуатации ИС УМБ, следующие:
- Отсутствие каналов связи с объектами бурения, отвечающих требованиям информационной системы.
- Использование станций геолого-технологических исследований (ГТИ) различных производителей с различными форматами выходных данных.
- Проблемы во взаимодействии с сервисными компаниями, выполняющими ГТИ.
Параллельно с внедрением и эксплуатацией ИС УМБ велись работы по ее развитию. Так, первоначально в ИС УМБ можно было использовать только данные станции ГТИ производства ОАО «ОЭГ «Петросервис». В настоящее время, благодаря взаимодействию с разработчиками станций, возможна работа ИС УМБ с номенклатурой отечественных станций, обеспечивающих более 90% рынка этих услуг в России. Также возможна работа с любым типом зарубежных станций,
представляющих данные в WITS-протоколе — международном стандарте представления данных ГТИ.
В процессе внедрения и эксплуатации «Унифицированной системы формирования и обработки суточной отчетности» появились новые требования к функциональному наполнению данной системы. Для решения этой задачи разработан принципиально новый программный комплекс по формированию, передаче, хранению и обработке производственно-экономической и геолого-технологической информации — «Журнал скважины» в двуязычной, русско-английской реализации.Как показала практика использования ИС УМБ, для информационного обеспечения работ по строительству скважин актуальны уже не только отдельные информационные технологии, а комплексные решения, охватывающие этот бизнес-процесс в целом. К таким решениям можно отнести разрабатываемую Информационную систему «Сопровождения строительства скважин» (ИС ССС).Назначение ИС ССС — обеспечение различных уровней управления, а также задействованных сервисных компаний полной и достоверной информацией о процессе строительства скважин, проводимых работах, исследованиях и затратах, решение комплекса геологических и технологических задач, экономический анализ работы предприятий, обеспечение стратегического планирования в области строительства скважин.Концепция и технические требования к этой системе сформированы в ОАО «ЛУКОЙЛ». Завершить работы (с внедрением на пилотном объекте) планируется в 2007 г. По результатам этих работ будет принято решение о внедрении ИС ССС во всех НГДО компании.