Содержание к диссертации
Введение
1. Глава I. Подготовка производственной основы сбора данных для восстановления образа объекта мониторинга 10
1.1. Обзор современного этапа развития области и объекта исследований. 10
1.2. Анализ современных методов сбора данных о внутрипромысловых трубопроводах 24
1.3. Определение носителей и причин неопределенности в данных, возможных решений проблемы 27
1.4. Разработка методов подготовки корректных и обновляемых данных в современных условиях эксплуатации месторождений Западной Сибири 36
1.5. Выводы по первой главе 52
2. Глава II. Создание межведомственного инструмента мониторинга в рамках современной отечественной системы недропользования 55
2.1. Обзор и системный анализ отечественных норм выполнения операций при разработке и эксплуатации месторождений 59
2.2. Исследование отечественной системы недропользования методами структурного представления 61
2.3. Разработка системы интегрированного мониторинга сетей сбора продукции в рамках действующих норм недропользования 69
2.4. Анализ возможности и эффективности внедрения межведомственного инструмента мониторинга в современной практике недропользования
2.5. Выводы по второй главе , 80 3.
Глава III. Разработка математической модели мониторинга и прогноза состояния объектов системы сбора продукции 83
3.1. Разработка принципов математической модели интегрированной системы мониторинга внутрипромысловых трубопроводов 85
3.2. Создание математической модели расчета и прогноза состояния участков сети труб 94
3.3. Разработка информационного ресурса для использования математической модели в текущих реальных условиях эксплуатации нефтяных месторождений 123
3.4. Выводы по третьей главе 128
4. Глава IV. Разработка расчетно-информационной базы системы интегрированного мониторинга состояния технических объектов промысла на этапах проектирования разработки нефтяных месторождений и эксплуатации нефтедобывающих промыслов 131
4.1. Разработка прикладных методик решения задач эксплуатации промысла 134
4.1.1. Повышение эффективности-энергосберегающих инструментов контроля разработки месторождения 135
4.1.2. Оптимизация толщины стенок трубопроводов сети сбора продукции с учетом- истории эксплуатацииu 137
4.1.3. Экономия средств на переоборудование трубопроводов при операциях перевода скважин из добывающего в нагнетательный фонд 142
4.2. Разработка прикладных методик решения задач проектирования обустройства промысла с применением данных участков-аналогов 147
4.2.1. Подготовка информационной базы по участкам-аналогам для использования в математической модели методом математического ожидания 150
4.2.2. Формализация задачи подготовки данных для математической модели по участкам-аналогам методом конечных элементов 153
4.3. Разработка прикладных инструментов решения задач комплексной оптимизации и оценки эффективности применения технологий отбора жидкости 159
Выводы по четвертой главе 168
Основные результаты и выводы 169
Список литературы 171
- Разработка методов подготовки корректных и обновляемых данных в современных условиях эксплуатации месторождений Западной Сибири
- Разработка системы интегрированного мониторинга сетей сбора продукции в рамках действующих норм недропользования
- Создание математической модели расчета и прогноза состояния участков сети труб
- Оптимизация толщины стенок трубопроводов сети сбора продукции с учетом- истории эксплуатацииu
Введение к работе
Актуальность темы. На современном этапе развития экономическая стабильность и развитие России во многом обеспечиваются нефтяной отраслью ТЭК, поэтому одной из приоритетных задач страны является повышение ее доходности. В настоящее время доходы российского бюджета состоят более чем на треть из поступлений нефтедобывающего сектора, а его развитие подтверждается достижением задач в годовой добыче: 2008 г. - 488 млн т.; 2009 г. - 494 млн т.; 2010 г. - проектная величина в 490 млн т. В планах Минэкономразвития обозначено поддержание объемов добываемой нефти к 2015 г. на уровне 530 млн т. Стабилизация и рост объемов добычи нефти по сравнению с предыдущими годами были достигнуты благодаря росту отбора жидкости, сокращению простаивающего фонда скважин и рациональному применению методов увеличения нефтеотдачи. Однако в настоящее время отмечается сокращение объемов ввода месторождений в эксплуатацию: для Западной Сибири в 2009 году суммарные запасы этих объектов составили 50 млн т. нефти, в то время как добыча в этот же период равнялась 290 млн т.
С учетом приведенной динамики, а также увеличения доли месторождений на III-IV стадиях эксплуатации, приоритетными для ТЭК являются исследования, позволяющие повысить эффективность использования уже имеющегося оборудования и технологий.
Следует отметить, что для повышения эффективности эксплуатации как сети нефтесбора, так и оборудования необходимы инновационные методы контроля, оценки, прогноза и оптимизации (мониторинга) состояния внутрипромысловых трубопроводов, которые позволят учитывать динамику технических показателей труб в технологических расчетах. Таким образом, тема исследований актуальна для современного этапа развития ТЭК.
Цель исследования состоит в разработке эффективной системы мониторинга внутрипромысловых трубопроводов посредством интеграции
информационной системы контроля, методик оценки, прогноза и регулирования технических и технологических параметров нефтепромысловых сетей.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
выявить недостатки существующих методов и средств контроля внутрипромысловых трубопроводов, а также степень их влияния на величины объемных расходов отдельных участков при учете изменения технических параметров труб;
установить зависимости между величинами объемного расхода жидкости и динамикой технического состояния трубопроводов с учетом параметров и объемов ремонтных работ на заданном прогнозном периоде;
разработать методику прогноза технических параметров отдельных участков внутрипромысловых трубопроводов, интегрируемую в единый комплекс мониторинга технических и технологических параметров сетей нефтесбора;
создать математическую модель, позволяющую вывести искомые аналитические зависимости для отдельных участков трубопроводов на прогнозном периоде, и уточнить методики расчетов системы нефтесбора при оптимизации ее параметров с помощью полученных функций.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы методы системного анализа, математической статистики, теории случайных функций, конечных элементов, экспертной оценки и статистического моделирования.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- создана методика оценки и прогноза технического состояния
внутрипромысловых трубопроводов на основе разработанных алгоритмов
сбора и обработки управляемых баз данных неразрушающего контроля;
установлены аналитические зависимости потерь давления на преодоление гидродинамического сопротивления от объемного расхода и динамики параметров сети нефтесбора в результате проведенных и планируемых ремонтных работ, позволяющие усовершенствовать методики технологических расчетов внутрипромысловых трубопроводов;
разработаны методики и алгоритмы оценки технического состояния участков трубопроводов на прогнозном периоде, оптимизации параметров и объемов ремонтно-восстановительных работ, технологических режимов эксплуатации, оценки энергозатрат в системе нефтесбора;
создана комплексная система мониторинга сети нефтепроводов, обобщающая расчетно-информационную базу отдельных методик в единой математической модели с замкнутым циклом оборота данных, позволяющим устранить причины неадекватности расчетов в условиях динамики технических параметров трубопроводной сети.
Практическая значимость. Интегрированная система мониторинга внутрипромысловых трубопроводов позволяет научно-исследовательским и проектным институтам (НИПИ) реализовать операции контроля и оптимизации системы транспорта продукции при эксплуатации месторождения. Привлечение данных из области промышленной безопасности дает возможность повысить точность расчетов, используемых на промысле в настоящее время. Также решается ряд задач документооборота и государственного надзора. ІШЛИ получает корректные оценки граничных условий эффективных объемных расходов на этапе проектирования разработки месторождения. Вводятся механизмы трехстороннего (нефтегазодобывающие управления (НГДУ), НИПИ, экспертные предприятия (ЭТТ)) согласования прогнозных технологических показателей при рассмотрении эффективности интенсификации отбора и гидродинамических методов увеличения нефтеотдачи (МУН). Системный подход к оценке и прогнозу состояния внутрипромысловых трубопроводов позволяет
решать задачи повышения энергоэффективности при эксплуатации месторождения.
Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации
были доложены на отчетных и итоговых научно-технических конференци
ях всероссийского, регионального и внутривузовского уровня, в том числе
на Международной конференции «Актуальные проблемы трубопроводно
го транспорта Западной Сибири» (ТюмГНГУ, Тюмень, 2008 г.), Всерос
сийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы
строительства, экологии и энергоснабжения в условиях Западной Сибири»
(Тюмень, 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Со
временные технологии для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень, 2009 г.), Все
российской научно-практической конференции «Новые технологии
для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень, 2008 г.), научно-практических кон
ференциях и семинарах кафедры «Проектирование и эксплуатация нефте
газопроводов и хранилищ» (ТюмГНГУ, Тюмень, 2008, 2009, 2010 гг.), на
учно-техническом совете ОАО «Институт «Нефтегазпроект» (Тюмень,
2010 г.), научно-техническом совете ОАО «Гипротюменнефтегаз» (Тю
мень, 2010 г.).
Публикации. Полученные автором результаты достаточно полно изложены в 6 научных работах, три из которых опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК России, и 1 авторском свидетельстве.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка. Ее содержание изложено на 187 страницах, проиллюстрировано 66 рисунками и 4 таблицами. Библиографический справочник содержит 133 наименования отечественных и зарубежных изданий.
Разработка методов подготовки корректных и обновляемых данных в современных условиях эксплуатации месторождений Западной Сибири
В настоящее время экономика страны во многом полагается на топливно-энергетический комплекс и, в частности, на нефтегазодобывающую отрасль. Последние два десятилетия характеризуются бурным развитием технологий в этой области. Стали активно применяться новые информационные технологии для проектирования, анализа и контроля разработки месторождений. Для отечественного ТЭК одной из главных черт этого периода также стало становление принципиально иной системы недропользования. Множество исследователей до настоящего времени отмечают сдерживающий фактор действующего законодательства для эффективного применения инноваций. В условиях рыночной экономики противоречия между интересами участвующих сторон и современными-требованиями к реализации технологий- часто приводят к необходимости разработки системных решений, охватывающих несколько смежных отраслей.
ВІ данной диссертационной работе исследуются вопросы повьішенияі эффективности методов проектирования разработки и эксплуатации нефтедобывающего промысла в комплексе вопросов, связанных с системой трубопроводов сбора продукции.
Сети сбора продукции выступают объектом исследований и деятельности множества независимых предприятий, являются приоритетным или корректирующим фактором на всех этапах производственных работ при добыче нефти и газа. В данной научной работе предложен системный подход к решению ряда этих задач, осуществляемых от проектирования до ликвидации трубопроводов и его участков. Обоснована эффективность интеграции некоординированных существующих функций предприятий (их структур) в единую систему мониторинга.
Цель диссертационного исследования состоит в разработке эффективной системы мониторинга внутрипромысловых трубопроводов нефтяного месторождения, посредством интеграции информационной системы контроля и регулирования технических и технологических параметров нефтепромысловых сетей.
Объектом исследования выступает система мониторинга наземного обустройства нефтедобывающих промыслов, а также их проектирования и ремонта. Полученные в результате аналитические данные использованы при проектировании процессов эксплуатации и обустройства нефтяных месторождений, механизмах государственного геологического, горного и промышленного надзора.
Любой сложный технологический процесс развивается по циклической схеме, которую в общем виде можно описать как «проектирование -реализация - контроль». При разработке нефтяного месторождения принципиально она идентична. Каждой из стадий занимается независимая структура или одно из подразделений. В связи с этим в научной работе рассмотрена деятельность ряда организаций: профильные НИПИ, недропользователь, предприятия экспертизы промышленной безопасности, структуры государственного надзора. Достижение поставленной цели невозможно без разработки каких-либо решений, одновременно выгодных для каждой из этих сторон, поэтому работа носит междисциплинарный характер.
За последние два десятилетия каждая из представленных сторон претерпела значительные преобразования, изменились условия выполнения работ.
В настоящее время большинство запасов нефтяных месторождений Западной Сибири находятся на III - IV этапах разработки. Одной из характерных черт становится необходимость рассмотрения методов воздействия на пласт с увеличением отбора жидкости. [65] В" данном случае пропускная способность системы сбора продукции выступает ограничивающим фактором. А распределение гидравлических сопротивлений должно учитываться для рационального определения отбора отдельных скважин. Характерной чертой становится и законченность формирования системы сбора продукции, то есть практическая невозможность ее переобустройства под новые проектные показатели.
Практика проведения работ проектирования разработки нефтяных месторождений претерпела значительные изменения. Прежде всего, это связано с активным внедрением программных комплексов на основе современных математико-численных моделей. В [ПО] рассматриваются три этапа становления современной практики моделирования. Последний из них обозначается вступлением в силу РД 153-39-007-96, который предписывает обязательное использование ПДГТМ при проектировании разработки месторождений. Однако автором, как и рядом других исследователей, отмечается множестве проблем, с которыми столкнулись отечественные специалисты. Некоторые из них, такие как недостаток объема и качества входящих данных, контроль исполнения проектных решений, процессы оптимизации технологических параметров, проведение работ в сложившейся системе недропользования, рассмотрены в диссертационной работе.
Эксплуатация нефтедобывающего промысла за последние два десятилетия в целом не претерпела серьезных изменений, кроме оказавшего влияние перехода государства к рыночной экономике. Экономия средств стала одной из первоочередных задач при управлении промыслом. Серьезное недофинансирование в середине 90-х годов XX века не только обозначило наличие прямой зависимости состояния промысла от уровня затрат на его содержание, но и во многом предопределило современные нормы управления эксплуатацией. Для нефтедобывающей отрасли Западной Сибири характерной практикой стало максимально возможное продление эксплуатации технических устройств. Это обусловлено рядом і объективных (удаленность района, неразвитость инфраструктуры, сложные климатические условия) и субъективных для недропользователя (нормы уровня расходов, организация планирования работ) причин. Такая практика часто в значительной степени противоречит выполнению задач, характерных для данного этапа разработки месторождения или стадии проектирования. В данной работе автором подробно проанализирован этот процесс и его значение в вопросах касающихся системы сбора продукции.
Разработка системы интегрированного мониторинга сетей сбора продукции в рамках действующих норм недропользования
Мониторинг внутрипромысловой системы сбора продукции является масштабной задачей, которая включает в себя не только этапы контроля технических устройств, но и анализ эффективности их эксплуатации, технологических режимов зависимого оборудования и возможных объемов отбора жидкости. Примером может служить анализ влияния выявленных нарушений конструкций трубопроводов на параметры пропускной способности (первая глава). Однако в настоящее время в отечественной практике данные о техническом состоянии внутрипромысловых трубопроводов используются в рамках выполнения требований промышленного надзора. То есть влияние сети нефтесбора на технологический процесс эксплуатации месторождения учитывается весьма условно. Отметим некоторые отечественные особенности исследования внутрипромысловых сетей сбора продукции, которые являются причинами сложившейся ситуации.
Во-первых, в условиях месторождений Западной Сибири (преобладание кустового бурения, удаленность района, заболоченность) внутрипромысловая система сбора продукции представляет собой сеть трубопроводов сложной конструкции. Даже одна ее ветвь может насчитывать несколько переходов от одного конструктивного исполнения к другому, множество точек изменения направления линейной части, прочих конструктивных элементов (ЗА, тройников, штуцеров и т.д.). В виду удаленного расположения, подземной укладки, нелинейности трубопроводов, малого их диаметра и прочих причин доскональное инструментальное исследование системы нефтесбора крайне затруднено. Положение усугубляется агрессивными внешней и перекачиваемой средами, высокой скоростью износа и соответственно повышенной частотой проведения ремонтно-восстановительных работ. Все эти факторы обусловили преобладание стохастических методов моделирования при прогнозе технического состояния внутрипромысловых трубопроводов. Следует отметить, что с развитием современных информационных технологий указанная особенность стала характерной и в прочих проектно-изыскательных работах, связанных с разработкой и эксплуатацией нефтяных месторождений. Аналогичное широкое распространение стохастических моделей наблюдается при создании гидродинамических моделей пластов. Общими чертами, обусловившими это сходство, является необходимость создания сложной физической модели течения жидкости, а также принципиальная невозможность полного изучения среды, которая содержит флюид.
Во-вторых, именно стремительное развитие информационных технологий в последние два десятилетия привели к выявлению недостатков в методах сбора и подготовки данных. В настоящее время как отечественные, так и зарубежные программные комплексы интегрируют в себе модели как наземного оборудования и подземных объектов разработки. При этом обе этих «части» являются детерминированными, что обусловлено необходимостью прогноза технологических показателей, строгостью расчетов ТЭО и рядом прочих причин. Принципиально детерминированная модель может быть практически бесконечно детализирована, ее эффективный масштаб построения обусловлен точностью и объемом входящей информации. То есть характерный в настоящее время недостаток объема и качества использованной в моделях информации выявляется самими моделями, точнее результатами их прогнозов, которые в случае использования некорректных БД будет заведомо неверным. В случае построения моделей подземных объектов разработки специфика обусловлена чрезвычайно малым объемом исследования горного массива относительно его полных размеров. За последние полтора десятилетия выработаны определенные стандарты и научное обоснование существующих подходов сбора, подготовки и анализ информации о пластах. Однако в области моделирования наземной системы сбора продукции (второй составляющей современных комплексных моделей) такой практики в настоящее время не существует. Детерминированные модели строятся главным образом по проектным параметрам системы или по данным паспортно-отчетной документации. Анализ, приведенный в первой главе, показывает, что такой подход не только нецелесообразен из-за высокой степени несоответствия этих данных факту, но и в принципе некорректен в виду изменения параметров системы по мере ее эксплуатации.
Отсутствие или недостатки баз данных информации, на основе которой осуществляются проектно-изыскательные работы, неоднократно рассматривались в работах отечественных исследователей. [55, 110, 113] Ярким примером, когда пришедшие информационные технологии выявили масштабы этой проблемы, стала переоценка запасов У ВС [124]. Аналогичная переоценка эффективности сетей сбора продукции не осуществлялась, более того эта операция должна носить периодичный характер.
Отсутствие корректных баз данных, которые бы не только отражали фактическое исполнение внутрипромысловой системы трубопроводов, но и динамику их износа, оказывает значительное влияние на проектно-изыскательную деятельность современных НИПИ. Можно перечислить некоторые из этих параметров и задач: - определение эффективного рабочего давления; - определение эффективных объемов отбора продукции; - обоснование ТЭО при проектировании новых технологических режимов; - планирование проведения ремонтно-восстановительных работ; - анализ влияния гидродинамических сопротивлений трубопроводов на энергетическое состояние пласта; - выбор коэффициента эксплуатации скважинного оборудования; - выбор оптимального исполнения трубопроводов (особенно толщины стенок, материала, средств защиты от внешней среды); оценка эффективности и планирование мероприятий противокоррозионной защиты, и другие задачи.
Для устранения указанных недостатков необходимо создание эффективного инструмента (целого набора методов) мониторинга сетей нефтесбора. Он должен интегрировать как деятельность по сбору актуальной и обновляемой информации о трубопроводах, так этап подготовки аналитических зависимостей, которые будут использованы профильными НИПИ в указанных изыскательных работах.
В итоге проектирование наземной части единой гидродинамической системы в ряде случаев обусловлено более административно-командным подходом, чем поиском оптимального технологического режима. Эта черта также имеет прямую аналогию и в отечественной практике создания моделей подземных объектов разработки. [72, ПО]
Создание математической модели расчета и прогноза состояния участков сети труб
Необходимой чертой эффективной системы мониторинга является обновление базы данных. В общем смысле оно должно удовлетворять таким требованиям периодичности, чтобы изменение фактического состояния объекта не происходило быстрее, чем способен это изменение зафиксировать мониторинг. Анализ существующих инструментов сбора информации о состоянии объектов обустройства показал, что на практике только область экспертизы промышленной безопасности соответствует данным требованиям в случае, когда исследования касаются опасных производственных объектов. Внедрение аналогичной по функциям системы сбора данных требует больших затрат, откуда следует, что, во-первых, недропользователь не будет создавать подобную собственную структуру (несмотря на отдельные заявления об исчерпывающем внутреннем контроле); во-вторых, в отечественной практике наблюдается обратная тенденция - стремление недропользователей по возможности экономить на выполнении даже обязательного комплекса исследований ПБ. В то же время уже существующая структура в области промышленной безопасности обладает как достаточным объемом данных, так и строгой периодичностью исследований. В табл. 3.1. приведены периоды проводимых измерений для труб различной категории. [93] Табл. 3.1. Периодичность ревизий трубопроводов
Трубопроводы на расстоянии менее 200 м от мест обслуживания людьми Не режеодного разав год Не режеодного разав год Не реже одного разав 2 года Не режеодного разав 4 годаНе режеодного разав 8 лет
Трубопроводы на расстоянии более 200 м от мест обслуживания людьми Не режеодного разав год Не реже одного разав 2 года Не режеодного разав 4 года Принципиальным моментом является независимость источника информации о пространственном расположении объекта и его составных элементах от недропользователя и иных существующих структур, осуществляющих сбор данных на основе анализа паспортной и проектной документации, а не инструментальных замеров.
В п. 1.2. главы I уже рассмотрена неоднозначность оценки исполнения элементов трубопровода, которая приводит к противоречию источников данных. Наиболее распространенный вид нарушения - это несоответствие толщины стенки трубопроводов паспортной величине. С точки зрения влияния на границы эффективных технологических отборов такие нарушения имеют меньший эффект, в сравнении с некорректными данными по длине участков, внешнему диаметру и конструктивным особенностям труб. Но частота нарушений этого вида на промысле позволяет рассматривать и это отклонение как фактор актуальный для оценки технологических режимов.
Необходимость использования в применяемой математической модели системы сбора, предлагаемой в диссертационной работе, приведена на примере влияния этого наиболее слабовыраженного фактора. На рис. 1.7. отражено из опыта эксплуатации промысла; DBHyTp. замеренный Овнутр, установленный, так как с эксплуатацией объекта происходит утонение стенок трубы. Применительно к используемым блокам расчетов математической модели (п. 3.2.) из этого следует: - некорректное значение проходного сечения приведет к неточности результатов гидравлических расчетов; - некорректное значение толщины стенки (в использованных величина утонения ведет к неточности прогноза сроков отбраковки, периодов РВР.
Из анализов процесса подготовки данных для модели (глава I) и системы управления производственными процессами (глава II) следует, что неопределенность в оценке этих величин существующими инструментами мониторинга со временем эксплуатации будет увеличиваться. Соответственно будет расти и неопределенность прогноза технологических параметров при проектировании и составлении планов РВР. Эти факторы приводят к практике занижения эффективности ряда технологий воздействия на пласт, что указано во введении диссертационной работы.
Ядром интегрированной системы мониторинга является специально адаптированная к ее требованиям математическая модель (рис. 2.11.). Она позволяет преобразовать собранные данные в ряд аналитических функций, которые актуальны для этапов проектирования разработки и планирования работ эксплуатации месторождения. В общем виде такая зависимость должна отражать некоторую функцию пропускной способности от значений технологических и технических факторов. В случае характерном для промысла добычи нефти это будет зависимость удельного расхода участка трубы от величины гидравлических сопротивлений Ар и суммы затрат на создание, ремонт и эксплуатацию технического устройства с
На этапе проектирования разработки должно быть несколько альтернативных функций, которые обеспечивают возможность максимальной добычи при определенном значении (или коридоре) затрат. Третьим параметром функции выступает время. Значения эффективных границ отбора для каждого из вариантов будут меняться с течением естественных (коррозия) и технологических (ремонт, смена режимов, замена участков труб) процессов: Q = f(Ap; с; т)
Величина т в созданной математической модели представлена дискретно. В проводившихся расчетах периодом был принят один год.
Созданная математическая модель производит прогноз технического состояния отдельного участка сети сбора продукции в каждой точке инструментального неразрушающего контроля. Полученные результаты проверяются на соответствие требованиям ПБ, в результате чего принимается решение о необходимости проведения РВР. Далее они приводятся к виду параметров функции гидравлического расчета, что позволяет выявить зависимость потерь напора от изменения пропускной способности и технического состояния участка трубопровода на всем прогнозном интервале.
Оптимизация толщины стенок трубопроводов сети сбора продукции с учетом- истории эксплуатацииu
Одной из частных постановок задачи в этой области является минимизация привлечения финансовых средств в интервале времени близкому к переводу скважины из добывающего в нагнетательный фонд.
Добывающая скважина в плановом режиме переводится из добывающего фонда в нагнетательный при достижении ряда поставленных процессом разработки месторождения задач. Чаще всего таким условием является достижение 98% обводненности продукции, когда в соответствии с действующими регламентирующими нормативами добычу продукции можно остановить. Перевод скважины в нагнетательный фонд сопровождается переоборудованием трубопроводов, обеспечивающих ее работу. Это обусловлено кратным увеличением технологических требований. К этому моменту скважина в большинстве случаев уже убыточна из-за дорогостоящих условий эксплуатации и транспортировки нефти из отдаленных районов. Приближение к сроку перевода скважины или достижение уровня рентабельности никак не влияет на требования промышленной безопасности, выдвигаемые к опасному производственному объекту. Из-за несогласованности действий, описанной во второй главе, на практике нередки случаи, когда ремонтные работы необходимо производить за год или даже месяцы перед переводом скважины. В результате это ведет либо к значительным затратам, которых можно было избежать, либо к остановке скважины противоречащей требованиям проекта разработки, что ведет в лучшем случае к разбалансированию технологии воздействия на пласт. Устранить такую комплексную проблему можно лишь применением системного решения, которое учтет заинтересованность всех сторон эксплуатации месторождения. Эту возможность предоставляет созданный комплекс мониторинга и методы оптимизации на основе его данных.
С точки зрения интегрированной системы мониторинга описанная ситуация с переводом скважины будет частной постановкой задачи, аналогичной описанной в п. 4.1.2. Результат прогноза РВР для одного исследуемого участка представлена на диаграмме (рис. 4.5.).
Прогноз РВР для исследуемого участка трубопровода, полученный в математической модели системы мониторинга. На рисунке 4.5. представлен прогноз объемов РВР на пятнадцатилетний период для участка внутрипромысловых трубопроводов. Вариантность отражает возможное исполнение элементов при замене (для наглядности изменяется только толщина стенки). Остальные условия постановки задачи и размерность представленного графика аналогичны, рассмотренным в п. 4.1.2. На примере одного из этих вариантов проанализируем возможность сокращения затрат при переводе скважины. Для примера на рисунке 4.6. представлен прогноз РВР при замене изношенных элементов новыми с толщиной 8 мм. Видно, что пики объемов РВР приходятся на 3-5 и 11-13 годы. Математическая модель предоставляет точные данные по необходимым объемам ремонтных работ, что несколько противоречит практике их проведения. На промысле этот прогноз будет означать, что ремонтные работы не будут распределены на промежуток времени в 4 года, а будут проведены в первый из них. То есть в 3 и 11 годы соответственно. Возможности учета этой практики есть в модели с помощью ручной правки, но в данном случае для наглядности применения этот этап прогноза опущен.
Анализ полученных результатов показывает, что части затрат при переводе скважины в нагнетательный фонд можно избежать, если срок перевода придется непосредственно после выявленных пиков РВР, а исполнение элементов будет уже в соответствии с требованиями сети ППД. Зная прогнозные сроки перевода скважины под нагнетание на этапе проектирования разработки и эксплуатации месторождения, с помощью созданной системы мониторинга предоставляется возможность решить обратную задачу: подобрать такое исполнение элементов при РВР, чтобы пик ремонтов пришелся непосредственно перед операцией перевода.
Описание задачи аналогично описанной при оптимизации толщины стенок трубы при РВР: граничные условия операторов аналогичны, СІ ( замены) тіп- Период прогноза Т равен оставшемуся сроку эксплуатации. Также вводится параметр Дт, определяющий разницу в стоимости эксплуатации трубопровода (Ag), уложенного несколько ранее технологической необходимости (Т-ТЛ), а также потери от более раннего привлечения
В виду объединения при интегрированной системе деятельности НГДУ и ЭП временное изменение Рраб уместно. Таким образом, функция примет вид Сі(5зал,еньі; Q„Рогноз) тпіп, где параметры являются дискретными величинами. При расчете экономического эффекта некоторую коррекцию на результат оптимизации окажет разница во времени привлечения средств на переоборудование. Стоимость РВР с технологическими показателями сети нефтесбора значительно меньше, чем затраты на полное переоборудование трубопровода под требования системы ППД. В рассматриваемых случаях это переоборудование неизбежно придется производить впоследствии. Но привлечение средств раньше требуемого периода означает с точки зрения экономического эффекта определенный уровень потерь, так как эти средства могли бы быть вложены в иные проекты, приносящие доход. Учитывать эту разницу можно с помощью ставки рефинансирования в годовых интервалах умноженную на объем привлеченных дополнительных средств. Эта сумма может быть отнесена к разнице стоимости эксплуатации Ах; или выступать отдельным слагаемым.
Величина экономии средств значительно зависит от длины участка, который необходимо переоборудовать при переводе скважины. Исследования, проведенные на Варьеганском месторождении, показали, что большинство значений лежит в пределах 5-10 млн руб. для одной операции. Точный срок перевода скважины определить на прогнозном интервале трудно - это величина, определяемая скорее «качественно» для условий и стадии разработки месторождения. Поэтому прогноз экономии средств можно дать лишь ориентировочный. По проектной документации на разработку месторождения, действительной на момент проведения исследований, количество операций перевода скважин из добывающего в нагнетательный фонд определялось следующими величинами:
