Комплексный подход к интегрированному моделированию в рамках проекта "Актив будущего" - ООО "Газпромнефть-Хантос" Центр управления добычей ...
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Комплексный подход к интегрированному
моделированию в рамках проекта
«Актив будущего»
ООО «Газпромнефть-Хантос»
Центр управления добычей
Худайбергенов А.Р.
Коростелев Н.С.
Актуальность и широта проекта
•Рост количества активов
Стратегическая цель ПАО «ГАЗПРОМ •Рост требований к эффективности
Вызовы •Повышение сложности проектов
НЕФТЬ» Upstream 100+ •Потребность в развитии новых компетенций и
стратегия роста, направленная на технологий
создание крупной ВИНК •Появление новых возможностей повышения
эффективности
2025 г.
100 млн т н. э.*
Максимизация стоимости
добытого барреля
Рост 1-1,5% в год
Газпром нефть 2
Цель проекта
Увеличение ценности Актива за счет внедрения интегрированного
ЦЕЛЬ управления производством
Задачи Решение
Цифровая трансформация
Создание цифровых моделей
производственных процессов
Комплексный подход к трансформации Интегрированное проектирование
операционной модели Актива
Развитие кроссфункционального Центр управления добычей
взаимодействия
Задачи:
Интегрированное управление
производством
Газпром нефть 3
Текущее состояние
Кроссфункциональное
Геология взаимодействие
Контроль и анализ
разработки месторождений
Ускорение сроков принятия
решений
Добыча
Контроль и эксплуатация
механизированного фонда
скважин Операционное управление
Транспорт
Технологический контроль Планирование «от потенциала»
наземной инфраструктуры
Подготовка Повышение качества решений
Контроль и корректировка
режимов работы объектов
Газпром нефть 4
История трансформации и развития «Цифрового
Месторождения Газпром Нефть». Текущий статус
Зрелость В периметре компании реализовано уже более 20 ИТ продуктов линейки
«ЦМ»
«ЭРА» являющихся интеллектуальной собственностью
ПАО «Газпром Нефть»
Лидирующий
уровень
Продвинутый
уровень
Запуск программы
Базовый «Бережливое производство»
уровень (ЛИНиЯ) Трансформация Сценарное
системы управления планирование и
процессами Добыча, контроль
Разработка ИТ проектов в Создание Центра Закачка, Энергетика эксплуатации актива
Разработка ИТ проектов в рамках программы ЭРА: управления добычей
с помощью
рамках программы ЭРА: Создание Цифрового
ЭРА-Ремонты Цифровой двойник искусственного
двойника «Закачка,
«Добыча» интеллекта
Мех фонд Газ»
Цифровой двойник
Операционное
Отстающий Шахматка/Тех.режим «Инфраструктура» Безлюдные Интеграция цифровых
управление
технологии
уровень Мобильный оператор ИСОБР управление
двойников наземной и
инфраструктурой с
подземной части.
разработкой помощью ИТ
месторождения Безлюдные технологий
Анализ и запуск
технологии
инициативы «Цифровое
управление
месторождение» разработкой актива
2013-2014 2015 2016 2017 2018 2019-2020
- ЭРА Газпром нефть 5
Интегрированное моделирование
Цифровая интегрированная модель – единая цифровая модель месторождения, предназначенная
для оптимизации каждого объекта как в совокупности, так и в отдельности, будь то пласт или
поверхностное обустройство, и учитывающее взаимовлияние данных друг от друга.
Гидродинамическая
модель пласта Сценарии
Операционное
прогнозных
планирование
расчетов
Модель скважин
Модель наземной Оптимизация Определение
инфраструктуры потенциала узлов
добычи ограничений
Модель
подготовки Непрерывный
анализ
Газпром нефть 6
IT инструменты в целевой системе управления производством включают в себя
технологии Блокчейн, Искусственного интеллекта и Машинного обучения
Интегрированное управление с учетом
Цифровые двойники оборудования для
новейших технологий для максимальной
оптимизации и моделирования ситуаций
эффективности всех служб и процессов
«ЧТО ЕСЛИ?»
Машинное обучение для повышения качества моделей
на всем жизненном цикле «Цифрового двойника»
Газпром нефть 7
Интеллектуальная модель скважин
Устьевые параметры
Погружной ТМС
СЕРВЕР БМА Станция управления
Параметры работы
УЭЦН
АГЗУ
Текущее состояние Цифровая модель
Структурирует Рассчитывает
30% 70%
данных Обрабатывает данных Визуализирует
Повышает качество Передает
Газпром нефть 8
Модель наземной инфраструктуры
Динамический подход Online мониторинга трубопроводов
заключается в детальной гидравлической проработке модели
Движение жидкости с учетом рельефа и грунтов;
Оценка фактической загрузки трубопровод и их потенциала;
Контроль давлений (расчетный и фактический);
Методика и инструменты по определению скорости коррозии ;
Постоянный контроль количества жидкости;
Внутритрубный контроль (диагностика и очистка);
Контроль потенциальных рисков (приоритезация);
Ингибирование.
Пункт
Кустовые подготовки
Нефтесборные коллекторы
площадки
2 814 км.
Кустовая насосная станция (КНС)
Вода Нефть
Высоконапорные Низконапорные
водоводы водоводы
2636 км. 502 км.
Нефтепроводы внешней Напорные нефтепроводы
откачки 562 км 1263 км.
Газпром нефть 9
Подготовка товарной нефти
Интеграция моделей «скважина-наземная
инфраструктура». Первые результаты.
Применение технологий моделирования потока флюида для задач проектирования, эксплуатации и
оптимизации систем добычи и транспорта скважинной продукции
Разработка методологии "поиска добычи" Интегрированный подход дает возможность не
только оптимизировать каждый объект
отдельно, будь то пласт или поверхностное
Методологии запуска скважин для обустройство, но и учитывать взаимовлияние
обеспечения стабильной работы объектов.
трубопроводов
до
Снижение линейных давлений
после
Газпром нефть 10Ожидания бизнеса от цифровых моделей
Оценка потенциально возможной добычи и
идентификация «узких мест» за счет :
- Поиск «узких мест»
- Динамическая симуляция и создание виртуального
Анализ:
процесса
«Что, если?» - Оперативный анализ и оптимизация систем за счет
проработки большого кол-ва вариантов
- Расчет и анализ сценариев интегрированной
модели по принципу «а что, если..»
т/сут
Потенциал системы добычи
КИП 1
Планирование
«от КИП 2
потенциала» Плановая добыча
Т1 Т2
Газпром нефть 11Центр управления добычей – новый способ
организации производства
» Интегрированное управление с учетом максимальной эффективности всех служб и процессов
» Цифровые двойники оборудования для оптимизации и моделирования ситуаций «ЧТО ЕСЛИ?»
» Машинное обучение для повышения качества моделей на всем жизненном цикле «Цифрового
двойника»
Эффекты:
-15%
Снижение операционных затрат
Управление » Цифровой двойник
транспортом (машинное обучение)
» Планирование с учетом
2х
Снижение потерь
Ремонты скважин всех вариантов ограничений
» Мониторинг выполнения +10%
Газ и энергетика плана Повышение качества принимаемых
» Автоматическая решений - использование статистической
аналитики в процессе добычи
Системы работы диагностика отклонений от
плана
пласта +10%
» Поиск «узких мест» Улучшение качества планирования (факт
стремится к плану/прогнозу)
Подъем жидкости » Подбор оптимальных
режимов работы
+10%
Цифровая модель » Проверка и расчет Повышение производительности
сценариев «а что, если…» ресурсов (персонал, транспорт, ресурсы
пласта сервисных компаний)
+5%
Эффективность мероприятий (ГТМ, База)
Газпром нефть 12Эффективность от внедрения технологий
интеллектуального месторождения в отрасли
Консалтинг Эффект Прогноз
Актив
Эффект / Программа Прогноз Оценка Smart Fields iField
будущего
2,5-5,5%
Прирост текущего уровня добычи нефти и
1-6% 2-6% >85тыс.бар 4-18% 1-5%
газа
/день
Сокращение выездов на скважины - 25 % 30% 30%
Сокращение простоев скважин 1-4% - 5-10% 10%
Снижение порывов трубопроводов – - 8-12% -
Повышение МРП текущего оборудования - 0,5% 1% 5%
Сокращение трудозатрат 5-25% 11-21% 25% - 20%
Сокращение потерь добычи нефти и газа без оценки - - 3%
Кроме этого прогнозируется снижение темпа роста операционных затрат Актива с 8,4% (среднее
значение с 2014 г.) до 5%, снижение затрат капитального характера оценивается еще выше – до 15%
Газпром нефть 13Расчет экономической эффективности
Добыча нефти Прогнозирование рисков
14 165 14 358 14 413 14 283 1 400
-83млн
13 493
1 200
12 367 12 192 1 000 -91млн
12 044 12 038
800 Ущерб с учетом
-122млн
веротяности,млн.руб
600
Ущерб с учетом
400 вероятности, млн.руб
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 200 -72млн
Прогноз Добыча нефти 0
1 2 3 4
LC 17 133
16 317
15 540 1. Не достижение эффекта по ГТМ
14 800
2. Превышение потерь по базовой добыче
13 653
3. Инциденты на трубопроводах
12 456
11 665 4. Увеличение стоимости проекта
10 720
9 593 Прогноз LC LC
Вероятность событий
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
[ПРОЦЕ Вероятность сегодня
По дополнительной добыче прирост 2019-2022 г.г. - НТ] [ПРОЦЕ
Вероятность с учетом
973тыс.тонн. (2%) НТ] проекта
Сокращение LC 2019-2022 г.г. – 2млрд 778тыс руб.
Газпром нефть 14Спасибо за внимание!
Газпром нефть 15Стратегия программы «Интеллектуальное месторождение»
ПАО «Газпром нефть» для Активов БРД
Общие принципы:
• Команда «Интеллектуальное месторождение» совместная, дополнительно включаются специалисты из 3-ех Дочерних
обществ: Хантос, Ямал, Оренбург с включением участников от НТЦ, ИТСК. (Для НЕДОПУЩЕНИЯ «информационного
вакуума», и параллельной подготовки и адаптации изменений в Ямале и Оренбурге)
• Реализация решений «Интегрированное моделирование актива» реализуется параллельно формированию пакета документов
согласно методологии «ПИЛОТ».
2018 2019 2020
4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2-4 месяца 4-8 Месяцев* 6-12 месяцев* 24-36 месяцев* 6-12 месяцев*
Сроки
Программа требуют
«Актив Будущего» Оценка Выбор Определение Реализация Эксплуатация
уточнения
Хантос О В О Р Э Пилотные Активы
Ямал О В О Р Э
(Уже идет реализация инструментов
Интегрированного моделирования активов, ЦУД)
Оренбург
О В О Р Э
Ноябрьск О В О Р Э
Восток О В О Р Э
Мегион О В О Р Э
Мессояха О В О Р Э
Передача пакета
Крупные проекты документов для включения
в Проектную документацию
Управляющий комитет по программе Газпром нефть 16Гидродинамическая модель
Прогноз показателей и концепции
развития месторождения
Оценка и долгосрочное планирование
Управление разработкой в режиме on-
line
Уменьшение рисков, оценка
неопределенности
Автоматический подбор ГТМ
Проектирование
Оптимизация добычи
Этапы построения гидродинамической модели
Сбор, анализ и Моделирование и
Адаптация модели
подготовка данных прогнозирование
Газпром нефть 17Расчет экономической эффективности
БП по потерям нефти на 2019 г. – 246тыс
тонн. = 7200тн (3%)
Создание ЦУД –
Модель наземной инфраструктуры
Модель пласта
Модель системы подготовки
Газпром нефть 18Приложение№1. Повышение стабильности работы
скважин и управление линейным давлением
Пример снижения линейных давлений на нефтесборах
После
До оптимизации
оптимизации
Газпром нефть 19Приложение№2. Регулирование системы для
максимизации добычи нефти
Пример снижения линейных давлений на нефтесборах
Не достижение проектных дебитов скважин происходит за счет больших потерь давлений в НКТ, выкидных линий
скважин и в линейных трубопроводах.
Куст №724
∆Qн -78.3 т
01.03-19.03.2018
35,0 34,5
Модель ограничений 34
Моделирование текущей 30,0
(исключение скважин с 33,5
загруженности трубопроводов 25,0
минимальной эффективностью) 33
Qн,т/сут
Pпр,атм
20,0 32,5
32
15,0
31,5
10,0
31
5,0 30,5
0,0 30
755 735 737 739 743 754 767 789 600 644 646 648 652 657 660 666 663 667 669 672 677 673 671 654 753 656
Qн-200 тн.
Qн-100 тн ∆P-1 кг
∆P-2 кг
∆P-3 кг
Qн-900тн.
Qн-600тн. Qн-1300тн.
Qн-800тн.
Газпром нефть 20Приложение№3. Мониторинг событий в динамике
Интеллектуальная системы дозированной подачи реагента
(ударные дозы в проблемных местах)
Регулировка Регулировка Регулировка Регулировка дебита
ингибитора давлений в сети скорости коррозии скважины
К-18А Коррозия
Ингибитор∆Qн -10.2 т ∆P 0.5 мм/г
160,0
Параметры до
снижения
140,0
Снижение 25-26.03.2018
120,0
QН, Т/СУТ
100,0
80,0
60,0
Давление
40,0 ∆P 0.1 МПа
20,0
К-18А
0,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324 Газпром нефть 21Приложение№4. Моделирование нефтесборной сети
Мероприятия по переводу потоков жидкости По переводу потока жидкости, с целью ремонта трубопровода
«Уз№20-КПСОД ПБ» Ду219х8,L-1636
Результат гидравлических расчетов в OisPipe
Исходный Ремонт ЗКЛ на
Объект ΔP, кгс/см2
вариант УзКПСОД ПБ
УС 25,10 26,98 1,88
Результат моделирования в OptiRamp
Исходный Ремонт ЗКЛ на
Объект ΔP, кгс/см2
вариант УзКПСОД ПБ
УС 25,10 28,20 3,10
Фактические показатели
Исходный Ремонт ЗКЛ на
Объект ΔP, кгс/см2
вариант УзКПСОД ПБ
УС 25,10 27,80 2,70
ИНТЕГРИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ дает возможность достоверно
моделировать различные изменения в системе, без дополнительной
настройки, что позволяет использовать ее для краткосрочного
планирования организационно-технических и технологических
мероприятий
Газпром нефть 22Приложение№5. Моделирование наземной
инфраструктуры
Газпром нефть 23Мониторинг событий в динамике
управление м/р в режиме Online
Алгоритм расчета
Параметры потока
Зная расход жидкости, давление в сепараторе, длины Автоматизация узлов в наиболее ответственных
и диаметры труб, можем рассчитать давление в местах ( в точках соединения наибольшего кол-во
каждом узле поверхностного обустройства кустовых площадок )
Интеллектуальный мониторинг наземной инфраструктуры
Оценка потенциально возможной добычи и идентификация «узких
мест» :
Разрядки, - Определение узких мест трубопроводной сети , индикация мест с
Ввод новых скважин- пограничным состоянием параметров потока
кустов, - Выявление потерь по трубопроводной схеме
а) метод массового баланса
Горячие обработки, б) метод градиентов давления
Хим. изменение - Образование различных пробок в местах провисания трубы
- Детектирование парафинизации
Постоянный учет наличия жидкости в трубопроводе
«Мертвые остатки»
Временной интервал Мертвые остатки
Масса нефти в трубопроводах на 28.04.2014 г. 373,60 т.
Масса нефти в трубопроводах на 29.04.2014 г. 375,79 т.
Изменения "мертвых" остатков в трубопроводах 2,19 т.
Врем течения жидкости от скв. до пункта сбора, с учетом эксплуатации месторождения
(ремонтные работы, разрядки, изменение хим. состава и.т.д.) Газпром нефть 24Интеллектуальный мониторинг работы фонда
скважин
Ручной Технолог
съем БСИ
ЦДНГ
Фиксация и
предотвращение работы
УЭЦН в «экстремальных»
режимах Поправка от
модуля Калибровка
обратного скважины
распределения
Вывод скважин на режим
Калибровка
характеристики Замер АГЗУ
Подбор оптимального насоса
режима работы УЭЦН Диагностика
скважины
Газпром нефть 25Вы также можете почитать
