MES-решение для иракского проекта ЛУКОЙЛа
Последние два десятилетия в развитии нефтегазовой отрасли были ознаменованы качественным повышением уровня автоматизации и информатизации технологических и производственных процессов. Сегодня всеобъемлющий охват технологиями измерения, сбора, передачи и обработки производственных данных, по сути, является стандартом де-факто для всех новых осваиваемых месторождений нефти и газа. Одновременное сближение производственных и корпоративных систем управления и их интеграция сформировали предпосылки для внедрения интеллектуальных инструментов управления эксплуатацией месторождений, а также трансформации бизнес-процессов и организационной структуры операционных компаний. Яркий пример такого подхода – освоение месторождения Западная Курна-2 в Ираке, разработку которого ведет компания «ЛУКОЙЛ Мид-Ист Лтд.». Ввод месторождения в эксплуатацию был реализован в рекордные сроки, что обусловило особые требования ко всем проектным дисциплинам, включая информационные технологии и построение MES-системы (Manufacturing Execution System) как интеллектуальной базы для управления сложным производственным комплексом.
В марте 2014 года ЛУКОЙЛ начал промышленную добычу нефти на месторождении Западная Курна-2, одном из крупнейших в мире, с извлекаемыми запасами нефти в 12,9 млрд баррелей (1,8 млрд т). В рамках реализации следующих этапов проекта планируется как комплексное расширение существующих, так и строительство новых производственных и инфраструктурных объектов.
Месторождение Западная Курна-2 было открыто советскими геологами еще в 1973 году, но до 1997-го фактически не разрабатывалось. Когда в 2009 году участники нынешнего проекта приступили к его реализации, руководство компании «ЛУКОЙЛ Оверсиз» (оператор зарубежных апстрим-проектов ЛУКОЙЛа), в состав которой входит «ЛУКОЙЛ Мид-Ист Лтд.», четко понимало, что для повышения эффективности производства, а также для управления добычей и разработкой в целом, необходимо осуществлять оперативный контроль, среднесрочное и долгосрочное планирование. И прежде всего для этого необходима информация. Причем непрерывный сбор и анализ производственных данных требовалось осуществлять с самых первых шагов разработки и эксплуатации месторождения.
Одной из основных особенностей данного проекта являлось то, что для повышения качества и сокращения сроков проектирования развитие информационной среды автоматизации верхнего уровня на месторождении выполнялось в рамках EPC-проекта. Дело в том, что уже на этапе проектирования и строительства месторождения в компании активно шло формирование подразделения, которое должно было в будущем взять на себя управление эксплуатацией промысла. Одновременно с набором персонала разрабатывались ключевые бизнес-процессы компании-оператора, в том числе планирование на горизонтах 14 и 90 дней и другие не менее важные бизнес-процессы обеспечения добычи. По сути, происходила формализация и унификация бизнес-процессов, а также разработка бизнес-сценариев по интеграции, которые и определили ключевые требования к будущим ИТ-системам.
Основой системы автоматизации производственных процессов, развернутой на месторождении, стало комплексное MES-решение. На базе программного обеспечения ведущих мировых вендоров были разработаны решения для сбора, хранения и обработки технологической информации в режиме реального времени, для учета и распределения углеводородов, работы лаборатории, визуализации технологической информации. Вся линейка программных продуктов является лучшими практиками компаний Shell, BP, ExxonMobil – лидеров мировой нефтедобычи.
Важно отметить, что комплекс производственных систем MESрешение проектировался и внедрялся c интеграцией с другими корпоративными системами: SAP ERP с модулем ТОиР (SAP PM), системой интегрированного моделирования (IAM – Integrated Asset Modelling). Внедрением всего набора программных инструментов занималась группа компаний ITPS (ООО «Парма-Телеком») совместно с компанией Emerson.
Помимо «раннего старта», еще одной особенностью MES-проекта на Западной Курне-2 стали полномасштабные стендовые испытания системы. В рамках проведения FAT (Factory Acceptance Test) на соседних серверных стойках были развернуты два стенда для MES- и DCS-систем, и после интеграции двух систем был проведен ряд запланированных испытаний. Обычно подобные технические вопросы начинают решаться лишь на этапе опытно-промышленной эксплуатации, а значит, время – очень ценный проектный ресурс – расходуется неэффективно. Проведение же комплексного тестирования систем на этапе установки позволило сократить срок их внедрения и сфокусироваться на решении и адаптации бизнес-задач.
Благодаря такой тщательной настройке комплексного решения сегодня практически весь технический персонал, эксплуатирующий месторождение (а это более 200 инженеров, геологов, технологов, механиков, операторов и др.), не только получает все необходимые производственные данные в онлайн-режиме, но и сразу же анализирует их с помощью специализированных приложений для визуализации, моделирования, выявления трендов и отклонений, а также построения прогнозов.
Распределенная система управления (Distributed Control System – DCS) месторождения генерирует более 20 тыс. сигналов управления и наблюдения за рабочими процессами в режиме реального времени, которые позволяют формировать оперативную отчетность и немедленно оповещать технический персонал об отклонениях от заданных параметров. Более 100 визуализаций и форм отчетности обеспечивают визуализацию процессов на технологических объектах. На основе собираемой информации рассчитываются показатели добычи продукции, распределяются объемы добычи по скважинам и пластам, а также готовятся данные для передачи в систему производственного учета и на веб-сервер.
В свою очередь, MES-система позволяет получать комплексные срезы (традиционные для нефтяных предприятий «двухчасовки») всевозможных показателей: производительности скважин, состава углеводородов, работы оборудования, состояния окружающей среды. Аналогичные данные собираются и рассчитываются также за сутки и за месяц. По ним определяются величины отклонений текущих результатов от предыдущих и пороговых значений (так называемых «стоп-факторов»), составляются 90-дневные планы добычи, ведется учет и классификация недоборов (потерь нефти от остановок/снижения дебита добывающих скважин). В головной офис ЛУКОЙЛа оперативно передаются сводки контрольных параметров деятельности промысла, необходимая отчетность предоставляется и в министерство нефти Ирака. Фактически MES является ядром автоматизации процессов добычи, обеспечивая оптимальное управление всем месторождением и отдельными объектами, планирование разработки, подбор оборудования и контроль качества продукции. Именно MES сводит воедино результаты всевозможных расчетов, помогает унифицировать алгоритмы и устранять разногласия, используется в качестве источника верифицированных (проверенных и одобренных) производственных данных для учетных и аналитических систем.
Как правило, замеры объемов добываемой продукции (нефти и газа) на скважинах и пунктах сдачи различаются. Эти расхождения могут быть вызваны особенностями настройки метрологических приборов, а также технологическими потерями и изменениями свойств продукции при транспортировке. Чтобы устранить дисбаланс, возникающий в учетных системах, в MES реализован принцип «обратного распределения», когда учетные объемы добычи автоматически перераспределяются между скважинами по заданным алгоритмам.
Потоки данных связывают MES-решение с ERP-системой и другими верхнеуровневыми приложениями, в которых первичные производственные данные используются для выполнения экономических расчетов, составления планов, принятия решений, формирования корпоративной отчетности. Сквозное решение дает возможность целостного представления обо всех производственных процессах на месторождении, что позволяет оптимизировать режимы разработки, снизить простои скважин и оборудования, минимизировать потери продукции.
Поскольку все показатели формируются автоматически, исключается влияние «человеческого фактора» и существенно сокращаются трудозатраты. Благодаря системе оповещений снизилась нагрузка на инженеров-технологов, которым уже не приходится постоянно визуально контролировать параметры работы скважин – при любых отклонениях специалисты мгновенно получают от системы соответствующие уведомления, а также данные, необходимые для быстрой диагностики и выработки мер по устранению неполадок. Ключевые процессы контролируются в режиме 24/7, в том числе с использованием мобильных устройств. Благодаря всем этим мерам время реагирования на аварии и на отставание от планов сократилось примерно вдвое.