Платформа AVIST – основа повышения эффективности нефтяного актива
В последние годы в мировой нефтегазовой отрасли происходят существенные изменения конкурентной среды, в связи с чем добывающие предприятия вынуждены серьезно задумываться о перспективах своего развития. Время «легкой нефти» закончилось – новые нефтегазовые активы зачастую открывают в труднодоступных местах, углеводороды залегают глубже, все чаще приходится работать с трудноизвлекаемыми запасами. Кроме того, на рынке появляются новые участники, которые применяют новейшие подходы в нефтедобыче, тем самым активно изменяя привычный рынок.
Нефтегазовые компании прикладывают значительные усилия для сохранения своей конкурентоспособности: они систематично работают над снижением себестоимости добычи углеводородов, сокращением капитальных затрат, осваивают новые технологии и внедряют эффективные инструменты управления. По оценкам Российской академии наук, в инновационных решениях, позволяющих нефтяникам успешно развиваться в современных условиях, на долю методов увеличения нефтеотдачи и нефтеизвлечения приходится до 70% и до 30% – на интеллектуальные методы совершенствования производственного управления.
Развитию последних во многом способствует значительный прогресс технологий сбора и управления данными реального времени (Real Time Data, RTD). Благодаря автоматизации производственных объектов, сбор промысловых данных осуществляется гораздо более оперативно и в больших объемах, а использование новых средств контроля технологического процесса на основе обработки полученных данных в реальном времени позволяет внедрять передовые подходы к управлению технологическими процессами добычи углеводородов.
Эволюция управления
Повышение уровня автоматизации производственных площадок нефтегазодобывающих предприятий делает возможным переход от традиционной модели управления, когда в основном оперативное управление выполняется в ответ на то или иное событие, к проактивному и предиктивному управлению.
На сегодняшний день большинство оперативных производственных решений принимаются в режиме «постфактум»: на производственной площадке происходит событие, информация о нем поступает, как правило, с некоторой задержкой, затем анализируются причины события, оцениваются последствия, после чего принимаются решения. При таком подходе теряется время и снижается оперативность управления.
Возможности работы с данными реального времени, которые проходят через автоматическую обработку, позволяют значительно ускорить реагирование на события, что соответствует проактивному управлению. Следующий, по-настоящему революционный шаг – переход к управлению на основе прогноза, когда использование мощных интегрированных аналитических инструментов с возможностью выработки в реальном времени вариантов оптимизационных решений позволяет прогнозировать события и принимать максимально эффективные решения. Ключевым условием реализации такого подхода является интеграция данных, прогнозных моделей, операционных планов и персонала – внедрение модели управления на основе интегрированных операций. Традиционная модель работы производственных служб, когда каждая служба (разработки месторождений, геологическая, технологическая, механоэнергетическая, КИПиА и др.) отдельно генерирует решение поставленной задачи, после чего на совместном совещании принимается окончательное решение, при наличии данных реального времени становится малоэффективной. Как показывает практика, для выработки эффективных производственных решений на постоянной основе должны действовать междисциплинарные группы.
Лидеры мировой нефтегазовой индустрии, которые внедрили модель управления нефтегазодобычей на основе интегрированных операций, достигли существенных эффектов. Так, в результате применения интегрированных операций компанией BP, прирост дебита нефти и газа составил 2,5-5,5%, трудозатраты снизились на четверть. Chevron добилась снижения простоев скважин на 5-10% и на 30% уменьшила количество выездов в места их размещения. В компании Saudi Aramco такие показатели, как трудозатраты и число выездов, сократились почти на треть.
Модель интегрированных операций
Как правило, концепцию интегрированных операций начинают реализовывать с внедрения нескольких базовых подходов, необходимых для запуска в работу интегрированного подхода. Среди них – средства интегрированного моделирования и интегрированного планирования, инструменты обработки, хранения, аналитики промысловых данных в режиме реального времени, применение которых позволяет реализовать подход к управлению нефтегазовым активом с использованием инструмента модель ограничений. Важнейшим компонентом нового подхода к управлению является центр интегрированных операций (ЦИО), отвечающий за организацию работы междисциплинарных групп с целью принятия решений в предиктивном режиме.
Группа компаний ITPS (в нее входит «Парма-Телеком») является одним из лидеров в России и странах СНГ в сфере информационных технологий, управленческого консалтинга, инжиниринга и системной интеграции для крупных производственных предприятий, в том числе топливно-энергетического комплекса. Опираясь на более чем десятилетний опыт работы с предприятиями нефтегазовой отрасли, специалисты ITPS разработали подход к реализации модели интегрированных операций и универсальную программную платформу AVIST (Asset Visualization Smart Technology), предназначенную для управления процессами разработки и добычи на базе этой модели.
В рамках изучения и эксплуатации активов нефтегазовой компании (лицензионные участки, объекты разработки, скважины, наземные технологические объекты и т.д.) формируется множество данных, которые собираются в различных средствах хранения и базах данных. Чтобы осуществлять интегрированное управление, необходимо объединить эти данные и построить интегрированную модель актива. Интегрированная модель актива объединяет отдельные модели пласта, скважин, системы нефтесбора и транспорта, установок подготовки нефти, воды и газа и позволяет учесть их взаимное влияние, благодаря чему значительно повышается точность прогнозов. На основе применения интегрированных моделей реализуется новый подход к оптимизации добычи, планированию работ и мероприятий производственными службами.
Интегрированная модель месторождения также применяется на этапе его проектирования и обустройства. В частности, она может использоваться для проработки технических заданий на проектирование разработки и обустройства актива, для анализа процесса добычи нефти и газа с момента запуска месторождения в эксплуатацию, оценки влияния оборудования на технико-экономические показатели проекта и т.д.
Для мониторинга и управления предприятием на основе данных реального времени применяются визуализационные решения для оперативного контроля и анализа. На организационном уровне создается центр интегрированных операций. Это оснащенная необходимыми технологиями среда, где созданы все условия для успешной совместной работы специалистов разных служб (геологов, технологов, механиков и т.д.). Ключевыми компонентами ЦИО являются решения для коммуникаций и выстраивания рабочих процессов, а также база знаний, обеспечивающая сохранение и распространение накопленного опыта, даже если специалисты – носители этих знаний – покинут компанию.
Рис. 1. Модель управления предприятием нефтегазодобычи на основе интегрированных операций с использованием платформы AVIST
Интеграционная платформа AVIST
В качестве основы для технологического оснащения ЦИО ITPS предлагает собственную разработку – интеграционную платформу AVIST, предназначенную для консолидации, обработки, анализа и визуализации данных инженерных и промысловых систем, для прогнозирования событий на производственных объектах и поддержки принятия оперативных производственных решений на основе средств интегрированного моделирования актива, с учетом реального потенциала месторождения.
Платформа интегрируется с используемыми на предприятии инструментами моделирования и различными ИТ-системами, обеспечивает синхронизацию и координацию их работы.
Платформа AVIST включает три модуля, объединенных в общее информационное пространство. Они могут устанавливаться как по отдельности, так и в комплексе.
Модуль AVIST.Prediction & Choke Modeling (Интегрированное моделирование и модель ограничений) обеспечивает поддержку принятия решений при выполнении оперативного планирования и управления производством, автоматизирует процессы выработки вариантов оптимизации производства с применением технологий интегрированных операций (интегрированного моделирования, модели ограничений).
Модуль обеспечивает управление версиями интегрированных моделей и их компонентов, автоматизирует рутинные операции по поддержанию моделей в актуальном состоянии и позволяет настраивать различные сценарии расчета и оптимизации производственных задач. Например, если геологам необходимо заложить в интегрированную модель анализ эффективности геолого-технического мероприятия, технологам – определить распределение давления в трубе на заданном участке, а механикам – рассчитать нагрузки на оборудование, все эти сценарии могут быть реализованы в данном модуле.
Модуль AVIST.Planning (Планирование добычи) обеспечивает консолидацию функциональных планов подразделений, создание интегрированного плана с расчетом итогового профиля добычи, в том числе средствами интегрированной модели, и мониторинг выполнения интегрированного плана, его оперативную корректировку.
Одна из ключевых возможностей модуля – оптимизация интегрированного плана по определенным критериям и требуемой целевой функции. Примеры оптимизационных моделей: сокращение недоборов с учетом технологических и ресурсных ограничений, максимизация добычи на основе потенциалов (с учетом технологических и ресурсных ограничений), выравнивание работы периодического фонда скважин (сокращение, балансировка пусков-остановов для выравнивания нагрузки на систему сбора), оптимизация используемых ресурсов, графика движения бригад.
Модуль позволяет сформировать единую среду производственного планирования всей операционной деятельности на месторождении и постоянно совершенствовать процесс планирования на основе многокритериальной и многоцелевой оптимизации.
Модуль AVIST.Operation (Аварийный журнал. Управление событиями и инцидентами) предназначен для мониторинга и оперативного управления событиями в режиме реального времени. Модуль контролирует тысячи показателей и предоставляет инженерам-технологам инструменты формирования аналитических правил – наборов логических правил фильтрации сигналов от множества технологических объектов для обработки только тех событий, которые могут оказать критическое влияние на ключевые производственные процессы. Модуль позволяет минимизировать время реакции на события и снизить вероятность возникновения нештатных ситуаций.
Отечественная платформа AVIST дешевле зарубежных аналогов. Она устанавливается непосредственно у заказчика и интегрируется с уже внедренными системами или предоставляется как сервис по модели SaaS вместе с недостающим инженерным программным обеспечением, а также с методологической и бизнес-поддержкой. Прежде чем приступить к внедрению платформы, специалисты ITPS проводят всесторонний анализ для оценки и определения наибольших эффектов внедрения решения.
Платформа AVIST используется в нефтегазовой отрасли. В числе эффектов применения AVIST – сокращение недоборов и потерь за счет оперативного выявления и прогнозирования технологических ограничений и осложнений; повышение эффективности эксплуатации оборудования. Так, применение решения AVIST для интегрированного моделирования на одном из зрелых нефтяных месторождений в Казахстане (около 300 скважин, суммарный годовой объем добычи – 800 тыс. т нефти) позволило существенно сократить недоборы благодаря выявлению и устранению узких мест в системе сбора продукции, оптимизации работы оборудования скважин. Суммарный технологический эффект составил более 43 тыс. т нефти (1,2% от добычи 2012–2015 гг.) Кроме того, был получен эффект в виде замедления темпа падения добычи нефти с 15,5 до 10,5% в год.
В долгосрочной перспективе использование платформы способно обеспечить повышение текущего КИН и существенное снижение операционных и капитальных затрат.