№4(28/1)2021 С.70-93 | Журнал Нефтяная провинция

№ 1(17) 2019

Нефтяная провинция
№ 4(28) 2021 Часть 1. Спецвыпуск

Технология регулирования и оптимизации нефтегазодобычи в режиме реального времени

Аржиловский А.В., Поспелова Т.А., Харитонов А.Н., Стрекалов А.В., Дерюшев Д.Е., Лопатин Р.Р., Трушников Д.Н., Лознюк О.А., Архипов Ю.А.

DOI: https://doi.org/10.25689/NP.2021.4.70-93

C.70-93

Скачать статью

Аннотация

На современном этапе развитие нефтегазовых компаний напрямую связано с их цифровой трансформацией, включающей применение прорывных технологий, видоизменяющих бизнес-процессы за счет замещения или дополнения человека. По мнению авторов, важной составляющей этого процесса, которая должна обеспечить существенное повышение эффективности добычи углеводородов, является интеллектуализация промыслов.

Для решения данной задачи специалистами ПАО «НК «Роснефть» предложена технология регулирования и оптимизации нефтегазодобычи (РН-ТРОН), которая предусматривает создание распределенной системы управления газовым (газоконденсатным) промыслом в составе:

система автоматического управления промыслом (САУП) – программно-аппаратный комплекс для оптимизации работы всего промысла;
локальные системы автоматического регулирования (САР) - программно-аппаратные комплексы для поддержания заданных САУП режимов скважин;
автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП), обеспечивающая дистанционный контроль и регулирование процессов добычи и подготовки газа.

САУП физически размещается в диспетчерском пункте УКПГ промысла, САР скважин - в блоках автоматики кустовых площадок.

Ядром САУП является быстродействующий динамический цифровой двойник промысла, работающий совместно с модулями валидации, автоадаптации и оптимизации для выбора обоснованного оптимального сценария управления. Технология предусматривает последовательную реализацию следующих основных функций:

автоматическую валидацию (контроль) поступающих фактических данных и отбраковку недостоверной информации;
автоматическую адаптацию (настройку) цифрового двойника в реальном времени на достоверные фактические данные;
автоматическую оптимизацию процесса добычи углеводородов в реальном времени с помощью цифрового двойника.

Заданные САУП целевые параметры передаются через АСУ ТП и автоматически поддерживаются локальными системами автоматики, в том числе САР на кустах скважин. При этом САУП работает под контролем оператора диспетчерской АСУ ТП, который при необходимости может взять управление промыслом на себя.

В настоящее время разработана программная реализация базовой версии расчетного ядра САУП в стационарной неизотермической двухфазной постановке в наземных системах и скважинах. В работе приведены использованные при этом подходы к решению задачи потокораспределения и термодинамического равновесия флюидов в системе «пласт-скважины-ГСС-УКПГ-ДКС» в многофазной постановке.

На сегодняшний день не только разработаны основные принципы и алгоритмы технологии РН-ТРОН, но уже и получены первые результаты ее применения. Проведено успешное тестирование базовой версии ядра САУП на примере цифрового двойника промысла Берегового месторождения, результаты которого приводятся в работе.

Ключевые слова:

газовый промысел, добыча газа, цифровизация, цифровая трансформация, система автоматического управления, управление в реальном времени, цифровой двойник, адаптация, валидация, оптимизация, задача потокораспределения, система нелинейных уравнений

Список литературы

Концепция интеллектуализации газовых и газоконденсатных промыслов / Т.А. Поспелова, А.В. Аржиловский, А.Н. Харитонов, А.Ю. Юшков, А.В. Стрекалов, Р.Р. Лопатин, О.А. Лознюк, Ю.А. Архипов // Нефт. хоз-во. – 2019. – № 11. – С. 58‑63.
Т.А. Поспелова, А.Н. Харитонов, А.Ю. Юшков, А.В. Стрекалов, П.В. Ельсов, Р.Р. Лопатин, Д.Н. Трушников, А.Ф. Хабибуллин. Интеллектуальный промысел и цифровое месторождение будущего. Нефтепромысловое дело, №3/2019. С. 83-91.
Воробьев А.Е., Тчаро Х., Воробьев К.А. Цифровизация нефтяной промышленности: «интеллектуальный» нефтепромысел. - Вестник Евразийской науки, 2018, №3.
Поспелова Т.А., Стрекалов А.В., Князев С.М., Харитонов А.Н. Реализация цифровых двойников для управления газовым промыслом//Нефтяная провинция.-2020.-№1(21).-С.230-242. DOI https://doi.org/10.25689/NP.2020.1.230-242
А.Н. Харитонов, Т.А. Поспелова, О.А. Лознюк, Ю.А. Архипов, М.А. Скоробогач, А.Ю. Юшков, А.В Стрекалов, А.С. Заворина, В.П. Павлов, А.Л. Назаров. Методика обоснования технологических режимов газовых и газоконденсатных скважин с применением интегрированных моделей. // Нефтепромысловое дело, 2020, № 4, с. 41-47.
Князев С.М., Стрекалов А.В. Расчет технологического режима газового промысла на основе быстродействующей модели «GasNet-VBA». Росгеология. В поисках новых открытий. г. Иркутск, 17–18 октября 2019 г.

Сведения об авторах

Аржиловский Андрей Владимирович, кандидат технических наук, ООО «Тюменский нефтяной научный центр»