Контроль ствола – от устья до забоя
Учёные Альметьевского государственного технологического университета – Высшей школы нефти (ВШН) разработали программное обеспечение для расчёта изменения давления по стволу нефтяной скважины.
В основу программы положен метод Поэтмана-Карпентера, применяемый для расчёта движения газожидкостной смеси в вертикальных трубах. Программа определяет профиль давления от устья до забоя скважины и оценивает, какие технологические параметры сильнее всего влияют на его изменение. Эти два фактора являются ключевыми для выстраивания дальнейшей логики работы месторождения.
Получаемые расчёты дают инженерам основание для более точного подбора режима работы глубинно-насосного оборудования. В свою очередь, это снижает риск возникновения газовых и жидкостных помех, предупреждает технологические сбои и увеличивает дебит скважины. Никакого дополнительного оборудования, помимо стандартного компьютера, для внедрения разработки не требуется.
Полное название программы – «Определение распределения давления по стволу скважины ниже глубины подвески насоса». Этот продукт – совместный труд специалистов Передовой инженерной нефтяной школы и кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений ВШН.
Дополнительная опция – подготовка кадров
У новой программы есть важная опция: ее можно использовать для подготовки будущих инженеров и технологов. В настоящий момент идет речь об ее внедрении в программу обучения студентов-нефтяников.
Если говорить о практической стороне, то показатели распределения давления в стволе для инженера идентичны данным по пульсу, ритму дыхания и давления для врача в отношении пациента. Программа максимально оперативно переводит сложные расчеты в понятный алгоритм.
Перспективы и наработки
По оценкам экспертов, разработка может стать отдельным модулем более комплексных систем моделирования скважин и месторождений.
Контроль забойного и скважинного давления непосредственно влияет на подбор оборудования, режим добычи, производительность скважины и предотвращение аварийных отклонений. Так что состоявшаяся разработка, соответствующая курсу на импортозамещение инженерного программного обеспечения и формирование собственной цифровой экосистемы нефтегазодобычи, обязательно найдет своё место среди отраслевых решений.
Похожие задачи уже решаются в корпоративных цифровых системах крупнейших нефтяных компаний, что подтверждает практическую востребованность технологии. В частности, разработанное «Роснефтью» ПО EchoTools вычисляет забойное давление и помогает подбирать оптимальный режим работы скважины. Его разработали и запатентовали специалисты уфимского научного института «Роснефти». Это – первое отечественное ПО, определяющее с помощью ИИ уровень жидкости и скорость звука в межтрубном пространстве скважины. Эти показатели позволяют вычислить забойное давление и подобрать оптимальный режим работы скважины для максимальной производительности. Разработка за две минуты интерпретирует более 10 тысяч показателей со скважин. Традиционным ручным методом на обработку этой информации уходит более трех суток. Дополнительный плюс от внедрения данного инструмента – в среднем 1 тонна нефти в сутки с одной скважины.
Разработка, созданная в Альметьевске, ждёт апробации на реальных скважинах предприятий «Татнефти» и других российских нефтегазовых компаний. Так как Высшая школа нефти входит в научно-образовательную экосистему «Татнефти», у разработчиков потенциально имеется доступ к отраслевой экспертизе и площадкам для проверки расчётных моделей. Сильная сторона полученного продукта – узкая специализация, возможность запуска на обычном компьютере, понятный алгоритм расчёта и сочетание производственного и образовательного применения. Очевидно, что ПО будет внедрено в образовательный процесс ВШН, а при успешной промышленной проверке – войдет в состав более крупных отечественных комплексов для моделирования скважин, подбора насосного оборудования и управления механизированной добычей.
