Технология получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических аппаратно-программных комплексов сбора данных (далее - АПК), работающих на скважинах без оператора, основана на замещении функций оператора станции геолого-технологических исследований (далее - ГТИ) по информационному обеспечению процесса строительства скважин автоматизацией работы АПК.
Успешное применение такого вида обслуживания стало возможным благодаря тому, что используемые АПК ГЕОТЕК, были построены по сетевому принципу, когда все, входящие в их состав датчики и устройства выполнены в виде микропроцессорных модулей, обменивающихся между собой по информационной сети цифровыми данными,в программных комплексах имелась система автоматического распознавания причин неисправностей, что значительно сократило время, затрачиваемое персоналом на оценку работоспособности и устранение сбоев в работе АПК.
В настоящее время стремление применить технологию получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических АПК, работающих на скважинах без оператора, вызвано общемировой тенденцией расширения сфер использования автоматизированных технологий в связи с осложнившейся ситуацией по привлечению квалифицированной рабочей силы, которая сложилась по демографическим причинам (относительным сокращением работоспособного населения) и в результате постоянного снижения уровня общего образования и специальной подготовки персонала, вызванного бесконечными реформами всех систем образования. Кроме того, повышение автоматизации любой части любого технологического процесса уменьшает влияние основной причины происходящих в нем сбоев – человеческого фактора. Особенно это свойственно сложным процессам, одним из которых является строительство скважин. Помимо вышеизложенного, применение автоматизированных технологий на опасных объектах, к которыми относятся и скважины, снижает риски в области охраны труда и промышленной безопасности (далее ОТ и ПБ) за счет сокращения персонала, присутствующего в опасных зонах.
В 2024 году в АО «Оренбургбурнефть» проводятся опытно – промышленные испытания (далее – ОПИ) современного варианта «Технология получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических аппаратно-программных комплексов сбора данных, работающих на скважинах без оператора». Развитие средств цифровой связи, внедрение технологии цифровой двойник скважины, использование единого цифрового пространства для всех участников процесса строительства скважины, модернизация технологий удаленного доступа к данным информационных сетей и управления их работой позволило возложить функции непосредственного управления АПК, построенного по сетевому принципу, на удаленного сетевого пользователя. Причем, возросший за прошедшее время уровень автоматизации работы АПК ГЕОТЕК, анализа и обработки получаемых им данных позволяет одному удаленному пользователю одновременно управлять несколькими АПК. Таким специально обученным много объектному управлению пользователем стал оператор мониторинга данных бурения (далее – оператор МДБ).
Профилактические и регламентные работы выполняются специалистом техником, входящим в состав оперативного отряда (техник и водитель), находящегося круглосуточно в поле в постоянном перемещении на технологическом транспорте между объектами, на которых реализуется испытываемая технология, по графику и по необходимости под управлением оператора МДБ.
Выполнение функций оператора станции ГТИ по монтажу, демонтажу и техническому обслуживанию аппаратно-программного обеспечения АПК в данном варианте технологии производятся аналогично предыдущему варианту эпизодически (периодически или по необходимости) персоналом службы эпизодического обслуживания АПК, оснащенным средствами мобильной связи и всем необходимым для производства работ, выезжающим на технологическом транспорте на объекты, на которых реализуется технология под контролем оператора МДБ.
ОПИ проводились в соответствии с утвержденной программой по условиям договора на проведение ОПИ. По плану работ организовано одно рабочее место оператора МДБ. Первоначально организована работа испытываемой технологии на одном объекте (скважине) с последующим последовательным по одному вводом новых объектов до тех пор, пока оператор мониторинга данных будет в состоянии управлять ими. Параллельно учитывается объем работ службы эпизодического обслуживания оборудования АПК без оператора и вводится в работу необходимо - достаточное для успешного функционирования испытываемой технологии количество мобильных отрядов выполнения профилактических и регламентных работ. Выбраны объекты проведения испытаний так, чтобы за время строительства первого объекта было достигнуто и определено максимально возможное количество объектов, сопровождаемых данной технологией с одного рабочего места оператора МДБ.
В процессе ОПИ решались следующие вопросы:
- опробование технологии цифровой двойник скважины (предиктивная система помощи принятия решений, основанная на сопоставлении математической модели скважины, сформированной с учетом исторического архива данных с реальными данными процесса строительства скважины);
- опробование технологии единое цифровое пространство (все участники процесса строительства скважины посредством специализированного программного обеспечения, передают и получают технологическую информацию о процессе строительства скважины в формализованном виде, что позволяет производить оперативный контроль, анализ, иметь целостную картину технологического процесса в реальном времени);
- опробование технологии получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических АПК, работающих на скважинах без оператора;
- поиск методов, приемов и порядка наиболее эффективного применения испытываемой технологии с целью обеспечения качества, полноты и своевременности получения информации о процессе бурения, позволяющих производить информационное обеспечение строительства скважин на уровне не хуже, чем при работе станции ГТИ с оператором;
- определение степени участия в формировании информации о процессе бурения скважин удаленного оператора МДБ при перераспределении функций оператора ГТИ, вызванном его исключением из технологии информационного обеспечения;
- опробование блоков ПО, обеспечивающих в достаточном объеме замещение оператором МДБ функций участия в процессе информационного обеспечения строительства скважин оператора станции ГТИ;
- опробование службы эпизодического обслуживания АПК, работающих на скважинах без оператора, определение периодичности, длительности и объема работ по обслуживанию;
- определение эффективности и экономической целесообразности выполнения в испытываемой технологии действии оператора стации ГТИ, не требующих его профессиональных знаний и квалификации (профилактических и регламентных работ), специалистом невысокой квалификации (техником), входящим в состав оперативного отряда (техник и водитель), находящегося круглосуточно в поле в постоянном перемещении на технологическом транспорте между объектами, на которых реализуется испытываемая технология;
- опробование службы мониторинга данных бурения, разработка проектов документов, регламентирующих ее работу;
- создание и совершенствование временного регламента по взаимодействию между Заказчиком, исполнителями отдельных видов работ (сервисов) на скважине и участниками испытываемой технологии при ее реализации на объектах ПАО «Оренбургнефть»;
- сравнение результатов информационного обеспечения строительства скважин с использованием испытываемой технологии и информационного обеспечения с использованием станций ГТИ;
- выявление недостатков испытываемой технологии, определение путей их устранения и направлений совершенствования технологии;
- определение объема затрат на эксплуатацию испытываемой технологии, и оценка стоимости испытываемой услуги;
- формирование предмета обсуждения целесообразности и условий замещения услуги ГТИ на услугу, использующую испытываемую технологию.
В процессе ОПИ было выявлено, что АПК позволяет осуществлять ГТИ без оператора на уровне не ниже стандартного ГТИ, с наименьшими затратами, с учетом того, что при данном подходе повышаются требования к оборудованию (требуются высококлассное спутниковое оборудование, технологические датчики, прошедшие усиленный метрологический контроль и технологическую отбраковку, высокопроизводительное компьютерное оборудование).
Успешное применение такого вида обслуживания стало возможным благодаря тому, что используемые АПК ГЕОТЕК, были построены по сетевому принципу, когда все, входящие в их состав датчики и устройства выполнены в виде микропроцессорных модулей, обменивающихся между собой по информационной сети цифровыми данными,в программных комплексах имелась система автоматического распознавания причин неисправностей, что значительно сократило время, затрачиваемое персоналом на оценку работоспособности и устранение сбоев в работе АПК.
В настоящее время стремление применить технологию получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических АПК, работающих на скважинах без оператора, вызвано общемировой тенденцией расширения сфер использования автоматизированных технологий в связи с осложнившейся ситуацией по привлечению квалифицированной рабочей силы, которая сложилась по демографическим причинам (относительным сокращением работоспособного населения) и в результате постоянного снижения уровня общего образования и специальной подготовки персонала, вызванного бесконечными реформами всех систем образования. Кроме того, повышение автоматизации любой части любого технологического процесса уменьшает влияние основной причины происходящих в нем сбоев – человеческого фактора. Особенно это свойственно сложным процессам, одним из которых является строительство скважин. Помимо вышеизложенного, применение автоматизированных технологий на опасных объектах, к которыми относятся и скважины, снижает риски в области охраны труда и промышленной безопасности (далее ОТ и ПБ) за счет сокращения персонала, присутствующего в опасных зонах.
В 2024 году в АО «Оренбургбурнефть» проводятся опытно – промышленные испытания (далее – ОПИ) современного варианта «Технология получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических аппаратно-программных комплексов сбора данных, работающих на скважинах без оператора». Развитие средств цифровой связи, внедрение технологии цифровой двойник скважины, использование единого цифрового пространства для всех участников процесса строительства скважины, модернизация технологий удаленного доступа к данным информационных сетей и управления их работой позволило возложить функции непосредственного управления АПК, построенного по сетевому принципу, на удаленного сетевого пользователя. Причем, возросший за прошедшее время уровень автоматизации работы АПК ГЕОТЕК, анализа и обработки получаемых им данных позволяет одному удаленному пользователю одновременно управлять несколькими АПК. Таким специально обученным много объектному управлению пользователем стал оператор мониторинга данных бурения (далее – оператор МДБ).
Профилактические и регламентные работы выполняются специалистом техником, входящим в состав оперативного отряда (техник и водитель), находящегося круглосуточно в поле в постоянном перемещении на технологическом транспорте между объектами, на которых реализуется испытываемая технология, по графику и по необходимости под управлением оператора МДБ.
Выполнение функций оператора станции ГТИ по монтажу, демонтажу и техническому обслуживанию аппаратно-программного обеспечения АПК в данном варианте технологии производятся аналогично предыдущему варианту эпизодически (периодически или по необходимости) персоналом службы эпизодического обслуживания АПК, оснащенным средствами мобильной связи и всем необходимым для производства работ, выезжающим на технологическом транспорте на объекты, на которых реализуется технология под контролем оператора МДБ.
ОПИ проводились в соответствии с утвержденной программой по условиям договора на проведение ОПИ. По плану работ организовано одно рабочее место оператора МДБ. Первоначально организована работа испытываемой технологии на одном объекте (скважине) с последующим последовательным по одному вводом новых объектов до тех пор, пока оператор мониторинга данных будет в состоянии управлять ими. Параллельно учитывается объем работ службы эпизодического обслуживания оборудования АПК без оператора и вводится в работу необходимо - достаточное для успешного функционирования испытываемой технологии количество мобильных отрядов выполнения профилактических и регламентных работ. Выбраны объекты проведения испытаний так, чтобы за время строительства первого объекта было достигнуто и определено максимально возможное количество объектов, сопровождаемых данной технологией с одного рабочего места оператора МДБ.
В процессе ОПИ решались следующие вопросы:
- опробование технологии цифровой двойник скважины (предиктивная система помощи принятия решений, основанная на сопоставлении математической модели скважины, сформированной с учетом исторического архива данных с реальными данными процесса строительства скважины);
- опробование технологии единое цифровое пространство (все участники процесса строительства скважины посредством специализированного программного обеспечения, передают и получают технологическую информацию о процессе строительства скважины в формализованном виде, что позволяет производить оперативный контроль, анализ, иметь целостную картину технологического процесса в реальном времени);
- опробование технологии получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических АПК, работающих на скважинах без оператора;
- поиск методов, приемов и порядка наиболее эффективного применения испытываемой технологии с целью обеспечения качества, полноты и своевременности получения информации о процессе бурения, позволяющих производить информационное обеспечение строительства скважин на уровне не хуже, чем при работе станции ГТИ с оператором;
- определение степени участия в формировании информации о процессе бурения скважин удаленного оператора МДБ при перераспределении функций оператора ГТИ, вызванном его исключением из технологии информационного обеспечения;
- опробование блоков ПО, обеспечивающих в достаточном объеме замещение оператором МДБ функций участия в процессе информационного обеспечения строительства скважин оператора станции ГТИ;
- опробование службы эпизодического обслуживания АПК, работающих на скважинах без оператора, определение периодичности, длительности и объема работ по обслуживанию;
- определение эффективности и экономической целесообразности выполнения в испытываемой технологии действии оператора стации ГТИ, не требующих его профессиональных знаний и квалификации (профилактических и регламентных работ), специалистом невысокой квалификации (техником), входящим в состав оперативного отряда (техник и водитель), находящегося круглосуточно в поле в постоянном перемещении на технологическом транспорте между объектами, на которых реализуется испытываемая технология;
- опробование службы мониторинга данных бурения, разработка проектов документов, регламентирующих ее работу;
- создание и совершенствование временного регламента по взаимодействию между Заказчиком, исполнителями отдельных видов работ (сервисов) на скважине и участниками испытываемой технологии при ее реализации на объектах ПАО «Оренбургнефть»;
- сравнение результатов информационного обеспечения строительства скважин с использованием испытываемой технологии и информационного обеспечения с использованием станций ГТИ;
- выявление недостатков испытываемой технологии, определение путей их устранения и направлений совершенствования технологии;
- определение объема затрат на эксплуатацию испытываемой технологии, и оценка стоимости испытываемой услуги;
- формирование предмета обсуждения целесообразности и условий замещения услуги ГТИ на услугу, использующую испытываемую технологию.
В процессе ОПИ было выявлено, что АПК позволяет осуществлять ГТИ без оператора на уровне не ниже стандартного ГТИ, с наименьшими затратами, с учетом того, что при данном подходе повышаются требования к оборудованию (требуются высококлассное спутниковое оборудование, технологические датчики, прошедшие усиленный метрологический контроль и технологическую отбраковку, высокопроизводительное компьютерное оборудование).