А.И. Владимиров ,В.И. Грайфер
Общеизвестно, что нефть и природный газ - невозобновляемые источники энергии, и главная задача разработчиков - найти технические и технологические решения наиболее полного извлечения нефти из открытых геологами месторождений. По оценкам специалистов, при современных темпах нефтедобычи и мире (3,5 млрд. т ежегодно) и применяемых технологиях разработки нефтяных месторождений, позволяющих извлекать из нефтяной залежи в среднем не более 40 % нефти (30-31 % по месторождениям России), ее разведанные запасы будут исчерпаны до конца XXI века. Повышение коэффициента извлечения нефти (КИН) на 1 % на разрабатываемых месторождениях страны равносильно открытию нового нефтяного месторождения с объемом извлекаемых запасов около 100ц— 150 млн. т. Вместе с тем достижения современной науки позволяют прогнозировать возможность увеличения КИН на 7 -9 %. Для России эффект, который будет при этом получен, сопоставим с вводом в эксплуатацию нового Самотлора. Поэтому увеличение доли извлекаемых геологических запасов нефти из месторождений, находящихся в разработке, с помощью новых технологий, а также за счет улучшения качества проектирования и управления разработкой нефтяных месторождений на основе вышения достоверности и полноты информации о характеристиках и состоянии месторождений, обеспечения ее актуально-сти - одна из ключевых проблем укрепления ресурсного потен-циала ТЭК, энергетической безопасности страны. Это также важ-ная социальная проблема, решение которой имеет большое зна-чение для устойчивого развития России. Находящиеся в разработке нефтегазовые месторождения в основном обустроены. Вокруг них создана развитая социальная инфраструктура: города, транспортные и энергетические коммуникации, сопутствующие производства, образовательные учреждения, имеются квалифицированные кадры и др. Продление срока рентабельной эксплуатации месторождения обеспечивает сохранение рабочих мест в регионе, стабильность доходов региональных бюджетов.
В настоящее время возможности увеличения КИН существенно ограничены по той причине, что нефтяное месторождение при современном уровне его информатизации - плохо управляемая система. В сети из сотен и более взаимодействующих добывающих и нагнетательных скважин изменение режима работы одной скважины отражается на состоянии других. Данные о происходящих при этом в пласте процессах недостаточно достоверны. Необеспеченность проектных и управленческих решений в нефтедобыче информацией о фактическом состоянии объектов явления препятствует рациональному недропользованию.
Прогресс в повышении качества управления разработкой нефтяных месторождений идет медленными темпами, и это тревожный для государства фактор, способный затормозить развитие отечественной экономики.
Инновационный путь, который может существенно повысить качество управления разработкой нефтяных месторождений и, как следствие, КИН, - комплексная информатизация и интеллектуализация нефтепромыслов.
Термин «Smart Well» - умная (интеллектуальная) скважина уже широко применяется в нефтяной отрасли. Речь идет об инновациях в системе разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений, связанных с:
- встраиванием во все основные технологические объекты месторождений (скважины, насосные установки, агрегаты системы сбора и подготовки нефти и др.) многопараметрической микропроцессорной измерительной аппаратуры и систем искусственного интеллекта, в частности систем распознавания, самонастройки и саморегулирования;
- объединением их посредством различных каналов связи, в том числе спутниковых, иерархическими информационными сетями;
- подключением к этим сетям трехмерной динамической геолого-гидродинамической модели месторождения, ее уточнением на основе достоверных геолого-промысловых данных;
- созданием автоматизированных рабочих мест (АРМ) промыслового геолога, буровика, геофизика, технолога, мастера по добыче нефти, диспетчера по сбору и подготовке нефти и др.;
- обеспечением доступа через АРМ к достижениям индустрии Интернет-технологий.
В указанных инновациях - ключ к снижению уровня неопределенности знаний о текущем состоянии нефтегазового месторождения.
Другим актуальным направлением деятельности по обеспечению рационального недропользования является организация на каждом месторождении при строительстве скважин, проведении гидроразрывов пласта и других мероприятий технологического и экономического надзора, осуществляемого специальной службой - службой супервайзинга.
КИН зависит от многих факторов, обусловленных деятельностью большого числа подрядчиков, проводящих работы на нефтегазовом месторождении:
- от качества информации, поставляемой геологами и геофизиками;
- от того, какими скважинами и по какой сетке разбуривается месторождение;
- от технологии обеспечения притока нефти к скважине;
- от проектных решений по системе разработки месторождения;
- от применяемых техники и технологии скважинной добычи и методов воздействия на призабойную зону;
- от режимов эксплуатации скважин;
- от своевременности проведения текущих и капитальных ремонтов и многого другого.
Стремление к получению быстрой прибыли часто побуждает подрядчиков к экономии средств за счет снижения качества выполняемых работ, интенсификации нефтедобычи в нарушение установленных государством лицензионных требований и утвержденных технико-экономических обоснований (ТЭО) разработки. Это ведет к снижению КИН, быстрому обводнению месторождений и резкому росту себестоимости добываемой нефти в последующий период.
Ученый Совет РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина на заседании в апреле 2006 г. утвердил синергетическую образовательную технологию подготовки и повышения квалификации специалистов для рационального недропользования, реализуемую в новой среде обучения - на виртуальном нефтяном месторождении. Целью программы является кадровое обеспечение инноваций в нефтедобыче, направленных на увеличение объема извлекаемых запасов нефти за счет повышения качества управления разработкой нефтяных месторождений, связанных с информатизацией и интеллектуализацией нефтяных промыслов и созданием в отрасли системы супервайзинга.
Как показывает мировой опыт, супервайзинг - это эффективный инструмент, позволяющий государственным органам и нефтегазовым компаниям направлять деятельность многочисленных подрядчиков в единое русло рационального недропользования. Целесообразность создания служб супервайзинга, обеспечивающих надзор за соблюдением подрядчиками лицензионных требований, государственных стандартов, требований ТЭО и проектной документации, сегодня никем не оспаривается. От спе-циалистов-супервайзеров требуется видение всего поля работ по освоению нефтегазовых месторождений в их последовательности и взаимосвязи, при понимании их содержания, проблематики, экономики, владении информацией о современных технологиях. Отсутствие в стране системы подготовки супервайзеров нефтедобычи является одной из причин многочисленных нарушений лицензионных требований, ошибок при реализации ТЭО, аварий, неоправданных капитальных вложений и эксплуатационных затрат, негативных воздействий на окружающую среду.
Для осуществления инноваций в нефтедобыче, обеспечивающих повышение КИН и связанных с информатизацией и интеллектуализацией нефтепромыслов и организацией служб супервайзинга, требуются адекватные инновации в системе подготовке специалистов нефтегазового профиля. В стране имеется опыт создания отдельных интеллектуальных нефтяных промыслов с использованием преимущественно импортных скважинной электроники, коммуникационных каналов связи, программного обеспечения. Рынок изобилует предложениями технических средств и программных продуктов, с помощью которых можно продвигаться в данном направлении. Однако этого мало. Нужны специалисты: одни, чтобы осуществлять инновационную деятельность по интеллектуализации процессов нефтедобычи, другие, чтобы работать на интеллектуальных месторождениях. Кадровый дефицит - одна из главных причин нашей медлительности в информатизации и интеллектуализации систем нефтегазодобычи.
Стажировка в западных компаниях нескольких десятков специалистов не позволяет решить проблему. Ставку необходимо делать на кадры, подготовленные в российских вузах.
По мере информатизации промысла специалист-нефтяник все более отдаляется от прямого контакта с технологическим оборудованием, рычагами и кнопками управления. Среда его деятельности - информационная, и в ней он выступает одновременно как приемник, детектор, преобразователь, генератор и транслятор информации.
Сегодня в подготовке специалистов нефтегазового профиля продолжает доминировать предметный, а не деятельностный ход. Студенты осваивают лишь отдельные составляющие деятельности инженера-нефтяника. Из-за отсутствия необходимой информационной среды обучения, моделирующей реальную информационную среду деятельности современного специалиста, они не могут овладеть многими важными профессиональными навыками. Студенты, как и в прежние годы, получают в вузе глубокие знания по отдельным дисциплинам, учатся решать, в том числе с использованием компьютерных технологий, типовые задачи, встречающиеся в инженерной практике. Однако их слабо ориентируют на реальную практическую деятельность в заданных временных рамках, во взаимодействии с другими специалистами, работе в «команде», с необходимостью оперативно принимать решения во внештатных ситуациях при недостатке информации для ее анализа. Это не предусмотрено традиционной схемой обучения "лекции - лабораторный практикум - семинарские занятия, консультации, курсовое и дипломное проектирование, практики, самостоятельные для каждой специальности». В результате возрастает неудовлетворенность работодателей практической составляющей подготовки современных молодых специалистов.