Интеллектуалды кен орындары. ҚМГ кейстері

«Интеллектуалды кен орны» технологиясын енгізу (жоба «Цифрлы Қазақстан» бағдарламасының кірген болатын) өндірістік жабдықтардың жұмысын онлайн режимінде жедел бақылауға мүмкіндік береді. Бұл өз кезегінде ұңғыма жұмысының тиімділігін арттыруға, жұмсалатын шығынды азайтуға әкеледі. Бұл технология қолданылатын кен орындарында мұнай өндіру деңгейі жоғары болады. Аталмыш бастама ұңғымаларды жөндеу уақытын қысқартады, құрал-жабдықтың тоқтап қалуын болдырмайды және жабдықты жүктеу коэффициентін арттырады. Бұл тұрғыда өндірудің жаңа әдісі мен технологиясын қолдану және енгізу есебінен ескі кен орындарында мұнай өндіру көлемін ұлғайту міндеті өзекті болып отыр.

Кен орындарын цифрландыру тарихы

Цифрлы кен орны технологиялары әлемдік мұнай-газ саласына 1990-жылдардың орта тұсында енгізіле бастады. Бұл жаңашыл технология 2000-жылдары іске аса бастады және бүгінгі күнге дейін жалғасып келеді. Алғашқылардың бірі ретінде Shell компаниясы «Smart Fields» («ақылды кен орны», SF) бағдарламасын әзірлеп, оны сол кезеңде жүзеге асыра басталды^[1].

Жүйенің негізінде кен орнын ұқыпты пайдалану, оның өнім беру мерзімін барынша ұзарту идеясы жатыр. Яғни, жер қойнауын пайда табу үшін ғана пайдалану емес, өндіру көлемін орынды, дұрыс жолмен арттыру көзделеді. SF жобасының тағы бір маңызды міндеті — жабдықтар мен технологиялық процестердің энергия тиімділігін арттыру. Осылайша, бұл тұжырымдаманы енгізу арқылы компаниялар энергия шығынын азайтады және ауаға көмірқышқыл газының шығарындысын төмендетеді.

Shell компаниясы (сонымен қатар ExxonMobil) мобильді құрылғыларды қолдана отырып, жобаларды дамытудың цифрлық бақылау технологиясын алғашқылардың бірі болып енгізді. Бұл ретте кен орнын игеру туралы ақпарат өңделіп, арнайы бағдарламалық қосымшалардың көмегімен мүдделі тұлғалардың мобильді құрылғыларына нақты уақыт режимінде беріледі. Болжам бойынша 2025 жылға қарай мұнай саласының цифрлы трансформациясы әлемдік ішкі жалпы өнімнің 0,8%-ға өсуін қамтамасыз ете алады. Осылайша, өндірудің жоғары коэффициентіне байланысты өндіріс көлемінің өсуі 2050 жылға қарай 1 триллион баррельден аспақ, ал өндіріс құны үштен бірге төмендейді^[2].

ABAI ақпараттық жүйесі

Қазіргі уақытта «ҚазМұнайГаз» ҰК АҚ компаниялар тобындағы кен орындарын цифрландырумен «ҚМГ Инжиниринг» ЖШС айналысады. Бұл — кен орындарды барлау мен игеруді ғылыми-техникалық және инжинирингтік дамытуды, сондай-ақ оларды цифрландыруды қамтамасыз ететін ҚазМұнайГаз құзыреттерінің толыққанды орталығы. Кен орындарды цифрландыру жұмысы «ABAI ақпараттық жүйесі» жобасы аясында жүріп жатыр. Жүйені «ҚМГ Инжиниринг» ЖШС әзірлеген болатын.

Жобада мынадай технологиялар қолданылады:

• Интеллектуалды кен орнының технологиясы: бұл технология параметрлерді алып тастайтын және оларды диспетчерлік бөлмеге онлайн режимінде тарататын мұнай өндірудің барлық кезеңдерінде жабдықты орнатуды қамтиды. Бұл операторларға жедел шешім қабылдауға мүмкіндік береді.
• Заттар интернеті (IoT): отандық мұнай-газ кәсіпорындарының 95% үшін IoT пайдалану және мұнайды есепке алудың бірыңғай ақпараттық жүйесімен біріктіру күтілуде.
• Орталықтандырылған бақылау және басқару жүйелері: технологиялық объектілерді бақылау мен басқарудың орталықтандырылған жүйелері енгізілді.
• Ситуациялық басқару орталықтары: кен орнында жедел ситуациялық басқару орталықтары және кеңседе өндіруді талдау және жоспарлау орталығы құрылды.

Бұл технологиялар шығын тиімділігін, еңбек өнімділігін арттыруға, процестерді оңтайландыруға және мамандардың біліктілігі деңгейін арттыруға ықпал етеді. Олар ұңғыманы қалпына келтіру уақытын қысқартуға, жөндеу жұмыстарын азайтуға және энергия тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

ABAI жүйесі көптеген тәуелсіз модульдерден тұрады. Әрқайсысы барлау, бұрғылау, кен орындарын пайдалану, экономикалық тиімділікті бағалау және басқа да бизнес-процестерді оңтайландыруға бағытталған.

Қазіргі уақытта жүйенің бірнеше пилоттық модулі енгізіліп, өз тиімділігін растады. Мысалы, «Тереңдік-сорғы жабдығын (ТСЖ) таңдау» модулі жаңа және жұмыс істеп тұрған ұңғымалардың мүмкіндігін жедел бағалауды, пайдалану тәсілінің тиімділігіне экономикалық талдауды, жабдықты автоматты іріктеуді, есепті беруді, электронды тапсырыс-жүктелімді және түсіру жұмыстарының жоспарын шығарып беруді қамтамасыз етеді. Аталмыш операцияларға жұмсалатын уақыт 30 минуттан 5 минутқа дейін қысқарды, ал ТСЖ жөндеуаралық кезеңі 88 тәуліктен 144 тәулікке дейін ұлғайды.

«Ұңғымаларды ағымдағы және күрделі жөндеудің цифрлы мониторингі», «Карта құрғыш» және «Сулануды басқару» модульдері белсенді қолданылады.

Алдағы жылдары ABAI ақпараттық жүйесінің тағы бірнеше модулін іске қосу жоспарланған. ҚазМұнайГаз кен орындарында «Интеллектуалды кен орны» жобасын іске асыруға инвестицияның жалпы көлемі ағымдағы жоспарлар мен жағдайларға байланысты өзгеріп отырады.

Бірінші кейс. Ембідегі қанатқақты жоба

«Ембімұнайгаз» АҚ (ЕМГ, ҚазМұнайГаздың еншілес кәсіпорны) балансында 41 мұнай-газ кен орны бар. Оның ішінде 35 кен орны игерілуде, ал алтауының жұмысы тоқтатылған. Көптеген ескі кеніш  50 жылдан астам игеріліп келеді. Осыған қарамастан, ЕМГ жаңашыл технологияларды қолдану және енгізу арқылы мұнай өндіру көлемін үнемі арттырып отырады.

Жоба 2014 жылы қолға алынды, ал 2016 жылы ЕМГ Уаз кен орнында «Интеллектуалды кен орны» қанатқақты жобасын іске асырды. Техникалық шешімді Ембінің қызметкерлері өздері ақпараттық технологиялар және жаңа технологиялар саласындағы қазақстандық мамандармен бірлесіп әзірледі. Жоба аясында интеллектуалды басқару станциялары орнатылды, олар онлайн режимде әр ұңғыманың дебитін және басқа көрсеткіштерді тіркей бастады, сонымен қатар жөндеу бригадаларының жұмысын цифрлы бақылауға алды. Мұнайды дайындау және айдау процестеріне автоматты түрде мониторинг жүргізіле бастады. Содан кейін пилоттық жобаның ауқымы кеңейіп, Прорва кен орындары тобы (Ақтөбе, Батыс Прорва, Досмұхамбетов, С. Нұржанов) және Жаңаталап, Шығыс Мақат, Шығыс Молдабек, О. Б. Камышитовое, О.Ш. Камышитовое кен орындары цифрландырылды.

2021 жылы жедел ден қою орталықтары бірден төрт мұнай-газ өндіру басқармасында ашылды — «Жылыоймұнайгаз», «Доссормұнайгаз», «Қайнармұнайгаз» және «Жайықмұнайгаз». Енді әрбір мұнай-газ өндіру басқармасының базасында өндірістік процестерді бақылауға, ұңғымалар мен кәсіпшілік жабдықтардың жұмысындағы іркілістерге жедел ден қоюға, сол арқылы ұңғымалардың тоқтап қалу уақытын азайтуға мүмкіндік бар.

2018 жылдан бастап 2021 жылға дейін «Интеллектуалды кен орны» жобасын іске асырудың ортақ тиімділігі шамамен 1,5 млрд теңгеден асты^[3]

Бүгінгі таңда ЕМГ-нің он негізгі кен орны цифрлы технологияға көшті^[4]. Барлық процесс Атырау қаласындағы ЕМГ кеңсесінде орналасқан және ұңғымалар бойынша барлық ақпарат келіп түсетін өндірістік процестерді визуализациялау орталығынан басқарылады.

Сонымен қатар ЕМГ-де озық шетелдік мұнай-газ компаниялары өздерінің табысты тәжірибесін уақытылы анықтау және озық шешімдерді өз тәжірибесімен ұштастыру үшін енгізетін жаңа цифрлы шешімдерді зерттейді. Қысқа мерзімді перспективада компания қуатты сараптау жүйелері мен жасанды интеллект функционалы бар «Интеллектуалды кен орны» толыққанды моделін іске қосуды жоспарлап отыр.

Екінші кейс. Қазгермұнай кен орнын цифрландыру

Жоба идеясы «Қазгермұнай» БК» ЖШС-де 2012 жылы пайда болы. Ол кезде ұңғымаларды механикаландырылған әдіске жаппай ауыстырғаннан кейін серіктестікте ұңғымалардың жұмысының алынған параметрлерінің сапасымен және дебит өлшемдерімен жабдықты пайдалану проблемалары басталды. Компания өз алдына мұнай кәсіпшілігі жабдықтарын біртіндеп толық автоматтандыру, нақты уақыт режимінде өңдеу үшін телеметрия жүйесі арқылы деректерді жинау және жеткізу, сондай-ақ негізгі көрсеткіштердің мониторингі негізінде кен орындарда игеру ісіне бақылау жүргізуге мүмкіндік беретін автоматтандырылған жүйелер мен қауіпсіздік жүйелерінің кешендерін орнату міндетін қойды. Сол кездің өзінде Ақшабұлақ кен орнындағы ұңғымалардың негізгі өндіруші қоры телемеханизацияланып, технологиялық объектілерді бақылау мен басқарудың орталықтандырылған жүйелері енгізілді, басқарудың екі негізгі ситуациялық орталығы құрылды: кен орнында жедел орталық ашылса, Қызылорда қаласындағы кеңседегі өндіруді талдау мен жоспарлау орталығы өз жұмысын бастады.

Ақшабұлақтағы «Интеллектуалды кен орны» жобасы 2018 жылы ресми түрде бастау алды. Қазіргі уақытта заманауи технологиялар тоқтап қалу кезінде мұнай шығынын азайтуға, ұңғымалар мен өндірістік нысандардың жұмысына нақты уақыт режимінде мониторинг жүргізуге, олардың берілген технологиялық режимнен ауытқуларына жедел ден қоюға, өлшеу сапасы мен кері үлестіруді есептеу сапасын арттыруға, ұңғыманы салу кезінде онлайн режимде уақтылы әрі сенімді ақпарат алуға мүмкіндік берді. Тиісінше, компания кен орындарды игеруге қатысты сапалы талдау жүргізуге мүмкіндік алды, бұл күнделікті операцияларға жұмсалатын жұмыс уақытын едәуір қысқартты және орташа есеппен еңбек өнімділігінің 20 пайыздық өсімін берді.

2019 жылы Қазгермұнайдың «Интеллектуалды кен орны» жобасының техникалық сараптамасы, командалық жұмысы, инновациялар және бизнес үшін құндылықтары ерекше болғаны үшін оң баға алды. Нәтижесінде бұл жоба әлемнің түкпір-түкпірінен үздік жобаларды анықтау үшін Schlumberger компаниясының ішінде өткізілетін байқауда 600 қатысушысы арасында «Ресей мен Орталық Азиядағы алғашқы цифрлы кен орны жобасы» ретінде қола жүлдеге ие болды. Мұнда интеллектуалды кен орны бойынша Қазгермунай шешімдері екі компанияның — Siemens (БӨА, ТП АБЖ, SCADA жүйелері) және Schlumberger (аналитика бойынша шешімдер) өнімдерінің симбиозы екенін атап өткен жөн. Дегенмен, бұл импорттық шешімдер тек дайын түрде көшірілді деген сөз емес. Шын мәнінде, оларды Қазақстандағы кен орындарға енгізу үшін барлығын жергілікті жағдайлар үшін бейімделуге тура келді. Шешімдердің жүйелік интеграторы елордалық «Nordal» ЖШС болды^[5]

«Белгілі бір жетістіктерге жеткен көптеген компанияның жұмыс тәжірибесін зерделей отырып, интеллектуалды кен орны жобасын іске асыруда әмбебап тәсіл жоқ екеніне көз жеткіздік. Әрбір компания өзінің нақты проблемаларына сүйене отырып, өз критерийлері бойынша жеке жобалар портфелін жасақтайды. Бірақ цифрландырудың тиімділігі күш-жігерді дұрыс қолдану арқылы болатыны сөзсіз», — дейді «Қазгермұнай» БК» ЖШС өндірісті автоматтандыру және цифрландыру департаменті директорының орынбасары Батыржан Шиланбаев^[6].

Б.Шиланбаев «ҚМГ Инжиниринг» компаниясының және олар әзірлеген «ABAI» ақпараттық жүйесінің рөлін де атап өтті. «Мен олардың өнімі — сулануды басқару модулін бөлек атап өткім келеді. 2022 жылдың желтоқсан айында тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар жұмысын бастадық және қазіргі уақытта (екі айда) қосымша 1 400 тонна мұнай өндіре аламыз. Аталмыш модулдің мәні — ол ұңғымалардың интерференциясын, өзара әсерін ескереді және әрбір жеке ұңғыма, соның ішінде тоғытылған ұңғыма үшін арнайы режим таңдайды. Осының нәтижесінде кен орынды игеру жүйесіне зиян келтірмей, қосымша өндіру деңгейіне жетеміз», — деп түсіндірді Қазгермұнай IТ-департаменті басшысының орынбасары.

Тәжірибе көрсеткендей, автоматтандыру және цифрландыру қызметкерлер санын қысқаруына әкеле бермейді. Мысалы, Қазгермұнай компаниясында адамдардың ұңғымаларды аралау қажеттілігі болмай қалғаннан кейін менеджмент бұл жұмыс орындарын қысқартпай, жұмысшыларды басқа мамандыққа қайта даярлаумен айналысты.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

• ^[1] Развитие цифровых технологий в нефтегазодобывающей отрасли // С.В. Красенков. "ССТ" МК. URL: https://sst.ru/press/expert-articles/the-development-of-digital-technology-in-the-oil-and-gas-industry / (өтініш берген күні: 04.05.2024).
• ^[2] Азиева Р. Х. Мониторинг результатов цифровой трансформации в нефтегазовой отрасли // ЕГИ. 2022. №40 (2). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/monitoring-rezultatov-tsifrovoy-transformatsii-v-neftegazovoy-otrasli (өтініш берген күні: 30.01.2024).
• ^[3] Как «КазМунайГаз» совершает свою четвёртую промышленную революцию // Forbes Kazakhstan, 2021. URL: https://forbes.kz/process/energetics/kak_kmg_provodit_svoyu_chetvertuyu_promyishlennuyu_revolyutsiyu (өтініш берген күні: 30.01.2024).
• ^[4] Возраст «цифре» не помеха: старейшее месторождение «ЭмбаМунайГаз» переходит на новые технологии // Ulysmedia.kz, 2023. URL: https://ulysmedia.kz/analitika/23556-vozrast-tsifre-ne-pomekha-stareishee-mestorozhdenie-embamunaigaz-perekhodit-na-novye-tekhnologii / (өтініш берген күні: 30.01.2024).
• ^[5] КазГерМунай – Цифровое месторождение // Nordal.kz. URL: https://nordal.kz/index.php?view=projects&id=5 (өтініш берген күні: 30.01.2024).
• ^[6] Месторождения Казахстана уходят в «цифру» // Андрей Халбашкеев, Добывающая промышленность: Центральная Азия. №2 2023. URL: https://dprom.kz/trendy/myestorozhdyeneya-kazahstana-uhodyat-v-tsefru / (өтініш берген күні: 30.01.2024).