03.11.2022
Функционал приложения позволяет эффективно решать ряд инженерных задач, возникающих в практике нефтегазовых компаний, и обладает уникальными возможностями по моделированию движения бурильной колонны с учетом сил на долоте и взаимодействия со стенками скважины.
Текущие возможности приложения позволяют:
➢ проводить оценку деформированного состояния бурильной колонны в скважине, распределений осевых сил, моментов, внутренних напряжений, возникающих в элементах компоновки при различных технологических операциях (Статический анализ и Torque&Drag анализ);
➢ проводить моделирование и визуализацию движения колонны в скважине с учетом сил на долоте и взаимодействия со стенками скважины, с возможностью изменения параметров модели в процессе моделирования (Time Domain Analysis – Анализ динамики колонны);
➢ представлять результаты моделирования в графическом формате, формировать автоматические отчеты.
Оценка крутящих моментов и сил, возникающих в буровых или обсадных колоннах при различных технологических операциях на скважине: спускоподъемные операции, бурение с/без вращения колонны, вращение над забоем, расширительные работы, работы по подъему утерянного оборудования и пр. Определение критических эксплуатационных параметров, приводящих к потере устойчивости колонны в скважине произвольной конфигурации.
Реализованы решения задач как с использованием «мягкой» модели (Soft-string Torque&Drag) - быстрое решение без учета изгибной жесткости элементов колонны, так и в рамках «жесткой» модели, учитывающей поперечные смещения колонны относительно оси скважины (Stiff-string Torque&Drag).
Исследование деформированного состояния КНБК в скважине произвольной конфигурации на основании расчета равновесного положения модели; анализ контактных сил, действующих со стороны стенок скважины на колонну, а также внутренних силовых факторов и напряжений, возникающих в элементах колонны в различных условиях эксплуатации.
• Линейный вибрационный анализ (выход в IV кв. 2022 г.)
Анализ собственных форм и частот КНБК в окрестности положения равновесия, расчет линейного отклика системы на воздействия, возникающие при взаимодействии со скважиной, представленные кинематическими и силовыми гармоническими возмущениями; построение карт зависимости линейного отклика системы от эксплуатационных параметров.
• Нелинейный вибрационный анализ
Моделирование вибрационного отклика на силовые возмущения во временной области; доступно в рамках инструмента Анализа динамики БК.
Численное моделирование динамических процессов, возникающих при движении бурильной колонны в скважине – спуско-подъемных операциях, проходке и расширении ствола – во временной области; интегрирование нелинейных уравнений движения системы с подробным моделированием контактного взаимодействия элементов буровой колонны со скважиной, сил резания на долоте. Опционально доступно задание наборов силовых возмущений для элементов компоновки, а также интерактивное управление параметрами компоновки (управление РУС, пр.) и операционными параметрами (сила на крюке, скорость вращения, скорость прокачки бурового раствора и пр.) в процессе моделирования.
Результаты анализа могут применяться для исследования поведения компоновки в различных условиях эксплуатации, анализа переходных автоколебательных процессов в колонне, уточнения результатов линейного вибрационного анализ, а также определения оптимальной конфигурации и режимов работы бурильного оборудования.
Оценка направления проходки на основании анализа деформированного состояния КНБК в скважине: прогноз направления проходки для заданного положения КНБК в скважине, а также последовательное построение траектории скважины по результатам прогноза.
Рынок: По состоянию на 2020 г. доля иностранного программного обеспечения (ПО) в топливно-энергетических компаниях (ТЭК) в РФ превышает 90%. Импортируются 93% средств управления облачной инфраструктурой и виртуализацией, 86% систем управления базами данных, 75% серверных операционных систем, 75% бизнес-приложений, 60% антивирусных программ, более 50% интернет-сервисов .
Вместе с тем отечественное ПО и решения в сфере информационных технологий (ИТ) уже сейчас в состоянии заместить часть зарубежных аналогов в различных направлениях деятельности ТЭК, а стоимость российского ПО в среднем на 40% ниже .
В текущих условиях применения секторальных санкций недружественными странами частичный или полный запрет на импорт в Россию ПО для применения в отраслях топливно-энергетического комплекса может привести к существенным осложнениям при реализации новых проектов. Нефтегазовые компании еще в 2018г. столкнулись с проблемами при эксплуатации шельфовых месторождений и трудноизвлекаемых запасов (доля последних в добыче нефти в 2017 г. составила 7,2%) , поскольку используется высокопроизводительное ПО зарубежного производства, для которого на данный момент российские аналоги только разрабатываются. Две трети мирового рынка специализированного ПО для нефтегазовой отрасли занимают пять компаний – Sсhlumberger Ltd. (США), Halliburton Landmark (США), Aspen Technology, Inc. (США), Honeywell International, Inc. (США), Schneider Electric (Франция).
Их продукты также активно используются на российских нефтегазовых, нефтесервисных и нефтеперерабатывающих предприятиях. С развитием методов разведки месторождений и технологий добычи углеводородов количество разрабатываемых и используемых программных средств растет по экспоненте, уже к 2017г. объем зарегистрированного ПО для ТЭК в мире составил более 3 тыс. единиц. Специалисты добывающих компаний стремятся к интеграции и объединению приложений в единый программный комплекс, позволяющий передавать результаты обработки информации в унифицированном формате данных.
В рамках этого подхода действуют Halliburton Landmark, Schlumberger Ltd. Например, консолидация ПО повысила производительность труда в Halliburton Landmark более чем на 34%. Создаются общие модели месторождения для хранения и накопления соответствующей информации, вырабатываются правила предоставления выборок данных научным подразделениям университетов, лабораториям и разработчикам ПО для развития средств моделирования и цифровой обработки данных в интересах предприятий нефтегазовой отрасли. Для стимулирования обновления и совершенствования ПО в интересах нефтегазовой отрасли в США организован испытательный центр Rocky Mountain Oilfield, который позволяет тестировать прототипы программных продуктов в соответствии с методиками потребителей. На содержание этого полигона ежегодно выделяется около 10 млн долл. из бюджета Министерства энергетики США.
Развитие ПО необходимо рассматривать в свете цифровой трансформации нефтегазовой отрасли. Согласно исследованию, проведенному специалистами Cambridge Energy Research Associates (США), отдача на месторождениях, где используются технологии цифровизации, в настоящий момент (на экспериментальном этапе внедрения этих технологий) на 2–10% выше, чем на разрабатываемых традиционными способами. Использование больших данных и прогнозной аналитики позволяет разрабатывать оптимальные программы обслуживания технического состояния каждого класса оборудования и обеспечивает увеличение его доступности, уменьшение вероятности и стоимости внеплановых ремонтов, снижение затрат на инспекцию и обслуживание.
Для преодоления стоящих перед нефтегазовой отраслью проблем необходимо повысить эффективность и качество геологоразведочных работ и разработки месторождений углеводородного сырья; создать и внедрить новые методы и технологии, в том числе для решения комплексных математических задач при разработке, транспортировке, управлении и продаже нефтепродуктов, проектировании оборудования и инженерных сооружений, моделировании их работы, в целях повышения качества переработки углеводородного сырья. Все это обуславливает потребность в новейших цифровых технологиях. Существует два варианта импортозамещения ПО в нефтегазовой отрасли: разработка линейки программных продуктов внутри крупных нефтегазовых компаний или отдельными ИТ-компаниями.
Дата: 03.11.2022
