Информационные

сообщения

УДК 550.832.9:622.276

А. А. Шокиров ОАО НПП 'ВНИИГИС'

БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕТРИИ ДЛЯ ПРЯМОГО МОНИТОРИНГА РАБОТЫ ПЛАСТОВ - БУДУЩЕЕ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ

Приведен пример применения системы прямого мониторинга пластов на место­ рождениях позднего периода эксплуатации. Беспроводные системы телеметрии позволяют регистрировать данные в процессе работы скважины без подъема прибора или добычного оборудования на поверхность. Предложены вариан­ ты установки системы с применением технологии одновременно-раздельной эксплуатации.

Ключевые слова: углеводороды, добыча, беспроводные системы мониторинга,

интеллектуальная скважина, измерение.

Когда месторождение углеводородного сырья переходит на поз­ днюю стадию разработки, насущным становится вопрос снижения себестоимости добываемого продукта. В процессе эксплуатации месторождения в течение десятков лет оптимизируются все этапы добычи и что-то улучшить, кажется, не представляется возможным. Отход от традиционного информационного обеспечения нефтедо­ бычи к прямому мониторингу пластов не только позволяет снижать показатели себестоимости, но и открывает новые технические воз­ можности в этой области.

Все этапы добычи углеводородного сырья сопровождаются ин­ формационным обеспечением специализированными промысловы­ ми геофизическими службами. Это измерения, осуществляемые с помощью скважинных приборов пластового и забойного давлений,

температуры продуктивного пласта, содержания воды в добываемом продукте, объема добытого продукта и при необходимости ряда других геофизических и технологических параметров. Процесс проведения измерений в условиях, когда скважина эксплуатируется погружными насосами, не представляет сложности: в этом случае информационные сигналы передаются на дневную поверхность со скважины по кабелю питания насоса. Однако более 70% скважин оснащены подземным добычным оборудованием с наземным расположением привода. Ин­ формацию о параметрах эксплуатации этих скважин можно получить или косвенным путем, что имеет свои существенные недостатки, или путем остановки скважины и спуска в пространство между обсадной и эксплуатационной колоннами исследовательских приборов, что не способствует повышению рентабельности добычи нефти. Ситуация еще больше усугубляется, когда скважина эксплуатируется по тех­ нологии одновременно-раздельной добычи (ОРД). При ОРД углево­ дородное сырье добывается из нескольких пластов одновременно, но при этом пласты друг от друга изолируются пакерами и доступ в подпакерное пространство стандартными измерительными приборами практически невозможен. Из положения выходят за счет применения автономных скважинных приборов, которые регистрируют данные в процессе работы скважины, но доступ к этой информации возмо­ жен только после поднятия прибора и добычного оборудования на поверхность, что, конечно, неэффективно.

Основным сдерживающим фактором применения беспроводных систем телеметрии (БСТ) в скважинах является низкая скорость передачи данных [1].

Известно, что при так называемом интеллектуальном заканчивании скважины, где несколько скважин сводятся в один основной ствол, нефтяники сталкиваются с избыточностью данных, поступающих для контроля добычи (рис. 1). Чтобы эффективно использовать систему автоматизированного контроля (САК) параметров пласта, поступающие данные подвергаются очистке и агрегированию, затем их передают в интеллектуальную программную среду принятия ре­ шений. Система, используя стохастические подходы, осуществляет автоматический расчет обводненности, суммарной добычи, газовых факторов и других параметров, а также общий объем добычи по каждой скважине с помощью нейронных сетей, которые непрерывно вычисляют дебиты нефти, газа и воды.

Выходные данные по скважинам служат в свою очередь входными параметрами для моделирования поведения месторождения [2].

Вслучае использования БСТ не требуется агрегирование данных

всвязи с низкой частотой их обновления. При условии, что БСТ охвачены все скважины месторождения и данные передаются со скважин не синхронно, система автоматического контроля парамет­ ров пласта аналогична представленной на рис. 1. Она также будет работать эффективно.

Так как нейронные сети обучаются по получаемым данным, то чем больше скважин месторождения подключены к системе САК и чем дольше период эксплуатации месторождения совместно с САК, тем выше вероятность правильности прогнозирования предполагаемых событий и времени для принятия опережающих решений [3].

Сегодня все сферы деятельности человека охвачены информацион­ но-телеметрическими системами (каналами) связи (проводные, радио, оптические) и точками доступа к ним. Количество их продолжает расти из года в год. Чувствительность приемников космической связи составляет единицы микровольт, такого же порядка она и у назем­ ных стационарных приемников. Энергопотребление современных микропроцессоров составляет микроватты при производительности миллионы операций в секунду. Автономные источники питания могут сохранять свою работоспособность годами. Все идет к тому, что устье скважины будет снабжено маломощным ретранслятором с выходом

ккакому-либо каналу связи. Структура получения информации со скважины при этом предполагается такой: базовый скважинный эле­ мент - ретранслятор - дуплексный канал связи - диспетчерский пункт.

Базовым элементом системы САК в скважине может стать авто­ номный скважинный измерительный модуль (АСИМ), который явля­ ется основным элементом технологии “интеллектуальная скважина” для мониторинга режима разработки месторождения и селективного управления добычей по беспроводному каналу связи и предназна­ чен для месторождений со скважинами с наземным расположением привода механизации добычи и для скважин с технологией ОРЭ. На рис. 2 представлен один из вариантов технологии “Интеллектуальная скважина” с автономным измерительным комплексом (АСИК), где скважинная часть состоит из аппаратуры АСИМ.

Как видно из рис. 2, под пакерным пространством отсутствует кабель питания и связи. Скважинный прибор АСИК обеспечивает гео-