Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Инновационные технологии разработки нефтяных месторождений. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
В. А. Васильев, Л. М. Зиновьева, М. В. Краюшкина
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Направление подготовки 131000.68 − Нефтегазовое дело
Магистерская программа «Управление разработкой
нефтяных месторождений»
Ставрополь
2014
УДК 338.45:622.276.6
ББК 65.33.36:65.507.22я72
В 19
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Северо-Кавказского федерального
университета
Васильев В. А., Зиновьева Л. М., Краюшкина М. В.
В19 Инновационные технологии разработки нефтяных ме-
сторождений: учебное пособие. – Ставрополь: Изд-во
СКФУ, 2014 – 125 с.
Пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО к подготовке выпускника для получения степени «Магистр».
Содержит основные понятия инновационных технологий
разработки месторождений и их применения при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений, контрольные вопросы и задания, литературу.
Предназначено для студентов, обучающихся по направле-
нию подготовки 131000.68 − Нефтегазовое дело, по магистерской
программе «Управление разработкой нефтяных месторождений».
УДК 338.45:622.276.6
ББК 65.33.36:65.507.22я72
Рецензенты:
канд. геол.-минерал. наук, доцент З. В. Стерленко,
канд. геол.-минерал. наук, доцент Е. Ю. Туманова
© ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский
федеральный университет», 2014
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Целью дисциплины является развитие знаний в области инновационных технологий разработки месторождений и умения их
применения при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений.
Дисциплина нацелена на подготовку магистров:
– к использованию комплексного подхода к решению научных и производственных задач нефтегазовой отрасли с использованием современных компьютерных технологий;
– творческому решению научно-исследовательских и прикладных проблем, возникающих при разработке нефтяных месторождений;
– научно-исследовательской работе в области технологий
проектирования, управления и принятия решений в условиях риска и неопределенности.
Задачей изучения дисциплины является:
– обучение методам, используемым при решении задач, возникающих при использовании инновационных технологий разработки нефтяных месторождений.
При изучении курса должны овладеть следующими общекультурными (ОК) и профессиональными компетенциями (ПК):
– самостоятельно совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
– самостоятельно приобретать и использовать в практической
деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-3);
– использовать программно-целевые методы решения научных проблем (ОК-5);
– самостоятельно овладевать новыми методами исследований,
модифицировать их и разрабатывать новые методы, исходя из задач конкретного исследования (ОК-6);
– пользоваться иностранным языком для изучения зарубежного опыта в профилирующей и смежных областях науки и техники,
а также для делового профессионального общения (ОК-7);
– проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, находить нестандартные решения, брать на себя всю полноту ответственности (ОК-8);
3
– понимать и анализировать экономические, экологические, социальные и проблемы промышленной безопасности нефтегазовой
отрасли (ОК-9);
– формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и практической деятельности (ПК-1);
– использовать на практике знания, умения и навыки в организации исследовательских, проектных и конструкторских работ,
в управлении коллективом (ПК-2);
– изменять научный и научно-производственный профиль
своей профессиональной деятельности (ПК-3);
– разрабатывать научно-техническую, проектную и служебную
документацию, оформлять научно-технические отчеты, обзоры,
публикации по результатам выполненных исследований (ПК-4);
– оценивать перспективы и возможности использования достижений научно-технического прогресса в инновационном развитии отрасли, предлагать способы их реализации (ПК-5);
– использовать методологию научных исследований в профессиональной деятельности (ПК-6);
– планировать и проводить аналитические, имитационные и
экспериментальные исследования, критически оценивать данные и
делать выводы (ПК-7);
– проводить анализ и систематизацию научно-технической
информации по теме исследования, осуществлять выбор методик и
средств решения задачи, проводить патентные исследования с целью обеспечения патентной чистоты новых разработок (ПК-9);
– применять полученные знания для разработки и реализации
проектов, различных процессов производственной деятельности
(ПК-10);
– применять методологию проектирования (ПК-11);
– разрабатывать технические задания на проектирование нестандартного оборудования, технологической оснастки, средств
автоматизации процессов (ПК-13);
– совершенствовать методики эксплуатации и технологии обслуживания оборудования (ПК-23);
– применять инновационные методы для решения производственных задач (ПК-24);
4
− конструировать и разрабатывать новые инновационные
технологические процессы и оборудование нефтегазодобычи и
транспорта нефти и газа (ПК-25);
− анализировать возможные инновационные риски при внед-
рении новых технологий, оборудования, систем (ПК-26).
В результате освоения учебного пособия обучающийся должен знать:
- принципы измерения физических характеристик и режимов
работы технологических объектов, способы передачи и преобразования информации, используемые каналы связи;
- нетрадиционные источники энергии; методы и средства
управления проектами в нефтегазовом комплексе;
уметь:
- использовать современные инструменты и методы планиро-
вания и контроля проектов; применять знания и мировой опыт
управления проектами;
- применять качественные решения на основе оперативной
информации; снижать последствия возникающих отклонений и
управлять рисками;
владеть:
- навыками управления технологическим оборудованием с ис-
пользованием автоматизированных рабочих мест;
- современной методологией проектирования и проектного
менеджмента;
- методами оценки экономических последствий инженерных и
организационных решений.
5
Глава 1
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ
ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В современных условиях минерально-сырьевой сектор экономики (прежде всего нефтегазовая промышленность) перестал быть
«простым» в технологическом отношении. Добыча сырьевых ресурсов осуществляется в постоянно усложняющихся геологических условиях с использованием всё более сложных технологий, в
создание которых вкладываются многие миллиарды долларов и
над которыми работают интеллектуальные силы многих стран мира. Поэтому можно с полной уверенностью утверждать, что с каждым годом нефть и газ становятся во всё большей степени продуктами наукоёмкими.
Сегодня ресурсной базой отечественной нефтедобычи являются месторождения с трудноизвлекаемыми запасами нефти (ТИЗ):
− остаточные запасы уникальных и крупных месторожде-
ний, которые оцениваются в 11,8 млрд. т;
− мелкие и средние нефтяные месторождения, удаленные
от промышленных центров. Запасы этих категорий трудно извлекаемых месторождений оцениваются в 4,8 млрд. т, или 41 % от
остаточных подвижных запасов углеводородов, находящихся в
настоящее время в разработке в различных регионах России;
− тяжелые высоковязкие нефти с запасами около 6,3 млрд. т,
или с долей запасов от подвижных запасов крупных месторождений, равной 53 %;
− низкопроницаемые пласты многопластовых заводненных
залежей нефти, включая месторождения на поздней стадии разработки. Размер этих запасов в России примерно равен подвижным
запасам углеводородов.
Сегодня в крупных нефтяных компаниях России удельный вес
ТИЗ в общем объёме остаточных запасов составляет от 40 до 70 %.
Характерными особенностями освоения трудноизвлекаемых
запасов нефти являются:
– низкая нефтеотдача пластов, когда суммарный удельный вес
неизвлекаемых (при традиционных отечественных технологиях) и
трудноизвлекаемых запасов нефти в общем балансе остаточных
запасов достигает 80–90 %;
6
– кратное, в 3–6 и более раз, увеличение капиталоёмкости
разработки месторождений по сравнению с традиционными (активными) запасами;
– неравномерность выработки запасов, когда добыча из активной их части в десятки раз превышает добычу в условиях ТИЗ.
При существующих объёмах и технологиях нефтедобычи
(3,5 млрд. т ежегодно) в мире разведанные запасы нефти могут
быть исчерпаны уже 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 100–150 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 повышения достоверности и полноты информации о характеристиках и состоянии месторождений, обеспечения ее актуальности – одна из ключевых проблем укрепления ресурсного потенциала ТЭК, энергетической безопасности страны.
Инновационный путь, который может существенно повысить
качество управления разработкой нефтяных месторождений и, как
следствие, КИН, – комплексная информатизация и интеллектуализация нефтепромыслов.
В стране имеется опыт создания отдельных интеллектуальных
нефтяных промыслов с использованием закупленных, преимущественно за рубежом, средств скважинной электроники, современных каналов связи, программного обеспечения. Рынок изобилует
предложениями технических средств и программных продуктов, с
помощью которых можно продвигаться в данном направлении.
Причина нашей медлительности в информатизации и интеллектуализации нефтегазодобычи – это прежде всего недостаток кадров.
Для осуществления инноваций, связанных с информатизацией
и интеллектуализацией нефтегазового производства, требуются
7
адекватные инновации в системе подготовки специалистов нефтегазового профиля.
Освоение трудноизвлекаемых запасов нефти – проблема отраслевого и государственного уровня, решение которой способно
значительно увеличить извлекаемую часть уже открытых запасов
углеводородов и тем самым положительно повлиять на уровни добычи нефти и основные технико-экономические показатели
нефтедобывающей отрасли России.
1.1. Сущность инновационной деятельности
Понятие «инновационная деятельность» (ИД) может трактоваться в узком и широком смысле. В узком смысле «инновационная деятельность» – это деятельность, направленная на использование результатов научных исследований с целью получения нового или значительно усовершенствованного продукта, способа
его производства или применения.
В широком смысле «инновационная деятельность» – это процессы создания, освоения и распространения новых видов продукции, услуг, технологий, сырья и материалов, методов организации
производства и управления.
Таким образом «инновационная деятельность» включает:
− научную деятельность;
− деятельность по воплощению разработок в продукт, тех-
нологию;
− деятельность по внедрению (применению) этого продук-
та, технологии.
Научная деятельность направлена на получение, накопление и
обогащение научного знания. Включает фундаментальные, прикладные исследования, конструкторские, проектные, технологические разработки, создание опытных образцов.
К инновационной деятельности относится та часть научной
деятельности, которая связана с прикладными научноисследовательскими работами, разработкой и внедрением новых
видов и моделей машин, технологий, процессов, материалов, систем управления.
К инновационной деятельности не относятся гуманитарные
исследования, фундаментальная наука (хотя на ее основе создаются многие новшества).
8
1.2. Виды, стадии и этапы инновационной деятельности
Этап инновацион-
ного процесса
Вид деятельности
Результат
деятельности
Исследовательские проблемы
Обоснование целесообразности разработки
Научнотехнический анализ
Оценка научнотехнического уровня
Экономический
анализ
Оценка потенциальной коммерческой
эффективности изделия (технологии)
Маркетинговый
анализ
Оценка потенциального спроса и условий реализации
Инновационная деятельность состоит из отдельных видов работ, различных по характеру и содержанию и разделяется:
− на научно-исследовательские и опытно-конструкторские
работы;
− создание опытного образца;
− создание головного образца;
− организацию производства опытных партий новой техники;
− организация серийного производства новшества;
− опытно-промышленную эксплуатацию головных образ-
цов (рис. 1.1).
Рис 1.1. Укрупненные виды (стадии) инновационной деятельности
Методической основой управления инновационной деятельностью является системный подход, на основе которого вся совокупность НИОКР по данному изделию (технологии) рассматривается как единый инновационный процесс, в общем случае состоящий из последовательных этапов, характеристики которых приведены в табл. 1.1.
Основные характеристики инновационного процесса
Таблица 1.1
9
НИР
Научный
Фундаментальные
Новые научные
знания
Прикладные
Новые знания для
ОКР
ОКР
Технический
Техникотехнологические
Опытный образец и
ОПР
Коммерческие
Образец, отвечающий требованиям
рынка
Реализация
Технологический
Производство
Технические изменения производства
Потребление
Технические изменения потребления
Эксплуатация
Эксплуатационный
Совершенствование
Более качественные
изделия
Модернизация
Адаптация к новым
условиям
эксплуатации
1.3. Управление инновационными процессами
Инновационная деятельность, осуществляемая в целостной
системе управления инновациями «государство – общество –
наука – технология – экономика – образование», включает в себя
широкий спектр работ, как в области инновационной политики
государства, так и по созданию и освоению наукоемких и ресурсосберегающих технологий, эффективному использованию приобретаемых лицензий, раскрытию ноу-хау и т. п.
Отмеченные взаимосвязи выполняют системообразующую
роль. Это оказывает прямое влияние на развитие инновационной
деятельности, эффективность и сама возможность которой определяются совокупностью прямых и обратных связей между различными стадиями инновационного цикла, производителями и потребителями знаний, фирмами, рынком, государством и т. п. как в
пределах национальных границ, так и в глобальном масштабе.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]