С целью улучшения оперативного контроля параметров и повышения эффективности эксплуатации месторождений возникает необходимость в разработке системы автоматизированного анализа технологических параметров и внешних факторов работы объекта добычи и подготовки для оптимизации его работы и повышения уровня добычи и количества и качества товарной продукции.
В данной статье рассмотрим опыт разработки и внедрения на базе ПО АЭРОСИМ цифровых двойников на объекте добычи газа и конденсата и эффектов от его внедрения на примере Добринского месторождения.
Компанией АЭРОГАЗ на базе расчетного ПО АЭРОСИМ (замена Aspen HYSYS) и программного модуля интеграции и анализа данных АСУТП в режиме реального времени (ПО «Интеллектуальный технолог») было проведено пилотное внедрение цифрового двойника газоконденсатного актива «скважины + сборный коллектор + установка подготовки газа и конденсата».
В основу решения легли следующие разработанные программные модули:
- модуль расчета всех элементов, входящих в систему «пласт-скважина-НГС-УКПГ/УПН»,
- модуль гидравлического расчета сборного коллектора
- модуль расчета УКПГ и УПН,
- разработан метод автоматического создания расчетных схем с множеством скважин и шлейфов.
- модуль приема данных в ЦД в реальном времени и из архивов баз данных технологических параметров АСУТ
Реализованы специальные расчетные схемы по моделированию газосборных сетей, позволяющие подбирать состав пластового флюида на основе референсного покомпонентного состава и текущих измерений объемных расходов газа, воды, стабильного и нестабильного конденсата.
В результате проделанной работы была обоснована целесообразность по повышению выхода товарной продукции УКПГ (СПБТ на 3% и стабильный конденсат на 1%) за счет контроля и оптимизации суточных значений ключевых параметров технологического процесса. Использование цифрового двойника позволило снизить от 2 до 5% следующих операционных расходов: потребление метанола и электроэнергии на объекте.
Таким образом, внедрением был показан экономический эффект от внедрения программного обеспечения на основе цифрового двойника с возможностью в режиме реального времени прогнозировать и выдавать рекомендации по оптимальным режимам работы скважин и перерабатывающих мощностей, опираясь на имеющиеся данные датчиков, считываемые из системы SCADA, и целевые параметры работы добывающего актива. При этом цифровой двойник учитывает реальные энергетические потери и влияние внешних факторов, которые прямо и косвенно оказывают воздействие на итоговый выход товарной продукции. Главным выводом является оправдывающая себя экономическая эффективность от внедрения цифрового двойника для контроля технических параметров добывающего актива и их оптимизации в режиме реального времени. Уникальность работы заключается в создании цифрового двойника, начиная от забоя скважины и пласта, заканчивая выходом товарной продукций с колонн стабилизации и фракционирования.
В целом цифровые двойники газодобывающих активов нацелены на оперативный расчет и оптимизацию параметров работы УКПГ и представляют собой систему поддержки принятия решений по управлению УКПГ на основе данных систем телеметрии и пересчитывающейся в режиме реального времени цифровой модели технологического процесса.
Данная системы реализует следующий ключевой функционал:
- Интегрированная оптимизация работы УКПГиК в режиме реального времени
При изменении параметров добычи флюида, система предлагает вариант изменения управляющих воздействий и перераспределения потоков между аппаратами УКПГиК для поддержания заданного качества и объема подготовки продукции
- Оптимизация процессов низкотемпературной сепарации (НТС)
Генерация вариантов изменения параметров адиабатного расширения и направления потоков на НТС с учетом параметров оборудования и входного потока флюида для минимизации потерь давления и достижения точки россы заданного качества (соблюдение требований к товарному газу и максимизация извлечения конденсата)
- Оптимизация работы колонных аппаратов
- Минимизация расхода абсорбента, путем оптимизации работы абсорбера
- Оптимизация работы ректификационных колонн (регенерация метанола)
- Оптимальное время цикла адсорбция-десорбция-сушка-охлаждение на основе текущей наработки адсорбента и состава газа (для адсорбционной осушки)
Потенциальные бизнес-эффекты
- 5% Прирост извлечения компонент (конденсат)
- 4.2% Повышение добычи газа (за счет оптимизации давления на ЗПА)
- Снижение расхода метанола с учетом затрат на ректификацию
- Повышение оперативности регулирования работы УКПГ и снижение вероятности технологических осложнений
Е.Войтенков ООО "Аэрогаз"
