WebBNR_YII2021_RU_728x90_1021
3 - 2002

Проектирование генеральных схем промыслового обустройства

Федор Петров, Виктор Степанов

Данной публикацией ЗАО «КАД Хауз» продолжает цикл тематических статей, посвященных методам проектирования объектов нефтегазового комплекса по технологии компании Bentley Systems, Inc. на базе единой информационной среды для всех структурных подразделений, участвующих в разработке реального проекта.
Промысловое обустройство представляет собой сложный комплекс сооружений и коммуникаций (скважины, объекты и сооружения сбора, транспортировки, замера, сепарации, подготовка продукции скважины для сдачи ее потребителям, автомобильные дороги, линии электропередачи и др.), который имеет географические и климатические особенности: застроенность, водные преграды, заболоченность отдельных участков, ценность земель для сельского и лесного хозяйства.
В настоящий момент пересматриваются традиционные методы проектирования, прежде всего генеральных схем, при разработке которых решается весь комплекс задач по размещению объектов и коммуникаций, определяются их мощности с учетом взаимовлияния и особенностей территории. В генеральной схеме обустройства на основе картографического материала (до проведения детальных геодезических и геологических изысканий) определяются мощность и местоположение объектов и сооружений всего технологического и вспомогательного комплекса.
В процессе освоения месторождения с получением более детальной информации генеральная схема преобразуется в генеральный план — важнейший документ планомерного и рационального развития производственных мощностей при освоении и разработке месторождения не только в начальный период обустройства (когда определяется очередность строительства и ввода объектов и производственных мощностей по добыче), но и в период рационального осуществления последующего развития производственных мощностей в процессе каждого этапа разработки месторождения. Данная статья посвящена вопросам автоматизированного проектирования генплана обустройства нефтегазовых месторождений на базе технологии компании Bentley, как одного из важнейших документов, отражающих жизненный цикл конкретного промысла.
Использование автоматизированных систем проектирования сокращает сроки разработки проектов генеральных схем обустройства, трудовые затраты на проектирование и повышает качество проектных решений.

Проект генеральной схемы обустройства представляет собой взаимосвязанную совокупность проектов генеральных схем следующих технологических систем:

  • кустования скважин;
  • сбора и транспортировки нефти и попутного газа;
  • поддержания пластового давления (при закачке воды в пласт);
  • электроснабжения;
  • автомобильных дорог.

Кроме вышеуказанных основных систем существуют и вспомогательные, необходимые для обеспечения нормального функционирования нефтегазопромысла: системы контроля и автоматизации производственных процессов, водоснабжения, сантехнических сооружений, связи, молниезащиты и т.д.

Основные технологические системы оказывают наибольшее влияние на базовые показатели проектов генеральных схем обустройства — капиталоемкость, металлоемкость, число объектов, протяженность коммуникаций и др. Вспомогательные системы рассчитываются, как правило, после определения генеральных схем для основных систем, и потому их проектирование может быть осуществлено на следующем этапе проектирования — при детализации нескольких вариантов проектирования генеральных схем основных систем.

В данной публикации в качестве основного объекта проектирования рассматривается система сбора и транспорта нефтегазопродуктов, разработанная как фрагмент реального проекта ведущими специалистами ОАО «КогалымНИПИнефть» с использованием технологии Bentley.

При доведении нефтегазопродуктов до кондиции продукция скважин проходит через ряд основных технологических процессов, происходящих в системе сбора, транспорта и подготовки на пути от скважины до пунктов сдачи продукции. Основные технологические установки, используемые в системе, — это скважины с соответствующим оборудованием, замерные установки (ЗУ), сепарационные установки, дожимные насосные станции (ДНС), компрессорные станции, установки подготовки нефти, комплексные сборные пункты (КСП), центральные пункты сбора (ЦПС), внутрипромысловые нефтепроводы и газопроводы.

Применительно к конкретному проекту технология Bentley Systems решает следующие основные задачи:

  1. После получения задания на проектирование необходимо выполнить подготовку исходных данных. В частности, можно использовать отсканированные планы, карты, внемасштабные изображения (растровые изображения — рис. 1). Другим видом исходных данных могут быть материалы геодезической съемки (их можно импортировать как непосредственно с геодезических приборов, так и из других источников или программных модулей в формате X,Y,Z, код точки).
  2. По подготовленным данным происходит создание трехмерной цифровой модели реальной местности (ЦММ) с использованием геологических данных для получения полной информации о земле. В результате на базе ЦММ проектировщик может получить любые профили (рис. 2).
  3. Кроме подготовки трехмерной модели местности осуществляется создание двухмерного плана местности — топоосновы (рис. 3).
    Топооснова легко создается с применением классификаторов условных топографических знаков масштаба М1:500 — М1:5000.
    Вся необходимая проектная информация, используемая на разных этапах проектирования, является ассоциативно связанной, поэтому изменения, вносимые на каком-либо этапе, автоматически пересчитываются и отображаются на других.
  4. Данные от изыскателей переходят на следующий этап проектирования — создание генплана, исходными данными для которого служат топооснова и ЦММ, а также размеры наносимых на генплан площадок, получаемые от всех смежных структурных подразделений проектной части организации.
  5. После нанесения проектируемых объектов на топооснову создается разбивочный план, на базе которого проектируется вертикальная планировка объектов, а на выходе получается план организации рельефа местности (рис. 4 и 5).
  6. На базе генплана проектировщики создают сводный план инженерных сетей (рис. 6), используя принцип распараллеливания процесса проектирования; при этом для обеспечения удобства работы имеется возможность использовать план, профиль, изометрию (3D), а также осуществить проектирование непосредственно относительно земли (например, проложить трубу на глубине 1 метр).
  7. При проектировании генплана обеспечивается автоматизированный расчет объемов земляных масс, на основе которых строится план земляных масс (картограмма земельных работ). При этом все данные по проекту представлены в виде трехмерной модели, которая позволяет проектировщикам получать информацию от смежных отделов в удобной для дальнейшей работы форме (рис. 7).

Все технологические системы обустройства нефтегазовых месторождений тесно взаимосвязаны. Одной из особенностей нефтегазодобывающей промышленности является зависимость инженерных решений по обустройству нефтегазопромыслов от большого числа местных условий. В процессе проектирования обустройства необходимо каждый раз заново решать вопрос о выборе той или иной системы сбора, ППД, систем электроснабжения и дорог, а также определять наиболее экономичные параметры всех элементов выбранных систем. На выбор проектных решений влияют размеры промыслов, число скважин, расстояние, на которое транспортируется продукт, природные условия. Экономические показатели зависят от размещения технологических комплексов, от конфигурации нефтегазосборных сетей, разводящих водоводов, автодорог, линий электропередач. Таким образом, в процессе эксплуатации нефтегазового месторождения происходит постоянное уточнение основных геологопромысловых характеристик нефтегазовой залежи, что приводит к необходимости корректировки проекта в любой момент времени. По сути, осуществляется динамическое проектирование с учетом опыта проектировщика, предыстории месторождения, анализа совокупности самых различных схем и вариантов разработки, а это невозможно без современных технологий проектирования и обустройства месторождений. Технология компании Bentley позволяет вооружить проектировщика практически всем необходимым инструментарием для реконструкции промысла в процессе его эксплуатации на базе единой информационной модели.

В следующей статье ЗАО «КАД Хауз» планирует рассказать о технологическом проектировании — этапе, неразрывно связанном с проектированием генплана.

«САПР и графика» 3'2002