Завершилась научно-исследовательская работа (НИР) по комплексному анализу работы морской транспортно-технологической системы платформы «Приразломная» — проекта «Газпром нефти» по добыче первой российской нефти на шельфе. Результаты масштабной работы, выполненной «Крыловским государственным научном центром» (КГНЦ) по заказу «Газпром нефть шельфа» — дочерней компании «Газпром нефти», позволили смоделировать и исследовать транспортное обеспечение «Приразломной» до 2038 года.
«Газпром нефть» уделяет особое внимание обеспечению эффективности, а также экологической и промышленной безопасности средств разработки Приразломного месторождения — и учитывает условия тяжелого льда, в которых ведется добыча нефти. Так, целью выполненного исследования стал поиск путей повышения эффективности и безопасности транспортной системы платформы при выходе на запланированные в 2021-2024 годах темпы добычи около 5 млн т в год.
Для выполнения НИР специалисты КГНЦ разработали уникальный инструмент — компьютерную имитационную модель, позволяющую учитывать множество технических деталей, физических и логистических процессов, максимально приближая модель к реальным условиям. На основе созданного программного инструмента была смоделирована работа различных конфигураций транспортной системы на период всего цикла добычи нефти на платформе. В ходе исследований было выполнено более 12000 имитационных «прогонов» работы системы до 2038 года, что потребовало более 3000 часов машинного времени. Программа исследований включала анализ раздельного и совместного влияния на работу системы 12 улучшающих мероприятий, таких как изменение производительности отгрузки нефти, привлечение дополнительного ледокола, разрешение одновременной работы судов на различных терминалах платформы и другие. В результате для каждого варианта транспортной системы были определены все необходимые технические и эксплуатационные показатели, а также статистические законы их распределения.
Столь масштабное исследование работы объектов арктической шельфовой техники на основе дискретно-событийного и агентного имитационного моделирования выполнено впервые в мировой практике. Результаты выполненной НИР позволили разработать комплекс улучшений по технической и организационной составляющим процессов взаимодействия судов с платформой.
Для точного анализа влияния природных условий на грузовые терминалы платформы, был создан вероятностный «погодный генератор», с помощью которого моделируются ветер, волнение, течение, дрейф льда, условия видимости и другие природные параметры в районе платформы. Природные условия определяют доступность каждого из четырех грузовых терминалов платформы для отгрузки нефти или выполнения операций судов-снабженцев.
Характеристики операций судов у платформы определялись не только на основе натурных данных, но также с учётом результатов навигационного моделирования, выполненного на специализированном научно-исследовательском тренажерном комплексе КГНЦ. Работа судов на линии «Мурманск-платформа» моделируется в ГИС-пространстве с учетом природных и навигационных условий на маршруте. Скорости хода и расходы топлива судов определяются на основе специальных расчетных моделей, которые используются не только при моделировании работы судов, но и при логистическом планировании перевозок. Для решения задач планирования был создан специальный расчетный модуль, позволяющий состыковать потребности платформы в различных грузах снабжения с рейсами судов, обеспечивающих доставку этих грузов. Помимо этого, были выполнены детальные оценки прогнозных грузопотоков системы. Отдельное внимание было уделено подтверждению точности созданной имитационной модели. Это позволило доказать, что модель хорошо описывает текущую работу платформы и может достоверно прогнозировать ее будущее.
Справка
В настоящее время «Приразломное» является единственным проектом на российском арктическом шельфе, где ведется промышленная добыча нефти. Промышленная разработка месторождения начата в декабре 2013 года. Новый сорт нефти ARCO впервые поступил на мировой рынок в апреле 2014 года. Недропользователем проекта является «Газпром нефть шельф», дочерняя компания «Газпром нефти».
Приразломное нефтяное месторождение открыто в 1989 году и располагается в Печорском море в 60 км от берега. Извлекаемые запасы нефти превышают 70 млн тонн. Для его разработки создана морская ледостойкая стационарная платформа (МЛСП) «Приразломная». Она рассчитана на эксплуатацию в экстремальных природно-климатических условиях, отвечает самым современным требованиям безопасности и способна выдержать максимальные ледовые нагрузки.
Все скважины, эксплуатируемые на месторождении, находятся внутри платформы — ее основание одновременно является буфером между скважиной и открытым морем. Глубина моря в районе месторождения — 20 м. Кроме того, установленное на скважинах оборудование позволяет предотвратить возможность неконтролируемого выброса нефти или газа. Система хранения нефти на платформе предусматривает «мокрый» способ размещения сырья в резервуарах, что исключает попадание в емкости кислорода и образование взрывоопасной среды.
Отгрузочная линия по перекачке нефти на танкер оборудована системой аварийной остановки, которая срабатывает мгновенно. Рядом с платформой несут постоянное аварийное дежурство специализированные ледокольные суда, оборудованные новейшими комплексами нефтесборного оборудования.
«Приразломная» работает в соответствии с принципом «нулевого сброса»: использованный буровой раствор, шлам и другие технологические отходы закачиваются в специальную поглощающую скважину.
Для выполнения НИР специалисты КГНЦ разработали уникальный инструмент — компьютерную имитационную модель, позволяющую учитывать множество технических деталей, физических и логистических процессов, максимально приближая модель к реальным условиям. На основе созданного программного инструмента была смоделирована работа различных конфигураций транспортной системы на период всего цикла добычи нефти на платформе. В ходе исследований было выполнено более 12000 имитационных «прогонов» работы системы до 2038 года, что потребовало более 3000 часов машинного времени. Программа исследований включала анализ раздельного и совместного влияния на работу системы 12 улучшающих мероприятий, таких как изменение производительности отгрузки нефти, привлечение дополнительного ледокола, разрешение одновременной работы судов на различных терминалах платформы и другие. В результате для каждого варианта транспортной системы были определены все необходимые технические и эксплуатационные показатели, а также статистические законы их распределения.
|
|
Столь масштабное исследование работы объектов арктической шельфовой техники на основе дискретно-событийного и агентного имитационного моделирования выполнено впервые в мировой практике. Результаты выполненной НИР позволили разработать комплекс улучшений по технической и организационной составляющим процессов взаимодействия судов с платформой.
Для точного анализа влияния природных условий на грузовые терминалы платформы, был создан вероятностный «погодный генератор», с помощью которого моделируются ветер, волнение, течение, дрейф льда, условия видимости и другие природные параметры в районе платформы. Природные условия определяют доступность каждого из четырех грузовых терминалов платформы для отгрузки нефти или выполнения операций судов-снабженцев.
Характеристики операций судов у платформы определялись не только на основе натурных данных, но также с учётом результатов навигационного моделирования, выполненного на специализированном научно-исследовательском тренажерном комплексе КГНЦ. Работа судов на линии «Мурманск-платформа» моделируется в ГИС-пространстве с учетом природных и навигационных условий на маршруте. Скорости хода и расходы топлива судов определяются на основе специальных расчетных моделей, которые используются не только при моделировании работы судов, но и при логистическом планировании перевозок. Для решения задач планирования был создан специальный расчетный модуль, позволяющий состыковать потребности платформы в различных грузах снабжения с рейсами судов, обеспечивающих доставку этих грузов. Помимо этого, были выполнены детальные оценки прогнозных грузопотоков системы. Отдельное внимание было уделено подтверждению точности созданной имитационной модели. Это позволило доказать, что модель хорошо описывает текущую работу платформы и может достоверно прогнозировать ее будущее.
Справка
В настоящее время «Приразломное» является единственным проектом на российском арктическом шельфе, где ведется промышленная добыча нефти. Промышленная разработка месторождения начата в декабре 2013 года. Новый сорт нефти ARCO впервые поступил на мировой рынок в апреле 2014 года. Недропользователем проекта является «Газпром нефть шельф», дочерняя компания «Газпром нефти».
Приразломное нефтяное месторождение открыто в 1989 году и располагается в Печорском море в 60 км от берега. Извлекаемые запасы нефти превышают 70 млн тонн. Для его разработки создана морская ледостойкая стационарная платформа (МЛСП) «Приразломная». Она рассчитана на эксплуатацию в экстремальных природно-климатических условиях, отвечает самым современным требованиям безопасности и способна выдержать максимальные ледовые нагрузки.
Все скважины, эксплуатируемые на месторождении, находятся внутри платформы — ее основание одновременно является буфером между скважиной и открытым морем. Глубина моря в районе месторождения — 20 м. Кроме того, установленное на скважинах оборудование позволяет предотвратить возможность неконтролируемого выброса нефти или газа. Система хранения нефти на платформе предусматривает «мокрый» способ размещения сырья в резервуарах, что исключает попадание в емкости кислорода и образование взрывоопасной среды.
Отгрузочная линия по перекачке нефти на танкер оборудована системой аварийной остановки, которая срабатывает мгновенно. Рядом с платформой несут постоянное аварийное дежурство специализированные ледокольные суда, оборудованные новейшими комплексами нефтесборного оборудования.
«Приразломная» работает в соответствии с принципом «нулевого сброса»: использованный буровой раствор, шлам и другие технологические отходы закачиваются в специальную поглощающую скважину.
