Проблема:
Запасы нефти Канады — вторые по величине в мире. При этом 95% нефти содержится в месторождениях битуминозных песков — смеси нефти, песка, глины, воды и битума. Чтобы получить очищенную от примесей нефть, инженеры используют установку из трубопроводов и парогенераторов. С помощью неё они нагревают нефтесодержащую породу паром через систему скважин. Так нефть расплавляют и выкачивают на поверхность.
Развивать такие месторождения нелегко: затраты на обслуживание нефтедобывающих установок высоки, в то время как неисправности в их работе могут вызвать перебои в нагнетании пара. Это приведёт к остыванию скважины и остановке добычи нефти. Чтобы снизить затраты на добычу нефти и найти способы избежать перерывов в работе системы, компания Stream Systems смоделировала работу сети нефтедобывающих установок на примере крупного месторождения битуминозных песков.
Решение
Инфраструктура добычи нефти из битуминозных песков включает три основных элемента:
- центральная установка сбора и очистки нефти;
- центральная установка сбора и очистки нефти;
- отдельные скважины и кусты скважин.
Разработчики детально смоделировали каждый элемент инфраструктуры и объединили их в имитационную модель сети. Такой подход позволил проанализировать взаимное влияние элементов во время работы системы. Входные данные модели включали конфигурацию компонентов системы и производственные показатели добычи нефти в виде текстовых файлов и таблиц Excel.
В имитационной модели скважины соединялись с помощью трубопроводов, по которым партии нефти перемещались в нефтехранилища. Сбой в работе одного компонента мог повлиять на работу всей системы. Чтобы отследить возможные сбои, инженеры использовали в модели элементы Библиотеки моделирования потоков.
Готовая имитационная модель позволила проследить как за работой отдельных компонентов системы, так и за всем процессом нефтедобычи. Пользователь мог изменять значения параметров модели, экспериментировать с различными сценариями и оптимизировать производственные процессы. Результаты экспериментов анимировались на экране в виде графиков. Эти возможности AnyLogic могут помочь в разработке операционных и стратегических планов по развитию месторождений.
Результатом работы модели были следующие данные:
- вместимость скважин и скважинных кустов;
- объем используемой воды, пара и добытой нефти;
- паронефтяное соотношение во время работы нефтедобывающей системы;
- число необходимых скважинных кустов и скважин на куст для оптимальной работы системы;
- качество добытой нефти.
Результат:
Имитационное моделирование AnyLogic помогло лучше понять, как связаны между собой наземные и подземные части нефтедобывающей системы. Благодаря высокой детализации модели инженеры смогли отследить причинно-следственные связи, динамические изменения и возможные разрывы в процессе нефтедобычи, а также их влияние на работу нефтедобывающей установки. На практике такой подход позволит принимать оперативные решения и отслеживать качество добываемой нефти.
Модель также позволила протестировать различные сценарии работы нефтедобывающей установки. Это поможет оценить инвестиции в инфраструктуру, а также составить графики замены и техобслуживания компонентов нефтедобывающего оборудования.
Компания Stream Systems специализируется на разработке имитационных решений для нефтедобывающей промышленности. Так, консультанты помогли крупной североамериканской компании оценить пропускную способность инфраструктуры сети нефтепроводов. Узнайте подробности этой истории успеха на нашем сайте.
