CC BY
14Актуальные проблемы нефти и газа ■ Вып. 2(21) 2018 ■ http://oilgasjournal.ru
ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К ОСВОЕНИЮ СРЕДИННО-КУРИЛЬСКОГО МОРСКОГО НЕФТЕГАЗОНОСНОГО РАЙОНА
А.Н. Дмитриевский, Н.А. Еремин, Н.А. Шабалин ИПНГ РАН, e-mail: ermn@mail.ru
Высокоэффективное освоение шельфовых углеводородных ресурсов необходимо проводить инновационным путем за счет совмещения этапов поиска, разведки и разработки. Данный подход нацелен и на пополнение запасов нефти, природного газа, и на опережающее развитие их добычи, глубокой переработки и транспорта продукции на основе создания цифровых производственных комплексов. Создание цифрового нефтегазового комплекса по добыче и углубленной переработке углеводородов Срединно-Курильского морского нефтегазоносного района позволит получить мультипликативный эффект для развития экономики Курильских островов.
Срединно-Курильский прогиб расположен в юго-западной части Курило-Камчатской островодужной системы. С северо-запада прогиб ограничен Кунаширским и Итурупским блоками Большекурильского поднятия, с юго-востока — Малокурильской грядой. В пределах Срединно-Курильского прогиба выделены Кунаширская и Итурупская синклинальные зоны осадконакопления с мощностью осадочного чехла 4 и 5 км соответственно. В 2004 г. по заказу Министерства природных ресурсов Российской Федерации ОАО «Дальморнефтегеофизика» провело на Срединно-Курильском прогибе сейсмо-разведочные работы методом общей глубинной точки объемом более 3000 км. По данным сейсморазведочных работ в осадочном чехле Срединно-Курильского прогиба выявлено два мегакомплекса: эоцен-средне-миоценовый и среднемиоцен-четвертичный. Ряд антиклинальных структур был закартирован, среди них в Кунаширской зоне: Серноводская, Южно-Курильская (Юрьевская), Анамская (Западно-Екатерининская); в Итурупской зоне: Часовская, Итурупская и др. Площади выявленных структур изменяются от 43 до 123 км2. По кровле эоцен-среднемиоценового мегакомплекса амплитуда складок достигает 500 м. Структуры расположены на расстоянии 10-20 км от берега. Глубины моря в Кунаширской зоне изменяются от 20 до 50 м, а в Итурупской зоне превышают 200 м. Песчанные пласты-коллекторы, по всей видимости, имеют состав и свойства, аналогичные промышленным месторождениям нефти и газа, которые были открыты в начале 1980-х годов у восточного побережья японского острова Хоккайдо
(Тайхейе, Тайотоми, Икеда и др.) - с дебитами до 700 т/сут нефти, 200 тыс. м3/сут газа и 30 м3/сут конденсата.
Прогнозные ресурсы Срединокурильского прогиба - 1,2-1,6 млрд т условного топлива, из них в Кунаширской зоне - 56-60 млн т условного топлива. Прогнозный уровень добычи нефти и газа по Кунаширской зоне осадконакопления сопоставим с годовыми уровнями добычи нефти и газа на острове Хоккайдо, Япония - 0,25-0,30 млн т нефти и 0,5-0,7 млрд м 3 газа.
В целях защиты геостратегических (внешнеполитических) интересов России в Азиатско-Тихоокеанском регионе, социально-экономического развития и транзитного потенциала Курильских островов, интеграции экономической системы Курильских островов с экономической системой Азиатско-Тихоокеанского региона необходимо создание цифрового нефтегазового комплекса [1-13], призванного обеспечить высокоэффективное изучение и освоение нефтегазовых ресурсов; поставку продукции глубокой переработки нефти и газа как в российские регионы, так и в сопредельные государства; развитие цифровой трубопроводной системы, транспортной инфраструктуры (включая строительство и модернизацию портовых и причальных сооружений; диверсификацию экономики региона путем комплексного изучения и цифрового освоения природно-ресурсного потенциала).
Ускоренное развитие Курильских островов Кунашир и Итуруп возможно на основе создания многофункционального цифрового нефтегазового комплекса, в структуре которого преобладают высокотехнологичные производства с высокой добавленной стоимостью. Создание Курильского цифрового нефтегазового комплекса будет способствовать улучшению социально-демографической ситуации на территории Курильских островов; обеспечит миграционный прирост населения региона за счет квалифицированных специалистов (в том числе с цифровыми специальностями и компетенциями); увеличит уровень жизни местного населения до среднеяпонского и среднеевропейского; создаст благоприятный инвестиционный климат для ведения бизнеса на основе государственно-частного партнерства; обеспечит опережающее развитие инфраструктурного комплекса микрорегиона (в том числе строительства новых цифровых трубопроводов, транспортных коммуникаций, энергетических мощностей и сетей); существенно увеличит рост объемов торгово-экономического обмена микрорегиона с
российскими регионами и странами Азиатско-Тихоокеанского региона и обеспечит экологическую безопасность и охрану окружающей среды в режиме реального времени.
Создание Курильского цифрового нефтегазового комплекса для освоения Срединно-Курильского морского нефтегазоносного района будет способствовать ускоренному развитию инфраструктуры на островах Кунашир и Итуруп, а также окажет положительное воздействие на ускоренное освоение новых нефтегазоносных районов Дальнего Востока.
Строительство Курильского цифрового нефтегазового комплекса будет способствовать разработке конструкций цифровых поисково-разведочных и разведочно-эксплуатационных скважин с большой горизонтальной протяженностью (до 5-7 км) для вскрытия морских залежей углеводородов с берега; созданию оптоволоконных решеточных систем мониторинга освоения и разработки морских месторождений углеводородов Кунаширской и Итурупской зон осадконакопления Срединно-Курильского морского нефтегазоносного района и разработке программно-аппаратной платформы (инструментальной среды) для моделирования, исследования и проектирования цифровых производственных комплексов по освоению месторождений углеводородов, в том числе с использованием суперкомпьютерных технологий.
Современный нефтегазовый комплекс - это комплекс, оснащенный системой цифрового управления полным сквозным жизненным циклом производства нефти, газа и нефтепродуктов (добыча углеводородов - переработка и производство нефтепродуктов с высокой добавленной стоимостью - энергетика - транспорт, складское хозяйство, логистика и маркетинг - инфокоммуникации) в режиме реального времени.
Идеальное цифровое нефтегазовое месторождение — это месторождение, которое на всем протяжении своего полного жизненного цикла работает на максимально возможных технологических режимах для текущего физического состояния подземного и наземного (подводного) оборудования, без простоев, ремонта и технического обслуживания, за счет использования суперкомпьютерных технологий тера-моделирования цифрового двойника месторождения и обработки Больших ГеоДанных систем телеметрии в ЦОД в режиме реального времени (с целью максимизации стоимости основных активов месторождения) [14-20].
Цифровые скважины и скважины с интеллектуальным заканчиванием - это скважины, которые комплектуются постоянным оборудованием для скважинных
измерений или устройствами контроля притока (приемистости), или тем и другим [14-20]. Цифровая скважинная технология позволяет осуществлять постоянный мониторинг, удаленное штуцирование (удаленное управление диаметром штуцера) и/или отключение зон с низкой продуктивностью без остановки скважины. Под программно-аппаратной платформой понимается совокупность аппаратных средств системного, инструментального и прикладного программного обеспечения.
Цифровая платформа нефтегазового производства в режиме реального времени включает в себя:
• Элементную базу: интеллектуальные датчики и исполнительные устройства, программируемые логические контроллеры, телекоммуникационное оборудование и сенсорные сети (включая беспроводные и оптоволоконные), аппаратные средства визуализации и связи с человеком, центры обработки Больших ГеоДанных [21, 22].
• Программное обеспечение: операционные системы реального времени, коммуникационные программные модули, средства виртуализации, программные пакеты для визуализации, моделирования и проектирования, подсистемы оперативного, тактического и стратегического управления предприятием и производством типа SCADA, MES, ERP, PLM.
• Базовые технологии цифрового двойника нефтегазового комплекса с использованием суперкомпьютеров: технологии интеграции, моделирования, проектирования и защиты данных, технологии «искусственного интеллекта» [2326], встроенных систем управления, сложных инженерных решений и «зеленых» производств (энергосбережение, рациональное природопользование, защита окружающей среды и здоровья человека).
К основным системным вызовам и рискам при строительстве цифрового нефтегазового комплекса для освоения Срединно-Курильского морского нефтегазоносного района относятся следующие:
• Удаленность территории и неблагоприятные природные условия. По своим природно-климатическим условиям Срединно-Курильский морской нефтегазоносный район является сложнейшим объектом для промышленного освоения. Среднегодовая температура воздуха составляет 4,9 °С. Климат островов Кунашир и Итуруп суровый и характеризуется продолжительными зимами с мощными снегопадами и прохладным летом. На Курильских островах летом и
осенью отмечаются мощные тропические тайфуны, сопровождающиеся обильными дождями и штормовыми ветрами с порывами до 38 м/с. Район Южных Курил характеризуется большой годовой нормой осадков, до 1200-1300 мм в год.
• Сложные геолого-геофизические условия. Острова расположены в Тихоокеанском вулканическом огненном кольце в зоне высокой сейсмической активности.
• Дефицит энергетических ресурсов. В Южно-Курильске действуют Менделеевский энергетический комплекс (ГеоТЭС «Менделеевская») мощностью 1,8 МВт и теплоснабжающая станция ГТС-700 тепловой мощностью 17 ГКал/ч или 20 МВт, которые обеспечивают остров электричеством и теплом. Мощность ГеоТЭС планируется увеличить до 3,4 МВт.
• Нехватка людских ресурсов и квалифицированных кадров. Общая численность населения на острове Кунашир составляет около 8 тысяч человек, из них около 6 тысяч человек проживают в Южно-Курильске.
• Недостаточно развитая транспортная инфраструктура. Аэропорт «Менделеево» со взлетно-посадочной полосой длиной 2,04 км расположен в 15,5 км к юго-западу от Южно-Курильска. Часто из-за погодных и технических условий происходит задержка или отмена авиарейсов. Морские пассажирские и грузовые рейсы между Сахалином и Южно-Курильском выполняются компанией «Сахалин - Курилы» на теплоходе «Игорь Фархутдинов». Прием пассажиров и грузов осуществляется на пирсе, построенном в 2011 году в рамках ФЦП «Социально-экономическое развитие Курильских островов (Сахалинская область) на 2007-2015 годы». На территории Курильских островов построены 24,6 км автомобильных дорог общего пользования со щебеночным покрытием и 14 мостов. Создание цифрового нефтегазового комплекса на островах Кунашир и Итуруп
позволит в течение 3-5 лет выйти на уровень добычи нефти и газа только по Кунаширской зоне осадконакопления в объеме 0,25-0,30 млн т нефти и 0,5-0,7 млрд м3 газа. В региональный ежегодный бюджет в виде налогов от добычи нефти и газа и редкоземельных металлов будет поступать около 1-1,5 млрд руб. Сегодня ежегодный бюджет Курильских островов составляет около 4 млрд руб., из них средства федерального бюджета составляют 76,92 процента, средства консолидированного бюджета - 17,19 процента, средства внебюджетных источников - 5,89 процента.
Создание многофункционального цифрового нефтегазового комплекса для изучения и освоения Срединно-Курильского морского нефтегазоносного района является примером современного и инновационного решения задачи по высокоэффективному комплексному исследованию и вводу в разработку природно-ресурсного потенциала регионов со слаборазвитой инфраструктурой, разработке методов и способов добычи, переработки и реализации продукции с высокой добавленной стоимостью и подготовке высококвалифицированных специалистов в области цифровых технологий и компетенций [27-30].
Статья подготовлена по результатам работ, выполненных в рамках Программы государственных академий наук на 2013-2020 годы. Раздел 9 «Науки о Земле»; направления фундаментальных исследований: 131. «Геология месторождений углеводородного сырья, фундаментальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа, научные основы формирования сырьевой базы традиционных и нетрадиционных источников углеводородного сырья» и 132 «Комплексное освоение и сохранение недр Земли, инновационные процессы разработки месторождений полезных ископаемых и глубокой переработки минерального сырья», в рамках государственного задания по теме «Фундаментальный базис инновационных технологий нефтяной и газовой промышленности», № АААА-А16-116031750016-3.
ЛИТЕРАТУРА
1. Еремин Н.А., Сарданашвили О.Н. Инновационный потенциал цифровых технологий [Электронный ресурс] // Актуальные проблемы нефти и газа: науч. сет. изд. 2017. Вып. 3(18). - Режим доступа: http://www.oilgasjoumal.ru (Дата обращения 30.05.2018).
2. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Современная НТР и смена парадигмы освоения углеводородных ресурсов // Пробл. экономики и управления нефтегазовым комплексом. 2015. № 6. С. 10-16.
3. Дмитриевский А.Н., Мартынов В.Г., Абукова Л.А., Еремин Н.А. Цифровизация и интеллектуализация нефтегазовых месторождений // Автоматизация и ГГ в нефтегазовой области. 2016. № 2(24). С. 13-19.
4. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Инновационный потенциал умных нефтегазовых технологий // Геология, геофизика и разраб. нефт. и газовых месторождений. 2016. № 1. С. 4-9.
5. Еремин Н.А., Дмитриевский А.Н., Тихомиров Л.И. Настоящее и будущее интеллектуальных месторождений // Нефть. Газ. Новации. 2015. № 12. С. 44-49.
6. Еремин Ал.Н., Еремин Н.А. Современное состояние и перспективы развития интеллектуальных скважин // Нефть. Газ. Новации. 2015. № 12. С. 50-53.
7. Абукова Л.А., Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Цифровая модернизация нефтегазового комплекса России // Нефт. хозяйство. 2017. № 11. С. 54-58.
8. Абукова Л.А., Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А., Черников А.Д. Цифровая модернизация нефтегазовой отрасли: состояние и тренды // Датчики и системы. 2017. № 11. С. 13-19.
9. Еремин Н.А., Еремин Ал.Н., Еремин Ан.Н. Цифровая модернизация нефтегазового производства // Нефть. Газ. Новации. 2017. № 12. С. 13-16.
10. Еремин Н.А. Цифровые тренды в нефтегазовой отрасли // Нефть. Газ. Новации.
2017. № 12. С. 17-23.
11. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Цифровое развитие Арктической зоны России: состояние и лучшие практики // Региональная энергетика и энергосбережение.
2018. № 3. С. 2-3.
12. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Нефтегазовый комплекс РФ - 2030: цифровой, оптический, роботизированный // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. 2017. № 1. С. 10-12.
13. Столяров В.Е., Еремин Н.А., Еремин Ал.Н., Басниева И.К. Цифровые газовые скважины: состояние и перспективы // Нефтепромысловое дело. 2018. № 7. С. 48-55.
14. Eremin Al.N., Eremin An.N., Eremin N.A. Smart fields and wells. Almaty: Publ. Center of Kazakh-British Techn. Univ. JSC, 2013. 320 p.
15. Еремин Ал.Н., Еремин Ан.Н., Еремин Н.А.. Управление разработкой интеллектуальных месторождений нефти и газа: учеб. пособие для вузов: в 2 кн. Кн. 2. Учеб. пособие для вузов: М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2012. 210 с.
16. Еремин Н.А. Управление разработкой интеллектуальных месторождений: учеб. пособие для вузов: в 2 кн. Кн. 1. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2011. 200 с.
17. Еремин Н.А. Современная разработка месторождений нефти и газа. Умная скважина. Интеллектуальный промысел. Виртуальная компания: учеб. пособие для вузов. М.: ООО «НедраБизнесцентр», 2008. 244 с.
18. Гаричев С.Н., Еремин Н.А. Технология управления в реальном времени: учеб. пособие: в 2 ч. М.: МФТИ. 2015. Ч. 2. 304 с.
19. Garichev S.N., Eremin N.A. Technology of management in real time: A textbook. M.etc.: MIPT, 2013. Pt.1. 227 p.
20. Еремин Н.А., Еремин Ан.Н., Еремин Ал.Н. Оптикализация нефтегазовых месторождений // Нефть. Газ. Новации. 2016. № 12. С. 40-44.
21. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Большие геоданные в цифровой нефтегазовой экосистеме // Энергет. политика. 2018. № 2. С. 31-39.
22. Еремин Н.А. Работа с большими геолого-промысловыми данными в эпоху нефтегазового интернета вещей // Нефть. Газ. Новации. 2018. № 2. С. 70-72.
23. Золотухин А.Б., Еремин Н.А., Диков В.И., Ситников А.А., Новак П.В. Методика кластеризации активов нефтегазовой компании // II международная конференция «Интеллектуальные месторождения: мировой опыт и современные технологии», 14-15 мая 2013 г.: сб. тез. М., 2013. С. 40-42.
24. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Ресурсно-инновационная модель и решение актуальных проблем разработки месторождений нефти и газа // Нефть. Газ. Новации. 2012. № 10. С. 30-33.
25. Еремин Н.А., Камаева С.С., Черников А.Д., Еремин Ал.Н. Путем цифровизации и квантовизации // Нефть России. 2018. № 3-4. С. 62-65.
26. Еремин Н.А. Моделирование месторождений углеводородов методами нечеткой логики. М.: Наука, 1994. 462 с.
27. Абукова Л.А., Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А., Линьков Ю.В., Пустовой Т.В. Цифровая модернизация образовательного процесса // Дистанцион. и виртуал. обучение. 2018. №. 1.С. 22-31.
28. Абукова Л.А., Борисенко Н.Ю., Мартынов В.Г., Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А. Цифровая модернизация газового комплекса: научные исследования и кадровое обеспечение // Науч. журн. РГО. 2017. № 4. С. 3-12.
29. Кожевников Н.А., Еремин Н.А., Пустовой Т.В. О нефтегазовом сетевом университете // Пробл. экономики и управления нефтегазовым комплексом. 2017. № 10. С. 41-47.
30. Kozhevnikov N.A., Bekmukhametova Z.A., Eremin N.A. The digital petroleum education // Herald of the Kazakh-British technical university. 2017. № 4. P. 28-36.
