CC BY
53
Обгрунтовано можливiсть застосування Г1С (Геошформацшних систем) з метою зменшення трудо-вих, грошових та витрат часу для виконання управлтня транспорту-ванням нафти та газу, розмщення та здшснення контролю за техно-генними об'ектами. Описан у стат-тi методи можуть бути використа-ш при виршенш задач ефективног експлуатаци маг^тральних трубо-проводiв, техногенних об'eктiв, при проведенн та о^нюванн гх оптимального ремонту, впливу на оточу-юче середовище, отримання дозволiв
УПРАВЛ1ННЯ ТРАНСПОРТУВАННЯМ НАФТИ I ГАЗУ В УКРА1Н1, РОЗМ1ЩЕННЯ ТА ЗД1ЙСНЕННЯ КОНТРОЛЮ ЗА ТЕХНОГЕННИМИ ОБ'еКТАМИ ЗАСОБАМИ Г1С
А.А. евдок^мов
Кандидат техычних наук, доцент Кафедри геошформацтних систем та геодези* Контактний тел.: (057) 707-33-58 e-mail: [email protected]
I. С. I в а н о в а
Бакалавр геодези, картографи та землеустрою* Контактний телефон: 8-093-546-46-98 e-mail: [email protected]
О.С. Лагно
Бакалавр геодези, картографи та землеустрою* Контактний телефон: 8 097 97 72 076 E-mail: [email protected] *Хармвська нацюнальна академiя мюького господарства вул. Революци, 12, м. Хармв, УкраТна, 61002
1. Вступ
Головною проблемою нафтогазово! промисловоси Украши е недолж фшансування. Украша належить до краш з дефiцитом власних природних вуглевод-невих ресурсiв. Рiвень енергозалежност Украши е середньоевропейським i характеризуеться вщсутш-стю диверсифiкацii джерел постачання енергоноспв, насамперед - нафти i природного газу.
Свiтовi енергетичнi кризи дедалi сильнiше деста-бiлiзують та негативно впливають на економiчний розвиток Украши. Стрiмке пiдвищення цiн на нафту та газ призводить до значних ризиюв при формуван-
m рiчних бюджетiв, а вiдсутнiсть важелiв впливу на iноземних монополiстiв-постачальникiв нафти та природного газу на внутршнш ринок - до можливих криз у нафто- та газозабезпеченш краши. Отже в такому важкому економiчному становишд е надзвичайно важ-ливим рацiональне та ефективне використання природних, грошових ресурав краши.
Традицшно задача розмiшення техногенних об'ек-тiв i мiсць прокладення нафто- i газопроводiв вирь шуеться на основi аналiзу картографiчних i аерофо-томатерiалiв, даних геологiчних фондiв, проведення польових робгг, закiнчуеться пiдготовкою i розглядом декiлькох варiантiв розмiшення. Недолжами тако!
технологи е значна трудом1стк1сть оц1нки к1льк1сних показниюв пор1внюваних вар1ант1в, неможлив1сть або складшсть побудови трьохм1рних моделей територп, використання обмежено! к1лькост1 пор1внюваних по-казниюв.
Кшцевою метою дано! роботи е розробка 1 обгрун-тування можливих вар1ант1в подолання проблем на-фтогазово! галуз1 Украши, шляхом проведення огляду сучасного стану, дослщження найгострших проблем галузь Проведений нами анал1з можливих засоб1в зб1льшення ефективност1 проектних ршень, що сто-суються транспортування нафти 1 газу, а також розмь щення техногенних об'ект1в, показуе, що в даний час найб1льш перспективним напрямом е застосування Г1С-технологш.
2. Постанова проблеми
Нафтогазова галузь зараз е потенцшно надзви-чайно конкурентоспроможною, але вже на даний час втрачено велик можливост щодо реал1зацп ще1 переваги. Потреби в нафт1, газ1 1 продуктах 1х переробки постшно зростають, однак це не знижуе серйозно! конкуренцп в пов'язанш з ними област1 свиового ринку. У нашш кра1ш перед нафтовиками 1 газовиками встають додатков1 проблеми. Адже запаси вуглевод-шв в традицшних районах видобутку не безмежт. Багато нових крупних родовищ, освоення 1 експлуа-тащя яких почалася нещодавно або плануеться в май-бутньому, знаходяться у районах вщдалених в1д м1сць споживання 1 ринюв збуту. Економ1чний розвиток таких райошв поки що м1шмальний. 1х промислова 1 побутова шфраструктура перебувають на низькому р1вш 1 для 1х розвитку потр1бш чимал1 каттальш вкладення. Внаслщок цього витрати на видобуток 1 транспортування зростають, а соб1варт1сть нафто- 1 газо продукт1в можуть виявитися занадто великими, щоб витримати конкурентну боротьбу з шоземними компашями.
Ниш, в умовах свиово'! економ1чно1 кризи, через великий стрибок 1 зростання щн, що тривае, на енерго-носп 1 не т1льки, зазнають велик трудношд практично вс1 галуз1 промисловость Це мае вплив на щни облад-нання 1 шших матер1ал1в для нафтогазово'! промисло-вост1, зб1льшуе витрати на вишукування 1 видобуток. Додатковим ускладнюючим чинником е чутлив1сть природи до антропогенних навантажень, як1 можуть привести до катастроф1чних незворотних дш на екоси-стему. Щоб уникнути небажаних наслщюв, вже зараз необхщно приймати вщповщш заходи.
Розмщення техногенних об'ект1в е задачею, що мае багато критерпв, основними з яких е м1шм1защя шкщливо! дИ на навколишне середовище, оптим1защя грошових 1 матер1альних ресурс1в. 1ншим важливим завданням е ощнка стану територп протягом всього перюду експлуатацп 1 ощнка витрат на рекультиващю. Управлшня транспортуванням нафти 1 газу також мае сво'! вимоги: встановлення чикого контролю за яюстю, к1льк1стю та своечасшстю постачань у визначеному напрямку, забезпечення належного техшчного стану мапстральних та локальних трубопровод1в.
Велико! шкоди природ! завдаеться вщ втрати на-фтопродукт1в при !х транспортуванш. До останнього
часу вважалося допустимим, що до 5 % вщ здобуто! нафти природним чином втрачаеться при и збер1ганш 1 перевезенш. Це означае, що в середньому в р1к потра-пляе в довюлля до 150 млн. т нафти, не рахуючи р1зних катастроф з танкерами або нафтопроводами. При зго-ранш нафти 1 газу в атмосферу вид1ляються у великих юлькостях вуглекислий газ, р1зш с1рчист1 з'еднання, оксид азоту 1 так даль
До основних проблем нафтогазово! галуз1 з точки зору економжи можна вщнести наступш:
1. Питання ефективно! диверсифжацп газо- та на-фтопостачання в Укра!ну.
2. Скорочення загального видобування нафти 1 газу в Украшь
3. Розвиток 1 тдтримання працездатност газо- та нафтотранспортно! системи Укра!ни.
4. Необхщшсть загального скорочення споживання природного газу в Украшь
5. Створення сприятливого швестицшного кл1ма-ту в галузь
6. Неповна завантажешсть вичизняних нафтопере-робних завод1в.
7. Криза неплатеж1в, особливо в газовому секторь
Одним з найб1льш перспективних напрям1в в справ1
досягнення високо! грошово! прибутковост1 нафтога-зово! галуз1, що поеднуеться з ращональним природо-користуванням е щлеспрямоване використання нов1т-тх технологш. Насамперед до них варто ввднести Г1С.
3. Можливостi Г1С в нафтогазовш галузi
Пiсля розгляду i проведення аналiзу основних проблем, розв'язання яких би призвело до полшшення стану нафтогазовоï галузi Украши i збiльшення рiвня конкурентоспроможностi на зовшшньому ринку, був зроблений вщповщний висновок та запропонована можлива схема усунення недолшв.
Бiльшiсть технологiчних об'екпв пiдприeмств на-фтогазовоï галузi мають просторовий розподiл. Тому сучасний тдхщ до автоматизацiï таких пiдприeмств мае на увазi широке застосування геошформацшних систем. Iнтеграцiя Г1С з даними дистанцшного зон-дування Землi i GPS-вимiрюваннями дозволяе от-римувати оперативну i достовiрну iнформацiю при виршенш багатьох практичних задач - вщ управлш-ня технологiчним об'ектом до обгрунтування швести-цiйних витрат.
Лвдером програмного забезпечення в областi Г1С е пакет ARC/INFO, розроблений компашею ESRI.
Застосування Г1С можливо у всьому циклi робiт нафтогазовоï промисловосп - розвiдцi, видобутку i розподШ нафти i газу, вiд вишукувань до кiнцевих стадiй виснаження запаив i зняття обладнання.
- Автоматичне базове картографування
Важливою умовою успiшноï дослiдницькоï про-грами е точна базова карта. Програмне забезпечення ARC/INFO пiдтримуе створення цифрових базових карт за допомогою оцифровування паперових карт, по-льовоï геодезiï, систем супутниковоï прив'язки (GPS) i численних формаив обмiну з iншими системами i програмами. Використовуючи Г1С користувач може побудувати базовi карти з найновшими даними по свердловинах, оренд^ сейсмiцi, в будь-якому масштабi,
для будь-яко! области з будь-яким piBHeM детальностi i сво!ми умовними позначеннями, спрямовувати будь-яку iнфоpмацiю про характеристики з баз даних на карту.
- Обробка результаив польово! геодези, систем супутниково! прив'язки
Першочергове завдання в pозвiдцi газу i нафти полягае в збоpi, впорядкуванш i оцiнцi даних про кон-кретний район. Лише пiсля ощнки всiх вiдомостeй про район дослщжень, дослiдницька паpтiя може сфор-мулювати розумний i найбiльш pацiональний план розввдки. Без використання Г1С дослщники можуть проводити багато мiсяцiв за збором, угрупуванням, аналiзом i представленням даних. Тепер гpафiчну i текстову шформащю - таку як дозвш на pозвiдку, данi про видобуток, поточну дiяльнiсть, супутниковi зображення, аерозшмки, сeйсмiчнi данi, карти i плани - можна буде збертти i при нeобхiдностi швидкого витягувати з цeнтpалiзованоi або pозподiлeноi бази даних.
- Управлшня орендою
Г1С е щеальним iнстpумeнтом для упpавлiння орендою. Тут можна збертти просторову картину оренди, включаючи iнфоpмацiю про такi характеристики як оборотш i piчнi вiдсотки, гpафiки виплати ренти, здача в оренду, стльт угоди видобутку, описи умов оренди. Так само можливо ефективно отримува-ти, запрошувати i редагувати орендш данi, тдтриму-вати i контролювати оpeнднi записи, гpафiк заходiв, зменшити нeпотpiбну плату за ренту i таким чином до-помогти дослщницьким паpтiям максимiзувати мож-ливосп освоення.
- Буpiння
При буршш свердловин важливо, щоб буровий шженер оцiнив усi сусiднi свердловини на аномалж. З допомогою Г1С можна ретельно аналiзувати бурову шформащю, таку як даш про бурове обладнання i розчин, аномальний тиск, обсадження, для ощнки вартосп буршня i виконання надiйноi i ефективно! бурово! програми.
- Видобуток
Шсля того, як свердловина пробурена, компанп вкладають значнi гpошi в обладнання, що встановлю-еться на поверхш i в свepдловинi. Програмне забез-печення ARC/INFO пiдходить для швентаризацп обладнання. Дiагpами по свердловинах i комунiкацiйнi схеми легко прив'язуються до просторового поло-ження на карп i викликаються шженером по видобутку простим натисненням кнопки. Г1С можна також ви-користовувати для аналiзу, контpактiв по збереженню, для виршення задач розмщення i пpопоpцiйного роз-подiлу, ощнки конкурентно! дiяльностi i видобутку, виконання законодавства з охорони навколишнього середовища.
- Управлшня басейном
Г1С дають можлившть для аналiзу видобутку, ти-ску пласпв i оцiнки запасiв в комплексному середо-вищi обробки даних. В результат^ при постiйному i точному монiтоpингу можуть бути визначеш схеми тpубопpоводiв, встановлeнi плани виснаження i опти-мiзована пpодуктивнiсть. ARC/INFO також може слу-жити середовищем i набором засобiв сучасного аналiзу в областi комплексного моделювання басейну.
- Вдосконалення транспортування i розподшу
Г1С надають широкий Ha6ip 3aco6iB для вирiшення задач транспортування продукцп. Закладенi в ARC/ INFO функцп мережевого моделювання можна за-стосовувати для прогнозу i розрахунку руху рвдин за системою трубопроводiв. При аварiях i поломках на компресорнш станцп зручно застосовувати Г1С для визначення вах свердловин, що живлять систему, що обслуговуеться даним компресором, для знаходження альтернативного шляху або визначення черговоси i процедур перекриття для зменшення шквдливих на-слщюв. Так само з допомогою Г1С успiшно розв'язу-ються задачi аналiзу ринкiв збуту.
- Розлив нафти
При виршент завдань щодо дп розливiв нафти на рiзнi об'екти, найб^ьш зручним iнструментом е гео-iнформацiйнi системи (Г1С), якi дозволяють наслiдки аварiйних ситуацiй, оцiнювати еколопчний i еконо-мiчний збиток. Основними небезпечними об'ектами для яких виконуеться геошформацшне моделювання, е резервуари i трубопроводи. Щ об'екти представля-ються в геоiнформатицi у виглядi точкових, лшшних i полiгональних об'ектiв. Г1С-технологп дозволяють також оптимiзувати i вщображати в картографiчнiй формi маршрути застосування сил i засобiв, мiсця складування i утилiзацiï, створювати схеми сповь щення i зв'язку для локалiзацiï i лiквiдацiï наслiдкiв аварiй.
Геошформацшне моделювання аваршних розливiв нафти i нафтопродукпв е складним багатофакторним процесом, що включае цiлий ряд самостшних моделей. Результати моделювання аваршних ситуацш при експлуатацiï нафтопроводiв е основою ощнки i розрахунку шкiдливоï дп аварiйних розливiв на на-селення i територiю, а також планування заходiв щодо лiквiдацiï наслщюв.
Так для корпоративних iнформацiйних систем в нафтогазовш галузi доцiльним буде створення единоï Г1С. Цей проект, повинен охоплювати в« елементи основного виробництва нафтовоï або газовоï компанп i впроваджувати наступш виробничi процеси:
- контроль розробки родовищ нафти i газу;
- геолого-геофiзичну штерпретащю i моделюван-
ня;
- контроль обсяпв пошуково-розвiдувальних ро-бiт, бурiння i ресурив компанiï;
- контроль виконання лщензшних угод;
- облаштування родовищ i контроль наземноï iн-фраструктури;
- землевпорядкувальш роботи, кадастр земельних ресурав i об'ектiв нерухомостi.
Основнi цШ системи:
- Iнтеграцiя джерел даних i програмного забез-печення
- Надшшсть збертння вихiдних даних i результа-тiв проектних робiт
- Шдтримка проектних робiт просторовими дани-ми i результатами просторового аналiзу
- Доступ до шформацшних ресурсiв.
З кожного дочiрнього акцiонерного товариства кар-тографiчнi данi повиннi надходити в едине сховище а всi структурш пiдроздiли одержувати данi з одного джерела - банку даних. Доступ користувачiв здшс-нюватися через Web-штерфейс. Джерелом iнформацiï для розробки системи можуть служити матерiали
шженерно-геодезичних вишукувань, обстежень, 1сну-юч1 матер1али виконано! зйомки споруд, шженерних мереж 1 комушкацш, матер1али робочих проект1в 1 шша достов1рна документальна шформащя. Розробле-на система повинна включати шформащю про об'екти шженерних мереж, комушкацш, каттальних споруд, технолопчних установок, що розташоваш на територп тдприемства, без 1х внутр1шньо1 детал1заци.
При вибор1 вар1ант1в комушкацш трас, що проек-туються, фах1вщ вир1шують щлий ряд типових задач, пов'язаних з детальною оцшкою ф1зико-географ1чних, ландшафтних, шженерно-геолопчних 1 шших умов територп. До таких задач вщносяться: визначення реально! довжини траси з урахуванням рельефу; т-драхунок 1 класифжащя перетишв траси з об'ектами гщрографп, дорожньо! мереж1 1 т.д.; оцшка вщдале-ност1 кожно! д1лянки майбутнього буд1вництва в1д транспортних комушкацш 1 населених пункт1в; ура-хування дорожчання буд1вництва залежно в1д геоло-г1чно1 будови 1 покриття грунту (шски, болота, виходи коршних порщ 1 так дал1), а також багато шших задач, що вимагають ч1ткого представлення просторового положення р1зних об'ект1в територп дослщжень.
Деяк1, але далеко не вс1, переваги використання Г1С при паспортизацп мапстральних газопровод1в по-лягають в наступному:
- використання Г1С - моделювання скорочуе об'ем польових дослщницьких роб1т;
- економиться час 1 знижуеться варт1сть проекту;
- ефективно використовуються даш аерофотозш-мання ;
- створюються просторов1 бази даних з мошторин-гу навколишнього середовища 1 сощально-економ1ч-них аспект1в, як1 можна легко обновляти 1 змшювати протягом перюду експлуатацп технолопчних об'ект1в, а також використовувати стльно з партнерами;
- скорочуеться час на виршення задач 1 реал1защю програм, що вимагають анал1зу просторових даних;
- цифров1 просторов1 даш, використовуваш в д1а-логовому режиму кардинально полегшують вир1шен-ня задач лопстики 1 трасування;
- при лжвщацп аваршних ситуацш прост1ше ощ-нювати обстановку, визначити обсяги роб1т по очи-щенню в1д забруднення, розм1р збитюв 1 1х вщшкоду-вання.
Процес паспортизацп мапстральних газопровод1в включае зб1р 1 обробку наступних вид1в шформацп:
- зображень (аерофотозшмки, супутников1 даш, фотографп об'ект1в, технолопчш схеми);
- просторових даних (даних про використання земл1, грунту, модел1 м1сцевост1 1 так дал1);
- технолопчних даних;
- даних про земельну власшсть 1 матер1али польових зйомок (навколишнього середовища, геотехшчно-го стану).
Перелiченi данi використовуються для вирiшення таких задач, як ефективна експлуатащя мапстраль-них трубопроводiв, проведення i оцшка оптимального ремонту траси газопроводу, оцшка дп на навколишне середовище, отримання дозволiв.
Стратегiя розвитку впровадження Г1С спрямована на послiдовне збiльшення юлькост параметрiв проекту i своечасне оновлення графiчноï i атрибутивноï шформацп, закладеноï в проект ранiше.
4. Висновки
Застосування складних шформацшних технологш в нафтогазовiй галузi нинi стримуеться високою варть стю програмних засобiв, недостатнiм рiвнем тдготов-ки виробництва i фахiвцiв, високою трудомiсткiстю початкового етапу.
Для широкого впровадження Г1С потрiбна тдго-товка вiдповiдних фахiвцiв, перебудування техноло-гiй проектування i створення необхщного шформа-цiйного забезпечення.
Тому, не дивлячись на те, що запропоноване впровадження геошформацшних систем в нафтогазовш галузi розраховане на споживачiв з рiзним рiвнем квалiфiкацiï i ступенем пiдготовки, для ефективного використання його в повсякденнш дiяльностi тдпри-емств бажана спещальна пiдготовка персоналу.
Лiтература
1. Павлов С.В., Гвоздев В.Е., Митакович С.А., Ефремова О.А., Плеханов С.В. Моделирование аварийных разливов нефти и нефтепродуктов для планирования действий в условиях ЧС. // ArcReview №3 (26), DATA+, г. Москва, 2003 г. - с. 15-16
2. Бобровский С. А., Щербаков С. Г., Яковлев Е. И., Гарля-ускас А. И., Грачёв В. В. Трубопроводный транспорт газа. М. „Наука", 2007.- С.3-495.
3. Серпинас Б. Б. Глобальные системы позиционирования. М.: ИКФ "Каталог", 2002.- С. 106.
4. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования. М.:Картгео-центр - Геоиздат, 2001.- С. 228.
5. Географические информационные системы в нефтегазовой промышленности. ООО Дата+. 2002.- С. 2.
6. ГИС от ESRI в нефтяной и газовой индустрии, ООО Дата+, 2008.- С. 3.
7. Стаскевич Н. Л. Справочное руководство по газоснабжению. М.; Л.: Гостоптех издат, 2005.- С. 217.
