一体化资产管理系统方法

一体化资产管理系统方法CedricBouleauHerveGehinFernandoGutierrezKenLandgrenGayMillerRobertPetersonUlissesSperandioIanTraboulay美国得克萨斯州休斯敦　　　　LucianoBravodaSilva哥伦比亚波哥大在编写本文过程中得到以下人员的帮助，谨表谢意：里约热内卢的BrenoAlencar和Jean-PierreLhote；伦敦的GeoffDicks；得克萨斯州SugarLand的PaigeMcCown；里约热内卢Petrobras勘探与生产石油工程公司的TuerteA.Rolim；休斯敦的MackShippen，以及奥地利Baden的MichaelStundner。AvocetIntegratedAssetModeler，BlueFiled，DecisionPoint，ECLIPSE，Phoenix，PIPESIM，ProductionWatcher，QCPro和REDA等是斯伦贝谢公司的商标。1.有关数据传输前景更多的信息，请参见：BrownT，BurkeT，KletzkyA，HaarstadI，HensleyJ，MurchieS，PurdyC和RamasamyA：“适时传递数据”，《油田新技术》，11卷，第4期（1999/2000年冬季刊）：34-55。34油田新技术井筒传感器能够产生大量的数据，而仪表化的生产系统产生数据的速度则更是惊人。安装在井下、井口、出油管线或工艺设备内的传感器源源不断地传输着数据流。作业者在接收到现场实时数据、间歇数据、离散数据或流数据后，提取温度、压力、产量或其他测量结果，以确定与其资产相连接的井下和地面系统的状态。每个测量结果、每一项数据的采集都旨在使作业者更好地了解作业动态，帮助他们快速进行决策，从而提高采收率、增加储量并最终提升其资产的价值。勘探与生产公司正努力采取各种新方法来管理和处理作业信息。要实现这一目标，有时会颇具挑战。仪表化的系统所产生的数据量可能是惊人的，若在向相关部门、计算机模型和人员传送这些数据的过程中稍有延迟，就可能会妨碍作业者实现数据的全部价值。用于采集和处理上述数据的许多技术都已开发出来。人们设计开发了能够在极端温度和压力环境下依旧稳定工作的井下传感器和设备（请参见“智能完井－一种油气井自动管理形式”，第4页）。先进的传输系统能够以准瞬时的速率传输数据、声音和图像，可使信息和指令在油气井与身处油田和办公室的不同利益相关者之间进行传递[1]。目前人们已开发出了整理和管理这些数据的软件。工程师可安全地使用关键的作业数据，选择不同的程序来评价和模拟储层、泵、井口、油管或炼厂的动态（请参见“从储层到加工厂的生产优化”，第18页）。因此，缺少数据或软件性能不足并不是造成数据管理和数据处理困难的原因。为了使油田的动态达到最佳状态，资产小组需要怎样来确定那些能够表明储层动态或局部动态何时开始下降的关键测量参数呢？在有数百口井的大型油田，为了评价资产绩效，工程师可能需要对成千上万的数据组进行分类。勘探与生产公司开始意识到，它们的员工可能会在最后评价数据前，仅仅为寻找合适的数据和为模拟程序整理数据便花上大量的时间[2]。储层、井筒、集输管线与处理设施等都是复杂的动态系统，任何一个参数的变化都可能会影响到全局。随着井下和地面传感器以及系统性能优化装置的出现，作业者需要处理和管理这些系统所产生的巨大数据流。今天，一些行业在关键数据的实时处理及响应上越来越熟练,而勘探与生产公司也一样，在数据处理、分析和信息共享方面引入了新的工作流，以期促进其目标的实现。352007年冬季刊36油田新技术之后的难点则在于如何把经过验证的传感器数据传送到用于评价整个系统（从储层到分输管线）的合适程序或模型中，以及如何及时地传送数据以便做出最佳决策。其他行业，如医药和航空业，在处理和评价持续不断的数据流方面胜人一筹。医院和航空控制中心需要在对不断变化的数据进行快速分析的基础之上，实施关键性的决策。通过运用自动系统进行伤员鉴别分类，医生、护士和其他医务人员可对病人的病情进行监控和评价。空中交通管制员利用接收到的各种输入数据来调整飞机之间的飞行距离。当一架飞机进入另一架飞机的飞行空间时，管制员会收到警报。每当遇到这种情况，数据流会转换为视频图像和音频提示信号，可使经过特殊训练的专家及时查明系统状况。可视化对数据解释很重要，同时也对人们的快速反应能力有着至关重要的影响。在油气行业，视频显示技术对储量开发与储量生产管理越来越重要。这些工具为不同领域的技术人员提供了一个学科相交点，使他们能够进行协作和探讨，从而帮助他们理解超出他们学科范围的数据和信息的含义。同时，这些工具还使人们能够走出各自的专业领域，将他们的各自专长汇聚到一起，从而促进资产小组成员跨职能能力的培养，使他们能够对数据进行协同分析。资产小组越来越依靠这些显示技术来消化吸收大量数据，进而针对快速变化的生产系统做出正确的决策[3]。一种及时、准确地进行决策的方法将视频显示技术与数据自动监控和例外管理技术结合在了一起。一般情况下，人们使用一个绿黄红灯系统来筛选传感器数据（下一页图）。绿色测量结果表示某个组件或系统在指定范围内运行，不需要进行任何操作，无需一步关注。黄色代表警告，表明传感器测量结果接近于上限或下限。红色代表警报，表明组件已关闭，原因是传感器测量结果超出了指定的范围[4]。黄色警告是资产管理的一个关键，能够帮助作业者避免耽搁生产。作业者对黄色警告采取的是主动措施，而对红色警报采取的则是被动措施。那么由谁来设定触发系统警报的阈值呢？在这一问题上，知识的获取很重要。操作限值可根据几个标准来确定，如前期动态史、商业计划书设定的目标或各种模型预测值等。一旦警报阈值确定下来，负责对数百口井的产量进行优化的资产小组便仅需要对少量表示读数已经接近或超出预设范围的黄灯或红灯做出反应即可。这可使作业人员和工程人员把更多的精力放在分析和快速决策等更加重要的事情上。储层动态优化包含各种可使资产管理者将工作重心从数据采集与分析转移到实际行动上来的工作流。在这一层面上，专家对数据进行分析，对某些作业束缚条件采取措施加以解决，从而提高产量。例如，通过分析电潜泵（ESP）的频率曲线，监理工程师可能可以得出结论，在降低震动和减少泵磨损的同时增加电力将能够增加产量[5]。但是，在做出增加电力这一决策之前应对油井或油田的其他作业约束条件加以权衡考虑，如出砂增多的风险、电费及解决出水量增加问题的费用等。这些决策常常会影响生产组织内的多个部门。要做出最佳决策常常需要汇集来自各个部门的信息，这样可以避免工作目标不一致。否则，在一个部门采取的旨在提高性能的措施可能会在另一个部门产生不利影响。本文叙述了如何通过将实时与间歇测量值、自动工作流和分析模型相结合在储层的整个生命期内持续地对储层动态进行优化。巴西的一个应用实例为我们描述了作业者是通过怎样的流程来实现这一目标的。挑战与能力油气公司通过寻找新发现来实现储量接替的努力正面临越来越多的挑战，这促使他们把关注的焦点放在了对现有资产探明储量的开采优化上。受人们对提高储层采收率问题的再度重视以及作业经济前景向好等因素的影响，勘探与生产公司目前乐于在提高产量的措施上进行投入。许多公司把希望寄托在井下和地面传感器与设备以及先进的完井和自动化技术上，希望通过使用这些技术和设备来提高采收率和作业效率，同时降低作业成本。随着井下和地面传感器技术的不断改进，数据采集能力得到不断增强，同时随着数据存取、计算能力、分析能力、可视化和自动化等技术领域取得重要进步，资产管理者对作业的监控能力及决策能力得到了显著提高。上述技术改进提高了人们对改善资产绩效和充分开发每个远景构造的预期。这些先进技术正在改变着勘探与生产公司的作业方式，而这些技术的益处可用主要的经营指标来加以衡量：●提高采收率：对不断变化的储层状况进行分析和预测使资产小组可以在状况发生前提前采取行动，从而得以延续生产，使实际产量超出原始产量目标。在储层条件随时间变化的过程中，利用这些分析也有可能会发现更多的可采储量。●提升效率：能够识别出即将出现问题的设备或能够提高生产设备效率的工作流可保护资产、减少磨损、降低维修成本和作业费用。自动工作流还可以提高人员的效率，使作业者得以在日常工作上投入较少的精力，而把更多的精力投入到提高决策质量上。其他的工作流也有可能改善设备的利用情况。●提高安全性：政府要求作业者对从储层到炼厂的整个产品流的完整性负责。实时监控可降低设备故障或系统停工的风险，以及因火炬燃烧、泄露或外溢而造成的损失。此外，实时监控和远程指挥可减少井场所需的人员数量，从而降低由井场作业和相关人员物资的移动所带来的风险。●减少停钻时间，降低产量损失：持续的产量监测对生产问题苗头的察觉372007年冬季刊监控主要性能指标。图中（上）绘出了油井及其状态。例如，对B4井（用圆圈出）进行实时远程监控的ProductionWatcher软件能够对作业条件进行跟踪。下图是一张压力及相关警告、警报和各种变化参数的历史图。作业人员利用它来进行压降监控和维护及预测随时间变化的压降趋势。ᆳ৞ሞሎႹݔྷా৊ႜፕᄽăᆳ৞ᅙ࠲Կă.ᆳ৞ኟሞ৊ႜፕᄽLjڍᅃၵ֪ଉ঳ࡕᅙೋ૗କሎႹݔྷă৞ڹუ૰ݔྷ֪॔ݛ݆ᇨऺ؜෪ݔྷ෪௬უইݔྷ非常关键。生产监测数据可显示出逐步发展的趋势，如表皮系数的增加或过早水淹；也可快速检测出偶发性事件，如设备故障等[6]。●降低作业成本：通过对不断变化的储层和作业参数进行早期识别和趋势分析，资产管理者能够更好地制定补救措施计划，如修井、设备维护或设施升级。这有助于作业者将资源分配给最能发挥成本效益的领域。自动化油田和先进工作流的其他作用则是向人们展示公司获得成功后为员工和股东带来收益的潜力。大量经验丰富的员工在人们所预期的“人事大变动”中将退休下来，这会对公司和资产小组处理日常工作的方式造成影响。上述技术能够帮助人们在人力资源有限的情况下对资产进行管理，同时在帮助人们获取知识上也能够发挥很重要的作用。对知识进行系统地收集和管理有助于弥合有经验的员工和新员工之间在知识技能上的差距。利用这些知识，新员工可以追溯整个生产系统的历史，以及各个时期系统关键参数的变化情况。然后，他们可以了解资产小组是如何对这些变化做出反应的，并从结果中学习经验。此外，由于资产小组的专业知识主要集中于中央监控与支持设备，只需要少数经验丰富的专家就足以对分布在广阔区域内的缺乏经验的人员进行指导，从而能够降低风险和加速人员的培训。2.据估计，专业技术人员可能把60%到80%的时间花在了查找和准备数据上。有关此问题更多的信息，请参见：UnnelandT和HauserM：“Real-TimeAssetManagement：FromVisiontoEngagement－AnOperator’sExperience”，SPE96390，发表在SPE技术年会暨展览会上，达拉斯，2005年10月9-12日。3.MurrayR，EdwardsC，GibbonsK，JakemanS，deJongeG，KimminauS，OrmerodL，RoyC和VachonG：“MakingOurMatureFieldsSmarter－AnIndustrywidePositionPaperfromthe2005SPEForum”，SPE100024，发表在SPE智能能源会议暨展览会上，阿姆斯特丹，2006年4月11-13日。4.“采用实时油藏管理提高勘探开发效益”，《油田新技术》，17卷，第4期（2005/2006年冬季刊）：4-13。5.有关电潜泵监控更多的信息，请参见：BremnerC，HarrisG，KosmalaA，NicholsonB，OllreA，PearcyM，SalmasCJ和SolankiSC：“电潜泵技术新进展”，《油田新技术》，18卷，第4期（2006/2007年冬季刊）：30-43。6.Unneland和Hauser：参考文献2。38油田新