Проблемы внедрения инноваций в нефтяной отрасли промышленности Татарстана и возможные пути их решения

Н.П. Кузьмичев Проблемы внедрения инноваций в нефтяной отрасли промышленности Татарстана и возможные пути их решения

УДК: 622.276

Н.П. Кузьмичев

ООО «Нефть XXI век», Альметьевск, contact@petroleum21.com

ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ ИННОВАЦИИ В НЕФТЯНОЙ ОТРАСЛИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ТАТАРСТАНА И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

Обсуждаются проблемы внедрения инноваций в нефтедобывающей отрасли Республики Татарстан. Предложены варианты их решения. Приведены примеры разработок инновационных компаний Татарстана, как требующих испытаний и доработки, так и готовых к промышленному внедрению.

Ключевые слова: инновации, механизированная добыча нефти, кратковременная эксплуатация скважин, себестоимость добычи нефти.

Модернизация российской экономики и её перевод на инновационный путь развития широко обсуждаются на самых разных уровнях. Об этом регулярно высказываются в СМИ руководители страны и региональные лидеры, представители законодательной и исполнительной ветвей власти, общественные и политические деятели, учёные и инженеры. То, что создание экономики, основанной на инновациях, - единственно возможный путь развития нашего государства, ни у кого не вызывает сомнений. Едины все и во мнении, что на этом пути нас ждёт немало трудностей. Проблемы, накопленные за предыдущие десятилетия, ждут своего решения. Предстоит большая и серьёзная работа по их преодолению. Но по поводу того, как решать проблемы перевода экономики на «инновационные рельсы», существует немало мнений. И они порой отличаются достаточно серьёзно. Есть своя позиция по данному поводу и у регионов РФ.

21 мая 2010 года, выступая на XIII инновационном форуме в Томске, президент Татарстана Р.Н. Минниханов таким образом обозначил позицию Республики: «Со своей стороны на уровне регионов мы будем подталкивать федеральную власть обратить внимание не только на Москву, но и на нас. Представители федеральных структур должны принять во внимание, что движение в сторону инновационной экономики станет реальностью только в случае поддержки тех территорий и людей, которые научились делать инновации».

В Татарстане многое сделано для разработки и

внедрения инноваций. Работает инновационно-венчурный фонд РТ, созданы и функционируют технопарки, регулярно проводятся венчурные ярмарки. Но этого недостаточно, считают руководители республики. Необходимо поступательное движение вперёд.

Очевидно, что значительная часть задач в этом направлении должна решаться на государственном уровне: есть нерешённые вопросы в области охраны прав на интеллектуальную собственность; отсутствуют стимулы для внедрения инноваций в производство; в стране нет необходимой

Рис. 1. Способ безводной добыты нефти с децентрализованной системой ППД.

Окончание статьи Г.В. Романова, Р.Х. Муслимова, Л.М.Петровои, Т.Н. Юсуповой, Г.П. Каюковои «Фундаментальные исследования в химии и геохимии остаточных нефтей...»

Любовь Михайловна Петрова Д.х.н., чл.-корр. РАЕН, в.н.с. лаборатории Переработки нефтей и природных битумов. Научные интересы: химия нефти, физико-химические процессы в пластах, механизмы действия технологий повышения нефтеотдачи, коллоидная химия, нефтехимия.

ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН

420088, г. Казань, ул. Арбузова, д. 8. Тел.: (843)273-18-62.

Татьяна Николаевна Юсупова Профессор, д.х.н., в.н.с. Научные интересы: химия нефти и природных битумов, физико-химические процессы в пластах, структура асфальтенов.

Галина Петровна Каюкова Д.х.н., в.н.с. Научные интересы: химия и геохимия нефти и природных битумов, нефтехимия, экология.

ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН, лаборатория Химии и геохимии нефти. 420088, г. Казань, ул. Арбузова, д. 8. Тел.: (843)273-18-62.

^ научно-технический журнал

Георесурсы з (39) 2011

Н.П. Кузьмичев Проблемы внедрения инноваций в нефтяной отрасли промышленности Татарстана и возможные пути их решения

инфраструктуры для разработки и внедрения инноваций. Но, теперь уже ясно и то, что результатов не будет, если переход на инновационный путь развития экономики не будет поддержан во всём обществе. А если говорить конкретно о нефтяной отрасли, то понятно, что, прежде всего, свой вклад в этот процесс должны внести нефтяные компании. Что конкретно можно и нужно сделать?

«Рецепт» одновременно прост и сложен. Нужна ясность целей и предельная открытость всего процесса от постановки задач до внедрения инноваций. На смену техническим и эксплуатационным критериям оценки эффективности внедряемых технических решений должны прийти критерии экономические. В нефтедобывающей отрасли главный экономический критерий эффективности - себестоимость добычи нефти. Все новации должны оцениваться по их влиянию на себестоимость добычи. Какой смысл внедрять псевдо-инновационные технические решения, которые решают частную техническую или технологическую задачу, если в результате себестоимость добычи остаётся на прежнем уровне, а иногда и возрастает?

На сайтах всех ведущих нефтяных компаний России, в т.ч. ОАО «Татнефть», размещены электронные торговые площадки, которые позволили решить значительную долю проблем в области закупки товарно-материальных ценностей. По аналогии с ними следовало бы создать электронные инновационные площадки. На них нефтяные компании могли бы размещать перечень технических, технологических, эксплуатационных, организационных, экологических проблем, требующих решения, сведения об ожидаемом экономическом эффекте и предлагаемых инвестициях в каждый инновационный проект.

По аналогии с тендерами на закупку оборудования, сырья и материалов должны проводиться регулярные конкурсы инновационных проектов. Для проведения конкурсов необходимо разработать простые и понятные регламенты, в которых будут изложены процедура рассмотрения и критерии оценки проектов. В них должны быть предусмотрена возможность дискуссии для обсуждения проектов, участвующих в конкурсе, всеми участниками конкурса. При большом количестве участников конкурсы могли бы проводиться в несколько этапов. Решения, принятые конкурсными комиссиями, должны публиковаться на электронной инновационной площадке. В них следует указывать количество баллов, набранных проектами по каждому из критериев, по которым они оценивались. Необходимо рассмотреть возможность подачи апелляции на решение конкурсной комиссии. Составы конкурсных комиссий должны публиковаться на этой площадке. Для работы в конкурсных комиссиях необходимо привлекать авторитетных независимых экспертов. Составы комиссий должны быть подвержены регулярной ротации. За основу может быть взят опыт проведение конкурсов «Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научнотехнической сфере», известным как «фонд Бортника». Процедура внедрения инновационных проектов должна быть чётко регламентирована. Для внедрения проектов необходимо предусмотреть соответствующее финансирование. С учётом специфики процесса внедрения инновационных проектов, следует сократить периоды финансового планирования до полугода или одного квартала.

В правилах проведения конкурсов инновационных про-

ектов надо определить права сторон на обладание и использование интеллектуальной собственности, созданной до начала и в процессе выполнения работ по внедрению инновационных проектов. «Точкой отсчёта» должна стать дата подписания договора на выполнение работ по итогам проведения конкурса проектов.

На сайтах нефтяных компаний могли бы быть организованы форумы для обсуждения технологических проблем и путях их решений. Доступ к форумам должен быть открыт для специалистов, как нефтяных, так и инновационных компаний. Можно использовать существующие неф-те-газовые форумы, например: www.oilforum.ru. Специальные рубрики для обсуждения инновационных проектов необходимо открыть в корпоративных периодических изданиях и обеспечить возможность публикации в них статей авторов из инновационных компаний.

Данные предложения не претендуют на «абсолютную истину» и полноту охвата проблем улучшения «инновационного климата». На упомянутых форумах и в периодических изданиях целесообразно обсуждать мнения и предложения всех заинтересованных сторон, касающиеся проблем внедрения инноваций в практику, как на региональном, так и на федеральном уровне. В Татарстане необходимо создать координирующий орган с целью консолидации усилий всех участников процесса на республиканском уровне. Только так, «всем миром» можно решить проблемы модернизации экономики и её перевода на инновационный путь развития.

Практическая реализация мер по переводу экономики на инновационный путь развития займёт немалое время. Было бы неразумно сидеть «сложа руки» и ждать, пока будут созданы необходимые условия для внедрения инноваций. В научных организациях и малых инновационных компаниях Республики Татарстан создано значительное количество нового оборудования и современных технологий нефтедобычи, требующих скорейшего внедрения.

Так, например, инновационная технологическая сервисная компания ООО «Нефть XXI век» занимается разработкой и внедрением новых способов добычи нефти, объединённых концепцией «Интеллектуализация разработки и эксплуатации месторождений». Один из наших проектов: «Снижение себестоимости и увеличение объёмов добычи нефти в Республике Татарстан путем внедрения способа «безводной» добычи нефти» разработан в 2010 году. Цель проекта - снизить себестоимость добычи нефти, как на новых, так и на «старых» месторождениях.

Суть проекта, заключена в том, что в добывающие скважины (Рис. 1) спускают 2 погружные насосные установки (УЭЦН). Одна из них должна поднимать на поверхность нефть с обводнённостью не более 5%. Вторая будет закачивать попутно добываемую из продуктивного (нефтеносного) пласта воду, в поглощающий (водоносный) пласт. Закачивать воду обратно из водоносных пластов для поддержания пластового давления (ППД) в нефтеносных пластах можно, используя в нагнетательных скважинах хорошо известные и отработанные в ОАО «Татнефть» способы внутрискважинной перекачки и межскважинной перекачки пластовой воды.

Таким образом, водоносные пласты будут выполнять функции наземных систем утилизации попутно добываемой воды и ППД. Поэтому, инфраструктуру этих систем

3 (39) 2011

^научно-технический журнал

Георесурсы

Н.П. Кузьмичев Проблемы внедрения инноваций в нефтяной отрасли промышленности Татарстана и возможные пути их решения

Рис. 2. Традиционный способ добычи нефти с централизованной системой ППД.

(Рис. 2) можно значительно сократить. Снизятся капитальные вложения при освоении новых месторождений и затраты на работу систем ППД на старых месторождениях. Кроме того, ощутимо сократятся инфраструктура и затраты на функционирование систем сбора и подготовки нефти. В настоящее время затраты на содержание и эксплуатацию упомянутых систем в структуре себестоимости добычи нефти ОАО «Татнефть» достигают 30 %. Поэтому актуальность данного проекта для нефтедобывающей отрасли не требует обоснования.

Разработкой технологий снижения обводнённости добываемой продукции, аналогичных способу «безводной» добычи нефти (БДН), ведущие мировые нефтяные компании, в т.ч. «Татнефть», занимаются около 40 лет. Промысловые испытания проводятся с 90-х годов прошлого века. Известные технические решения имеет ряд принципиальных ограничений, которые позволят снизить обводнённость добываемой продукции лишь до 20-30 %. БДН обеспечит обводнённость продукции 2-3 %.

Кроме того, известные решения предполагают разработку и освоение серийного производства нового обору-

Рис. 3. Интерфейс ТЭС-К. 1 - пласт, 2 - скважина, 3 - шкала спектра давления, 4 - арматура фонтанная, 5 - замерная установка «ОЗНА ИМПУЛЬС», 6 - контроллер станции управления «Электон-05», 7 - уровнемер «Судос-мини 2», 8 - графическое отображение работы УЭЦН, 9 - сводная таблица работы системы «пласт-скважина-УЭЦН».

Рис. 4. Портативный (планшетный) тренажер ТЭС-П. 1 - программное обеспечение, 2 - планшет «Арматура фонтанная», 3 - планшет «ОЗНА-ИМ-ПУЛЬС», 4 - контроллер станции управления «Электон-05», 5 - уровнемер «Судос-мини 2».

дования, что влечёт за собой проблемы «детских болезней», удорожает проекты и увеличивает сроки их внедрения. В нашем проекте, несмотря на новизну, в значительной степени будут использованы отработанные технологии и серийное оборудование отечественных производителей. Поэтому реализовать его можно быстро и с небольшими затратами. А начать работу можно «прямо сейчас».

Одним из ключевых технических решений, позволивших решить принципиальные научно-технические проблемы при разработке предлагаемого способа БДН, является запатентованный (патенты РФ №№ 2293176, 2315860, 2332559 и Евразийский патент № 012683) способ кратковременной эксплуатации скважин (КЭС). Этот способ механизированной добычи нефти является плодом усилий ведущих мировых производителей УЭЦН на протяжении 3-х десятилетий по повышению эффективности эксплуатации мало- и среднедебитных скважин с помощью погружных центробежных насосных установок.

Главное конкурентное преимущество КЭС - снижение себестоимости добычи нефти. Оно достигается за счёт увеличения межремонтного периода (МРП), увеличения объёмов добычи нефти, сокращения расхода электроэнергии, сокращения номенклатуры используемого оборудования, сокращения затрат на исследование скважин и технологические операции по повышению дебита скважин. КЭС - наиболее эффективный способ механизированной добычи нефти из мало- и среднедебитных скважин.

Уникальной особенностью КЭС является ослабление или полное исключение негативных проявлений основных осложняющих эксплуатацию скважин факторов. В ходе промысловых испытаний доказано, что с помощью КЭС можно эффективно эксплуатировать скважины с повышенным выносом мехпримесей, отложением солей, высоким газовым фактором, высокой температурой, нестабильным притоком, образованием вязких водонефтяных эмульсий.

КЭС - единственный способ добычи нефти, который с успехом применяется на скважинах, осложнённых одновременным воздействием нескольких осложняющих факторов. КЭС незаменима при эксплуатации скважин часторемонтируемого фонда, а также на скважинах, вводимых в эксплуатацию после бурения и капитального ремонта скважин. КЭС даёт возможность вернуть в разряд рентабельных значительную долю скважин бездействующего фонда. КЭС - универсальный способ снижения себестоимости добычи нефти на скважинах осложнённого фонда. КЭС является предпосылкой для широкого внедрения современных информационных технологий (IT-технологий) и практической реализации концепции «интеллектуализации разработки и эксплуатации нефтяных месторождений» с минимальными затратами.

Способ успешно испытан в промысловых условиях в нескольких Российских нефтяных компаниях, в том числе, и в «Татнефти». Из наиболее важных результатов промысловых ис-

^ научно-технический журнал

I еоресурсы з (39) 2011

Н.П. Кузьмичев Проблемы внедрения инноваций в нефтяной отрасли промышленности Татарстана и возможные пути их решения

блок измерений и обработки информации, 3 - арматура фонтанная, 4 - станция управления, 5 - коробка клеммная, 6 -контроллер задвижек арматуры, 7 - экран, 8 - проектор, 9 -место учебное, 10 - рабочее место инструктора, 11 - компьютерное обеспечение.

пытаний, можно отметить следующие:

- Увеличение МРП скважины № 296 часто ремонтируемого фонда ОАО «Оренбургнефть с 1,5 месяцев до 2,5 лет, т.е. в 18,5 раз (2006-2008 г.г.). Экономический эффект -более 16 млн. рублей.

- Увеличение дебита 6-ти скважин НГДУ «Азнакевск-нефть» с 4-5 т/сут. до 30-50 т/сут., т.е. в 8-10 раз (2008-2009 г.г.). Прибыль от продажи дополнительно добытой нефти -более 60 млн. рублей в год.

- Увеличение МРП скважин НГДУ «Альметьевнефть», осложнённых отложением баритов (2009-2010 г.г.). Испытания продолжаются. Никто в мире не научился предупреждать отложение солей бария. Процессы их отложения до конца не изучены.

По результатам промысловых испытаний КЭС готова к внедрению. При массовом внедрении в нефтедобывающих компаниях Татарстана будет получен экономический эффект, исчисляемый десятками-сотнями млн. рублей в год.

Одной из проблем при внедрении КЭС в промышленных масштабах станет проблема повышения квалификации кадров. При КЭС используется серийное, но самое современной оборудование, причём в нетрадиционных режимах эксплуатации. Специалистов компаний необходимо научить его грамотно эксплуатировать.

Как выяснилось в ходе выставки-презентации, прошедшей 8 декабря перед заседанием «круглого стола», и эту проблему можно решить с помощью учёных и инженеров нашей республики. «Тренажер по эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН» разработан ООО «ЦСМРнефть» при АН РТ. Тренажёр имеет все необходимые сертификаты, и несколько опытных образцов этого тренажёра уже поставлены российским нефтяным компаниям.

Тренажёр, как следует из Рис. 3, 4, 5, предоставленных автору директором ООО «ЦСМРнефть» Ю.А.Волковым, имеет несколько вариантов исполнения. От компьютерного (ТЭС-К) и планшетного (ТЭС-П), размещаемых на столе, до натурного (ТЭС), когда в качестве макетов используется, фактически, реальное промысловое оборудование. Тренажёр позволяет моделировать типовые ситуации, возникающие при эксплуатации скважин с помощью погружных центробежных насосных установок. В компьютер,

входящий в комплект тренажерного комплекса, заложено программное обеспечение с различными сценариями развития событий при тех или иных действиях персонала. Сценарии разрабатываются по заданию потребителей и соответствуют типичным условиям эксплуатации месторождений конкретной нефтяной компании.

Именно программное обеспечение является самым ценным в тренажёре. А сам тренажёр является результатом промежуточной коммерциализации более перспективной разработки: программного комплекса геолого-гидродинамического моделирования разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. В данной модели применены новые принципы построения моделей месторождений, основанные на инновационном подходе к алгоритмам обработки значительного объёма результатов инструментальных исследований, проведённых ранее.

Принципы построения моделей месторождений, разрабатываемые учёными ООО «ЦСМРнефть», ориентированы, прежде всего, на месторождения, находящиеся на поздней стадии разработки. Такие месторождения являются основой нефтяной отрасли промышленности Республики. И, казалось бы, должны быть востребованными нефтяными компаниями. Однако должного интереса к данной инновационной разработке наших учёных со стороны наших нефтяных компаний пока не проявляется.

Приведённые примеры разработок показывают, что малым инновационным компаниям Татарстана есть, что предложить предприятиям нефтяной отрасли. Многие инновационные разработки испытаны, показали хорошие результаты и практически готовы к промышленному внедрению. Некоторые проблемы в области добычи нефти решены на уровне мировой новизны.

Проведение заседания «круглого стола» по внедрению новых инновационных технологий добычи нефти на месторождениях ОАО «Татнефть» и малых нефтяных компаний свидетельствует о том, что руководители республики во главе с Президентом озабочены сложившимся состоянием дел. В Татарстане огромный инновационный потенциал. Учёные и инженеры, изобретатели и рационализаторы - патриоты республики. Нас нужно только «организовать» и поддержать. И тогда перевод экономики Республики Татарстан на «инновационные рельсы» станет реальностью в ближайшие годы.

N.P. Kusmichev. Adoption of innovations in oil industry: problems and ways of solving it.

Industrial introduction of innovations in oil production sector of Tatarstan Republic and its problems are considered. Different ways of its solving are proposed. Examples of technologies by innovative Tatarstan companies, both ready to industrial introduction and required checkout and improvement are presented.

Key words: innovations, mechanic oil production, short-term boreholes exploitation, first cost of oil production.

Николай Петрович Кузьмичев директор ООО «Нефть XXI век»

423452, Россия, Татарстан, Альметьевск, ул. Пушкина д. 50 к. 8. Тел.: +7 9173901609. Тел./факс: +7 (8553) 325-326.

3 (39) 2011

^научно-технический журнал

Георесурсы щщ