Медникова О.В., компания «Азия-софт», г. Алматы, Казахстан, e-mail: mednikova.oksana@asia-soft.kz, Web: www.asia-soft.kz
GIS in Oil-and-Gas Industry of Kazakhstan
Геоинформационные системы прочно вошли в жизнь многих крупных предприятий Республики Казахстан и зарекомендовали себя как эффективные инструменты для решения самых различных задач. Нефтегазовая отрасль нашей страны является одним из самых активных пользователей ГИС. Данная статья рассматривает реализацию ГИС во всех процессах нефтедобывающей промышленности и в самых разных ее масштабах. Приведен ряд примеров того, как ГИС в виде электронной карты и интеграции с различными информационными системами нефтегазовых корпораций стала неотъемлемой частью их полноценного и эффективного функционирования.
Добыча и переработка углеводородного сырья является одной из главных отраслей экономики Республики Казахстан (РК), оказывающей огромное влияние на доходы государства и во многом определяющей его стабильность и общий экономический рост. В свою очередь, нефтегазовая отрасль (НГ-отрасль) нуждается в информатизации и контроле предприятий, которые имеют множество пространственно-распределенных объектов. Таким организациям необходимо обладать достоверной информацией о географическом расположении объекта и его характеристиках. И здесь свое широкое применение нашли Геоинформационные системы (ГИС), занявшие одну из главных ролей в информационном обеспечении предприятий НГ-отрасли.
В самом общем виде основной бизнес-процесс НГ-отрасли представлен на рис. 1. На каждой фазе представленного бизнес-процесса имеется возможность использовать продвинутую функциональность ГИС для эффективного решения соответствующих задач хранения, обновления, передачи, отображения и анализа огромного объема пространственных данных и атрибутивной информации в едином информационно-аналитическом комплексе.
Рис. 1. Основной бизнес-процесс в нефтегазовой отрасли.
Компания Азия-Софт является казахстанской ИТ-компанией, которая на данный момент успешно реализовала ряд проектов с использованием ГИС, охватив все фазы основного бизнес-процесса в НГ-отрасли. В настоящее время все эти разработки и внедрения успешно эксплуатируются на крупнейших нефтегазовых предприятиях РК. Далее мы немного подробнее рассмотрим каждый из блоков.
- Планирование месторождений и квотирование
Планированием, распределением и мониторингом освоения месторождений в РК занимается соответствующий государственный орган, который сталкивается с проблемами сбора, накопления и обработки больших объемов пространственных данных. Наносить все это на бумажные топокарты и вести картотеки месторождений трудоемко, к тому же бумажные носители слишком быстро устаревают, и данные становятся неактуальными.
Государственному органу было необходимо эффективно решить следующие основные задачи:
- сбор и хранение информации обо всех недропользователях, участках недропользования и т.п.;
- автоматизация процесса ведения конкурсной и контрактной документации;
- планирование, отслеживание лицензионно-контрактных обязательств недропользователей;
- анализ эффективности НГ-отрасли.
Решение. Для решения этих задач была создана информационная система, в рамках которой имеется отдельный компонент «Пространственная визуализация». Данный компонент представляет собой набор информационных, программных и аппаратных средств, обеспечивающих работу пользователей с электронной картой и атрибутивной информацией по объектам электронной карты (месторождения). С помощью нее пользователи успешно выполняют свои функции: эффективно управляют бизнес-процессами, производят необходимый контроль по распределению месторождений, улучшают процесс принятия решений с помощью отчетов, анализа и планирования, налаживают совместную работу и взаимодействие подразделений государственного органа и недропользователей. На рис. 2 представлен интерфейс компонента ГИС описанной системы, состоящий из информационной области (1), обзорного окна (2), панели задач (3), панели инструментов (4) и инструмента поиска месторождений (5).
Рис. 2. Интерфейс ГИС-компонента «Пространственная визуализация» (пояснения в тексте статьи).
- Добыча
Разработка месторождения определяет следующие задачи и потребности:
- ведение единой базы пространственных и атрибутивных данных скважин и обслуживающих их производственных объектов;
- анализ динамики добычи;
- оптимизация транспортных процессов: идентифицировать транспорт на территории месторождения, рассчитывать путь и время в пути, отслеживать транспорт при перевозке сырья, отслеживать отклонения от маршрута и простои, и пр.;
- планирование и исполнение ремонтов и других работ.
Решение. Была создана ГИС, которую в решении ряда задач используют нижеперечисленные службы нефтедобывающей компании.
Служба Геологии применяет ГИС и электронную карту в своей геолого-разведочной деятельности и управлении жизненным циклом месторождений. Она также проводит обследование территории на предмет наличия антропогенных и природных объектов, которые могут стать барьером для разработки месторождения, и на наличие инфраструктуры. Данная служба ведет Базу данных с информацией о скважинах: географические координаты, фонд скважины, категория, способ добычи, горизонты, альтитуда ротора, фактический забой, искусственный забой, диаметр эксплуатационной колонны, дата ввода в эксплуатацию, глубина спуска и многое другое. Все эти данные служба использует для проведения анализа по состоянию скважины, нефтеотдачи месторождения и др.
Служба капитального строительства использует ГИС для планирования строительства сооружений, ремонта объектов, обслуживающих процесс добычи, для ремонта и строительство объектов инфраструктуры. Для этого данная служба использует электронную карту и следующие данные в Базе геоданных: дата ввода в эксплуатацию, дата ликвидации, дата последнего капремонта, дата последнего текущего ремонта, вид текущего ремонта, дата последней аварии, обороты электродвигателя, тип блока управления и многое другое. Такие данные позволяют службе не только планировать ремонты и строительство, но и проводить временной анализ, вести статистику, например, по определенному виду работ и т.п. Пример использования ГИС в службе капитального строительства показан на рис. 3.
Рис. 3. ГИС в службе капитального строительства, пример использования для планирования ремонтов.
Транспортная служба и Служба безопасности с помощью ГИС решают следующие задачи: логистика, планирование перевозок и управление парком транспортных средств, GPS-мониторинг передвижения служебной техники на объектах месторождений, всесторонний сетевой анализ (поиск оптимального маршрута движения, транспортировки груза по указанным критериям и т.п.), слежение в реальном режиме времени за движением грузов и транспортных средств и их диспетчеризация на основе интеграции с GPS-технологиями. Все это позволяет своевременно реагировать на различные ситуации и более эффективно планировать перевозки грузов. Также запись траекторий движения позволяет в дальнейшем проигрывать реальные ситуации, что бывает полезно при анализе ДТП или иных нештатных ситуаций, а также для анализа и оптимизации маршрутов и графиков движения. Пример нанесения GPS-треков на карту представлен на рис. 4.
Рис. 4. Автоматизированное отображение GPS-треков перемещения транспортных средств на электронной карте.
Помимо удовлетворения естественной потребности знать, где что находится, слежение обычно дает и заметный экономический эффект за счет психологического фактора: водители реже отклоняются от предписанных маршрутов и вообще ведут себя более дисциплинированно.
- Транспортировка
Транспортировка углеводородов определяет следующие задачи:
- ведение базы пространственных и атрибутивных (паспортных и динамических) данных оборудования линейной и технологической частей магистральных трубопроводов;
- анализ процессов транспортировки;
- планирование и исполнение ремонтных и строительных работ.
Решение. Для решения вышеперечисленных задач была реализованы Корпоративная ГИС Магистральных трубопроводов в составе набора следующих технологических подсистем:
- базовая и технологическая картография;
- технологическое оборудование;
- транспортировка;
- подсистема интеграции;
- подсистема доступа и организации безопасности.
Одной из важных функций КГИС является подсистема интеграции, которая обеспечивает взаимодействие с необходимыми информационными системами. Инструментом взаимодействия является приложение КГИС, реализованное в среде ArcGIS. Данное приложение: обеспечивает надежное и своевременное (в некоторых случаях в режиме реального времени) предоставление информации о пространственно-распределенных объектах магистральных трубопроводов различной степени детализации; обеспечивает ее полноту, безошибочность, актуальность и необходимую конфиденциальность; предоставляет возможность совместного использования разнородных данных, получаемых из различных источников, об объектах, расположенных на всех технологических участках Заказчика; позволяет уточнять и дополнять информацию об объектах системы магистральных трубопроводов на основе космических данных и GPS-технологий; предоставляет возможность посредством интеграции с модулем ERP-системы планировать ремонты и строительство объектов нефтепровода и многое другое. Пример такой интеграции и использования ГИС в планировании ремонтов на объектах, обслуживающих МН, иллюстрирует рис. 5.
Рис. 5. Корпоративная ГИС Магистральных трубопроводов, пример интеграции с ERP-системой при планировании ремонтов.
- Переработка и Реализация
Конечным звеном в цепи всего процесса нефтедобычи являются переработка сырья и реализация его в виде готового продукта.
Задачи и потребности:
- структурирование корпоративной информации для обеспечения ее анализа и принятия решений;
- повышение эффективности и качества информационно-аналитической деятельности за счет возможностей проведения углубленного анализа структурированной корпоративной информации;
- организация возможности формирования произвольных аналитических отчетов «по запросу»;
- обеспечение руководителей всех уровней (включая высшее руководство) Заказчика достоверными и оперативными аналитическими данными.
Решение. Для решения вышеперечисленных задач была создана Аналитическая информационная система, частью которой выступает ГИС. ГИС позволяет использовать электронную карту и ее интеграцию с аналитической информационной системой, в результате чего Заказчик решает поставленные задачи. Пример применения возможностей такой ГИС показан на рис. 6.
Рис. 6. Применение Аналитической информационной системы для интеграции сводных данных по реализации готового продукта с электронной картой.
Выводы
Геоинформационные системы прочно вошли в жизнь крупнейших предприятий многих отраслей экономики. Они зарекомендовали себя как эффективный инструмент для решения самых различных повседневных и стратегических задач: от простого поиска и измерения объекта на карте до сложного пространственно-временного анализа и моделирования и принятия решений на их основе. ГИС успешно интегрируются и с другими информационными системами, что позволяет расширить круг ее возможностей и области применения. Именно поэтому в наших решениях часто используется принцип мультисистемной интеграции — сочетание программно-аппаратных комплексов и систем визуализации данных (ГИС) с расчетными системами, системами учета, системами технологического мониторинга заказчиков и т.д. Резюмируя сказанное выше, важно отметить, что благодаря возможностям интеграции различных данных и специализированных систем, развитым средствам анализа и визуализации, геоинформационная технология имеет серьезный потенциал повышения эффективности деятельности компаний нефтегазовой отрасли.
