USD 75.1996

-0.42

EUR 91.1946

-0.11

BRENT 49.12

+0.5

AИ-92 43.31

-0.02

AИ-95 47.6

+0.03

AИ-98 53.06

+0.03

ДТ 48.57

-0.01

20 мин
839
0

Волоконно-оптические технологии для морских нефтегазовых месторождений

Для минимизации воздействий на природу, а также снижения экономических потерь от аварий и простоев, важно осуществлять постоянный и качественный мониторинг состояния и целостности инфраструктуры, что особенно актуально при разработке и освоении шельфовых месторождений. Современные требования к добыче и транспортировке углеводородного сырья определяют применение интеллектуальных систем управления разработкой месторождения, что в том числе позволяет реализовать достигнутый уровень развития волоконно-оптических технологий. В статье рассмотрены теоретические и практические аспекты применения Волоконно-оптических систем мониторинга в процессе разработки морских нефтегазовых месторождений для повышения уровня промышленной безопасности, надежности, автоматизации, а также эффективности производственных процессов.

Волоконно-оптические технологии для морских нефтегазовых месторождений

Широкомасштабное освоение нефтегазовых месторождений, расположенных в труднодоступных регионах с суровым климатом, а также на континентальном шельфе, не представляется возможным без развития технологий добычи, транспортировки и хранения углеводородов.

Достигнутый уровень современного развития волоконно-оптических технологий позволяет построить на их основе системы долговременного мониторинга ряда технических параметров добывающих и нагнетательных скважин на постоянной основе. Внедрение технологий дает возможность перевести систему контроля за разработкой месторождений на качественно новый уровень как по объемам и периодичности получаемой информации, так и по снижению затрат на ее получение.

Повышение уровня контроля и автоматизации за природными и техногенными процессами, оказывающими влияние на трубопроводный транспорт также имеет большое значение. При эксплуатации возникает механическое и тепловое взаимодействие трубопроводов с геологической средой. Это взаимодействие ведет к нарушениям динамического равновесия, активации опасных природных процессов, и как следствие угрозам для технического состояния трубопроводов.

К подобным негативным влияниям относятся: пучение и просадка промерзающих, протаивающих грунтов, выпучивание (всплывание) участков трубопроводов, активация мерзлотных (термокарст, морозобойные трещины, пучения и др.), эрозионных, оползневых, карстовых процессов, а также обводнения и заболачивания трасс трубопроводов. Указанные процессы способны нарушить пространственное положение трубопровода. Из-за продольных и поперечных перемещений происходит изменение напряженно-деформированного состояния стенок трубопровода, что в ряде случаев ведет к снижению их несущей способности и как следствие, разрушению и авариям.

Существует множество технологий, разработанных для преодоления сложностей при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем в труднодоступных и тяжелых природно-климатических условиях. Вместе с тем, для минимизации воздействия на природу, а также сокращения экономических потерь от аварий и простоев важно осуществлять постоянный и качественный мониторинг за проектным положением и состоянием трубопроводных систем.

Теоретические аспекты

Современные волоконно-оптические технологии превращают волоконно-оптический кабель в распределенный датчик деформации, температуры и акустики. Другими словами, оптическое волокно, встроенное в кабель на всем его протяжении, выступает непрерывным чувствительным элементом.

В оптическом волокне рассеяние может происходить на неоднородностях материала (Рэлеевское рассеяние), акустических волнах (вынужденное рассеяние Мандельштамма-Бриллюэна (ВРМБ) (Бриллюэновское рассеяние) и молекулярных колебаниях (Рамановское рассеяние).

Более подробно остановимся на ВРМБ, так как указанный физический эффект позволяет строить более протяженные и функциональные системы мониторинга. ВРМБ возникает в результате взаимодействия между проходящим излучением и присутствующими в среде прохождения акустическими волнами, возбужденными тепловыми колебаниями среды. Это взаимодействие приводит к возникновению рассеянных волн (волн, двигающихся в обратном направлении), испытывающих допплеровский сдвиг по частоте вследствие самой природы движения акустических волн. Доплеровский сдвиг по частоте, называемый также бриллюэновским сдвигом частоты νB связан со скоростью акустических волн в кремниевой среде: 

νB = 2*n*Va / λ0 ,

где:

n – показатель преломления кремния,

Va – скорость акустической волны,

λ0 – длина волны излучения.

Так как акустическая скорость строго зависит от температуры и механических деформаций, положение бриллюэновского сдвига частоты также зависит от температуры и механических деформаций.

В оптическое волокно вводится излучение – оптический импульс, и вернувшийся рассеянный свет регистрируется детектором как функция времени. Зная скорость света в оптическом волокне, можно пересчитать время в расстояние и произвести точную локализацию измерений. Длительность оптического импульса определяет пространственное разрешение измерения, так как информация, собранная в данный момент, соответствует взаимодействию, произошедшему на расстоянии, которое определяется длиной оптического волокна, пройденной импульсом света.

Методика получения информации основана на последовательной регистрации бриллюэновских взаимодействий на различных характерных частотах. Сначала составляется полная частотная характеристика оптического волокна как функция расстояния, а затем производится расчет локального бриллюэновского сдвига частоты с учетом максимального бриллюэновского взаимодействия в каждой точке оптического волокна.

Волоконно-оптическая система геотехнического мониторинга

Волоконно-оптическая система геотехнического мониторинга (ВОС ГТМ) – это измерительный комплекс, состоящий из анализатора ВРМБ, волоконно-оптических датчиков (ВОД) и программного обеспечения (ПО), имеющий следующие функции:

  • мониторинг температуры и деформации трубопроводов (изменения напряженно-деформированного состояния, трехмерное положение);
  • мониторинг температуры и подвижек грунта;
  • мониторинг подвижек и деформаций сооружений и конструкций.

ВОС ГТМ обеспечивает решение задач по заблаговременному выявлению начала процессов деградации грунтовых оснований трубопроводов, оценке скорости деградации грунта, определению местоположения участков деградации грунта и участков смещения трубопровода, определению профиля распределения температуры в горизонтальной и вертикальной плоскостях на критических участках трубопровода, отправке аварийных сообщений о событиях.

Анализатор ВРМБ является уникальным устройством для контроля распределений механических деформаций и температуры на протяжении десятков километров, которое позволяет одновременно провести измерения в тысячах точках благодаря одному оптическому волокну. Анализатор ВРМБ является опросным устройством, которое подключается к ВОД с одного конца и с заданной периодичностью снимает характеристики его текущего состояния.

В линейную часть системы входят ВОД температуры и деформации. (предусмотрено различное исполнение в зависимости от решаемой задачи), который монтируется на дне траншеи вдоль трубопровода либо непосредственно на самом трубопроводе, также возможна укладка в отдельной траншее рядом с трубопроводом.

ВОД пассивны и не требуют электропитания. Передаваемое по оптическому волокну световое излучение не подвержено наводкам, т.е. электромагнитные возмущения, грозовые разряды, близость к линии электропередачи, импульсы тока в сети не искажают сигнал. ВОД взрывобезопасны, устойчивы к химическим, механическим и коррозионным воздействиям, расчетный срок службы превышает 25 лет. ВОД работоспособны в широком диапазоне температур (для стандартных от минус 60 до плюс 80 °С, для специальных до плюс 300 °С). Предусмотрено широкое разнообразие конструкций с различной степенью защиты от внешних воздействий и возможностью установки в грунте, бетоне, на поверхности конструкции, внутри электрического кабеля. ВОД в ряде случаев - это стандартный телекоммуникационный волоконно-оптический кабель, который можно использовать для организации технологической связи.

ВОД выступает альтернативой огромного числа точечных датчиков: пространственное разрешение анализатора ВРМБ составляет 0,5 м., что позволяет средствами ПО разбить контролируемый участок длиной 80 км. на 160 тыс. датчиков.

ПО включает: интерфейс, геоинформационную систему (ГИС), самодиагностические и аналитические модули. В список функциональных возможностей ПО входят конфигурирование (возможно удаленное) режимов автоматических измерений, разбиение зон мониторинга на участки, настройка уровней сигналов тревоги и задание вариантов автоматического оповещения.

Преимущества ВОС ГТМ перед системами, использующими точечные датчики, заключается в отсутствии «белых пятен» по трассе прокладки сенсора (т.е. каждая часть распределенного сенсора — чувствительный элемент) и большей протяженностью зоны контроля (до 160 км. с применением 1 анализатора). ВОС ГТМ позволяет определять:

  • температуру грунта вдоль проложенного сенсора с разрешением 1 °C;
  • смещение грунта вдоль трубопровода с точностью не менее 15 мм.;
  • место события с точностью до 0,5 м. на участке до 160 км.;
  • профиль распределения температуры с шагом 0,1 м. и разрешением 0,1 °C;
  • время измерения (от 1 мин. для 1 канала измерения).

Волоконно-оптическая система обнаружения утечек из трубопроводных систем

Волоконно-оптическая система обнаружения утечек из трубопроводных систем (ВОС СОУ) может быть построена на принципе бриллюэновского или рамановского рассеяния. Разрушение трубопроводов по своему характеру вызывает техногенное воздействие, затрагивающее биохимические процессы в атмосфере, почве и водоемах. Главное условие минимизации потерь нефти и быстрой ликвидации последствий ее утечки — быстрое и точное определение места и масштаба разрушения трубопровода.

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 15.04.2002 г. № 240 «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации» организации обязаны «создавать и поддерживать в готовности системы обнаружения разливов нефти и нефтепродуктов, а также системы связи и оповещения».

Традиционные методы диагностики дефектов требуют достаточно большого объема подготовительных работ (очистка, обследование, развертывание специального оборудования и т.д.), тем самым способствуя увеличению времени простоя. Точная же локализация места утечки с помощью систем распределенного мониторинга температуры способна сократить время реакции на событие, снизить потери продукта, минимизировать простой производства и вредное воздействие на окружающую среду. Утечки определяются путем обнаружения места и времени распространения аномального изменения температуры вблизи трубопровода: утечки газа или эрозия вызывают резкое локальное понижение температуры (образование «холодного пятна»), а утечки нефти, наоборот, становятся причиной резкого локального повышения температуры (образование «горячего пятна»).

На сегодняшний день методы выявления утечек, использующие распределенные датчики измерения температуры, признаны наиболее перспективными — такова мировая тенденция.

Ведущие нефтегазовые компании разрабатывают соответствующие стандарты, которые определяют, что при проектировании трубопроводных систем необходимо предусматривать установку систем обнаружения утечек на основе оптоволоконных технологий.

Опыт применения ВОСМ на морских месторождениях

Пример 1

Расположенный на Аляске (остров Оогурук) участок нефтяного месторождения Компании Pioneer Natural Resources Alaska частично защищен от морского льда и суровых волн Северного Ледовитого океана мелкими водными глубинами и рядом островов, образующих своего рода барьер. Добываемые нефтегазовые компоненты передаются по проложенному по дну связке промысловых трубопроводов протяженностью 13 км от оффшорного острова из гравия с буровой точкой к береговому трубопроводу.

Максимальная глубина воды составляет всего лишь 7 метров. Трубопроводы проложены в траншее, чтобы защитить их от ледового пропахивания. Однако и мелководье несет в себе определенные трудности. Трубопроводы уязвимы к перемещающемуся рельефу морского дна, ледовая эрозия дна и просачивание рек могут привести к обнажению или обратному прогибу труб, что станет причиной существенных механических нагрузок.


Учитывая эти условия, мониторинг целостности трубопроводов оказался жизненно важным для минимизации воздействий на уязвимую природу Аляски, а также для минимизации рисков, связанных с утечками и простоями. Для снижения риска появления чрезмерных напряжений, вызванных ледовым пропахиванием, перемещающимся рельефом морского дна и растеплением многолетнемёрзлых пород появилась необходимость мониторинга эрозионного обнажения и рабочей температуры в режиме реального времени.

Подводный волоконно-оптический кабель для морской прокладки был встроен в трубопроводную связку, состоящую из 16 дюймового трубопровода (построенного по схеме труба в трубе), 8 дюймовой трубы закачки, 6 дюймовой газовой трубы и 2-х дюймовой трубы с дизельным топливом. Второй волоконно-оптический кабель был связан с силовым электрическим кабелем для мониторинга его состояния, который был проложен параллельно со связкой на расстоянии нескольких метров. Волоконно-оптические кабели используются как для измерения температуры, так и для обеспечения связи между островом и станцией на материке.

Поскольку визуальный осмотр трубопроводов невозможен, мониторинг температуры с помощью ВОД в режиме реального времени может обеспечить раннее предупреждение о развитии любых процессов, которые могут угрожать целостности системы.

Технология на основе ВРМБ, обеспечивающая измерение распределенных значений температуры и механических напряжений на большом расстоянии, была выбрана из-за ее очень высокой точности детектирования изменений температуры и деформации, которая сочетается со способностью обнаружения возникающих событий в режиме реального времени с разрешением (локализацией места события) в 1 метр. Никакая другая система мониторинга не могла обеспечить такую точность для недоступного объекта, проложенного по морскому дну. Только уникальное применение передовой Бриллюэновской технологии поддерживает работу системы на больших расстояниях без потери точности.

Система использует принцип температурного различия между холодными арктическими водами и более высокими рабочими температурами трубопроводов. Например, эрозия дна будет немедленно обнаружена, поскольку относительно теплый грунт, окружающий трубопроводную связку (трубопровод подогреваемый), будет разрушен более холодным потоком воды задолго до того, как лед оголит достаточный участок трубопровода. При возникновении утечки, система обнаружит повышение температуры воды в критической точке.

Прочие визуальные методы контроля, такие как вертолетный обзор местности, зачастую не применимы из-за неблагоприятных погодных условий.

Волоконно-оптический мониторинг обладает самым быстрым временем реакции, значительно сокращая финансовые затраты и экологические последствия. Система мониторинга успешно использовалась до запуска в эксплуатацию в конце 2007 года и продолжает использоваться в настоящее время.

Пример 2

Норвежская Компания Statoil для предупреждения образования парафиногидратных отложений в подводных трубопроводах использует технологию прямого индукционного электронагрева DEH (Direct Electrical Heating). Данная технология использует для нагрева индукционные токи в стенках стального трубопровода, которые возбуждаются при помощи прикрепленного к нему силового электрического кабеля.

Силовой кабель обеспечивает прогрев скважинной жидкости до температуры выше той, при которой образуются гидраты.

Оператор применяет технологию DEH в следующих случаях:

  • во время остановки поддерживает температуру скважинной жидкости выше температуры образования гидратов, и обеспечивает защиту трубопровода в период простоя.
  • в случае низкой температуры окружающей среды для прогрева скважинной жидкости до температуры выше температуры образования гидратов, для предотвращения образования пробок в трубопроводе.

Важное требование безопасного использования DEH - быстрое обнаружение и локализация повреждения силового кабеля для предотвращения повреждения нефтепровода.

В данном проекте, в целях быстрого обнаружения точек перегрева, система обеспечила непрерывный мониторинг температуры с точностью 1°С и пространственным разрешением 2 м. Сигналы предупреждения и их настройки (например, превышение порогового значения температуры), а также разбивка на зоны мониторинга настраиваются пользователем.

Несмотря на наличие ударостойкой защиты силового кабеля, существуют факторы, угрожающие ему. Основные из них, это траловый лов, использование якорей и сброс различных объектов, которые могут повредить кабель. Неисправность силового кабеля обнаруживается и локализуется, что позволяет избежать повреждения нефтепровода.

Для целей мониторинга в силовой кабель интегрирован волоконно-оптический модуль, 6 оптических волокон которого соединены в 3 петли, концы которых подключены к системе. В случае обрыва оптического волокна одной из петель, Анализатор отправляет сигнал тревоги к центральной системе управления. При выходе из строя 2-х петель, входящий в состав системы модуль обнаружения обрывов, при помощи выхода в виде сухих контактов активирует систему отключения 11 кВ цепи, и электронагрев отключается. Система отключения активируется в течении 100 мс после обнаружения 2-го обрыва. При этом система управления получает сигнал тревоги и местоположение обрыва.

Система может использоваться как условный индикатор для DEH, так и как часть системы управления. Во время работы электронагрева трубопровода, Анализатор отслеживает температуру вдоль всего силового кабеля, гарантируя отсутствие у него перегретых участков. Анализируя распределение температуры, можно оптимизировать потребление энергии.

Компания Statoil продолжала развивать технологию DEH с момента первой инсталляции в 2000 г. вплоть до сегодняшнего дня. В результате, данная технология доказала экономическую эффективность своего применения для обеспечения надежности на 9 объектах, расположенных в Северном море.

Пример 3

Компания Technip заключила договор с Total E&P на строительство 6 км линии для соединения глубоководного нефтегазового месторождения Ислай – Islay c манифольдом подводного трубопровода Forvie Pipeline End Manifold. В ходе исследования придонного слоя, было установлено 5 зон пониженного давления, которые представляют наиболее серьезный риск отложения гидратов, особенно в результате длительного простоя трубопровода или проведения пусконаладочных мероприятий, вызывающих понижение температуры окружающего пространства.

В силу конструкционных особенностей трубопровода разрешалась заливка метанола лишь в небольших количествах. Поэтому, в целях предотвращения отложения гидратов в трубопроводе были предприняты следующие меры: первая включала выравнивание донного рельефа на протяжении 2 км с целью устранения последствий волновых течений, которые понижают температуру; вторая предусматривала использование сборной подводной системы электронагрева “труба-в-трубе” (ETH- electrical trace heating pipeline), обеспечивающей прогрев скважинной жидкости до температуры выше той, при которой образуются гидраты, а также для сокращения необходимости регулярной обработки скважины химическими реагентами.

Технология электронагрева “труба-в-трубе” была разработана на основе результатов пятилетних научных исследований. Для эффективного предотвращения образования гидратов, необходимо было гарантировать бесперебойный обогрев трубопровода по всей его протяженности.

Система мониторинга позволяет оператору оптимизировать процесс нагрева трубы до заданной температуры в реальном времени.

Сенсорная технология основана на ВРМБ и обеспечивает внушительный оптический диапазон 22 дБ и непрерывный контроль температуры с точностью 0,1°С и пространственным разрешением 1 м. Система мониторинга на основе распределенной температуры обеспечивает непрерывное отслеживание температурных изменений. Сигналы тревоги могут быть настроены по различным температурным критериям для каждого участка трубы.

Сборка трубопровода осуществлялась в Шотландии, где 7 секций трубопровода были собраны в одну непрерывную трубу. Для удобства и быстроты сборки системы, специалисты Technip разработали автоматизированный станок, проталкивающий внутреннюю теплообменную трубу во внешнюю трубу при помощи специального механизма. Данный станок способен одновременно производить вталкивание внутренней теплообменной трубы во внешнюю трубу и спиральную намотку нагревательных и волоконно-оптических кабелей по поверхности внутренней трубы. В 2012 году состоялся запуск трубопровода в эксплуатацию.

Проект Islay – масштабный пилотный проект Компании Total по внедрению технологии электронагрева ”труба-в-трубе”. Строительство и успешный запуск системы электронагрева с внедренной ВОСМ, позволили реализовать наиболее экономически эффективное и экологически рациональное решение предотвращения отложения гидратов на протяженных связках подводных трубопроводов, проложенных на глубоководных месторождениях.

Российский опыт внедрения

Испытания ВОС ГТМ с техническим сопровождением опытно-промышленной эксплуатации проведены на МГ «Сахалин — Хабаровск — Владивосток». В ходе испытаний подтверждены возможности применения системы для осуществления в масштабе реального времени сбора, обработки и отображения информации о деформациях линейной части трубопроводов, вызванных просадками и выпучиваниями грунта, а также контроля температуры объектов, в том числе при промерзании и растеплении грунта. Выполненная работа позволила сформировать технические требования как к самим системам мониторинга, так и к распределенным волоконно-оптическим датчикам. ВОС ГТМ соответствует требованиям ПАО «Газпром», включена в проектное решение строительства МГ «Сила Сибири» и ряда других инвестиционных проектов ПАО «Газпром».



Рис. 1 Волоконно-оптическая распределенная виброакустическая система охраны и безопасности (ВОС ОБ)

Для решения задачи обеспечения надежной комплексной безопасности объектов нефтегазового хозяйства применяется распределенная волоконно-оптическая виброакустическая система. Для обнаружения потенциальной угрозы она использует несколько физических принципов одновременно (вибрационный, акустический, сейсмический) и реагирует на события посредством фиксации виброакустических воздействий на чувствительный элемент, проложенный в грунте и/или закрепленный на заграждении. Работа системы основана на фазовой чувствительности оптоволоконного кабеля, который играет роль распределенного датчика виброакустических возмущений окружающей среды, к внешним воздействиям. Использование рефлектометрического принципа, аналогичного радиолокационному, и анализ суммарной информации позволяют определять место и тип воздействия с заданной точностью (до 5 м.) при протяженности зоны охраны до 100 км. с помощью одного прибора без коммутатора.

Волоконно-оптическая распределенная виброакустическая система предназначена для создания протяженного рубежа охраны и обнаружения несанкционированного проникновения на охраняемую территорию или в зону отчуждения. Система универсальна, работает в широком диапазоне условий эксплуатации, интегрируется с другими слаботочными системами (видеонаблюдения, БПЛА, оповещения и т.д.), а также с системами верхнего уровня SCADA и ГИС, может использовать существующую инфраструктуру.

Информация о выявленных событиях по каналу связи отправляется на автоматизированное рабочее место оператора. С помощью ПО устанавливаются критерии для реакции системы на событие, настраиваются критерии выдачи предупреждающего сигнала и сигнала тревоги. В ПО заложен механизм снижения вероятности ложного срабатывания, который позволяет отфильтровать случайные воздействия, спровоцированные различными помехами по критериям продолжительности, повторяемости и наличии соответствующих признаков.

Волоконно-оптическая система мониторинга скважин в режиме реального времени

Существующие методы и технологии исследований скважин позволяют получать информацию о состоянии скважины и призабойной зоны пласта только в период проведения самих исследований. Вместе с тем отсутствие полноты и корректности информации в режиме реального времени при эксплуатации месторождений, а также сложность и высокая стоимость проведения ГИС в горизонтальных скважинах, особенно при исследованиях на удаленных труднодоступных месторождениях, приводит к необходимости разработки современных программно-аппаратных комплексов, позволяющих регистрировать температуру, акустические воздействия, шумы и забойное давление в режиме реального времени в скважинах, добыча из которых осложнена (выпадением жидкости на забое, выносом песка и др.).

Волоконно-оптическая система мониторинга скважин (ВОС МС) позволяют количественно оценивать профиль притока в эксплуатационных скважинах, контролировать их техническое состояние (выявлять заколонные перетоки, негерметичности внутрискважинного оборудования), определять наличие примесей, гидратов и параметры обводнения скважин. ВОС МС позволяют определять продуктивные характеристики скважины и в режиме реального времени выполнять адаптацию постоянно действующей геолого-технологической модели месторождения, а также принимать оперативные решения о проведении геолого-технических мероприятий.

Применение ВОС МС позволяет отказаться от классических периодических геофизических измерений, для которых необходима остановка работы скважины, и получать актуальные данные на реальных режимах работы скважины.

Характеристики ВОС МС:

  • пространственное разрешение замеров распределения температуры и акустических воздействий – от 0,5 м.;
  • диапазон измерения температуры от -60 до + 300 °С;
  • абсолютная погрешность – 1,0 °С;
  • разрешение по температуре – 0,1 °С;
  • частотный диапазон измерения акустических воздействий – типично до 10 кГц (при длине кабеля 5 км., до 12,5 кГц при длине кабеля 4 км.).
  • в зависимости от условий эксплуатации применяются различные материалы при изготовлении кабелей (в т. ч. стойкие к сероводороду);
  • возможность спуска внутрискважинного оборудования ВОС МС с другим оборудованием;
  • мониторинг и передача данных на пульт оператора, в службу Главного геолога и отдел по добыче в режиме реального времени;
  • возможность комплексной интерпретации данных замеров с целью предоставления информации о техническом состоянии скважин, контроля профиля притока, интервалов обводнения и выноса песка.

Специфика работ по инсталляции ВОСМ на объектах

В целом процессы монтажа, наладки, испытаний и ввод в эксплуатацию ВОСМ аналогичны операциям для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Причина в том, что ВОСМ используют компоненты ВОЛС — волоконно-оптический кабель специальной конструкции (в качестве ВОД), оптические муфты, оптические кроссы, оптические шнуры и т.д., а также специализированное монтажное и измерительное оборудование, и сопрягается с ними через соответствующие интерфейсы. Кроме того, структурная схожесть ВОЛС и ВОСМ (наличие линейной и станционной части, системы управления) позволяет использовать соответствующие нормативно-технические документы, регламентирующие процесс создания ВОЛС, проводить инсталляцию элементов системы силами подрядных организаций, специализирующихся на строительстве ВОЛС.

Вместе с тем, монтаж, наладка, испытания и ввод в эксплуатацию ВОСМ имеют свою специфику, связанную с использованием специализированных распределенных ВОД и компонентов. В частности, укладку сенсоров ведут определенным образом в заданном месте относительно объекта мониторинга; ВОД деформации монтируют с контролируемым растягивающим усилием; засыпку ВОД в траншее осуществляют песком или просеянным грунтом; выполняют пространственную привязку месторасположения ВОД к карте местности и др.


Выводы:

Повышение промышленной безопасности и экономической эффективности процессов добычи и транспортировки углеводородов - основные задачи, стоящие перед нефтегазовыми компаниями.

ВОС МС позволяют принимать управленческие решения по оптимизации технологических режимов работы скважин и промысла в целом. На верхних уровнях управления ВОС МС могут быть использованы в технологиях интеллектуализации разработки месторождений.

Волоконно-оптические системы (ВОС ГТМ, ВОС СОУ, ВОС ОБ) способны детектировать опасные события на основе анализа малейших изменений в оптическом кабеле. Программное обеспечение систем включает самостоятельное обнаружение аномальных событий и потенциальных угроз, а также оповещает оператора о факте, типе угрозы целостности трубопровода и месте ее возникновения путем подачи аварийного сигнала в единый диспетчерский центр. Таким образом, волоконно-оптические системы позволяют операторам предотвращать аварии и утечки на ранней стадии их зарождения, а также предотвращать хищения продуктов транспортировки на этапе подготовки несанкционированных врезок в трубопроводные системы.

Промышленная безопасность эксплуатации трубопроводов возрастает за счет снижения аварийности при своевременном обнаружении деформации трубопровода и движений грунта, повышения уровня контроля за состоянием объектов в реальном времени, проведения ремонтных и профилактических работ по фактической необходимости. Экономическая эффективность транспортировки углеводородов растет благодаря снижению вероятности аварий и уменьшению стоимости ущерба от них, увеличению срока эксплуатации трубопроводов, а также повышению уровня их защищенности.


Литература:

1. Волоконно-оптические системы мониторинга состояния инфраструктурных объектов/ сб. статей под ред. Дмитриева С.А. и Слепцова Н.Н. — М.: Экслибрис-Пресс, 2015. — 304 с.

2. Borda С., Nikles М., Rochat Е. Continuous Real-Time Pipeline Deformation 3d Positioning and Ground Movement Monitoring Along the Sakhalin — Khabarovsk — Vladivostok pipeline/ 9th International Pipeline Conference IPC2012 September 2012, Calgary, Alberta, Canada. URL: http://www.omnisens.com/ditest/doc-news.php?id=373.

3. Geohazard Prevention and Pipeline Deformation Monitoring Using Distributed Optical Fiber Sensing/ F. Ravet, C. Borda, E. Rochat, M. Niklès// 1st International Pipeline Geotechnical Conference IPG2013 July 2013, Bogota, Colombia. URL=http://www.omnisens.com/ditest/doc-news.php?id=375.

4. External Pipeline Leak Detection Based on Fiber Optic Sensing for the Kinosis 12″–16″ and 16″–20″ Pipe-in-Pipe System/ C. Borda, D. DuToit, H. Duncan, M. Nikles // 10th International Pipeline Conference IPC2014–33375, 2014–09. URL: http://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=2022560.



Статья «Волоконно-оптические технологии для морских нефтегазовых месторождений» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№8, Август 2017)

Авторы:
Читайте также