Нові освітні програми підготовки та підвищення кваліфікації фахівців для освоєння родовищ вуглеводнів

А.І. Владимиров, В.І. Грайфер

Загальновідомо, що нафта і природний газ - не поновлювані джерела енергії, і головна завдання розробників - знайти технічні та технологічні рішення найбільш повного видобування нафти з відкритих геологами родовищ. За оцінками фахівців, при сучасних темпах нафтовидобутку і світі (3,5 млрд. т щорічно) і застосовуваних технологіях розробки нафтових родовищ, що дозволяють витягати з нафтової поклади в середньому не більше 40% нафти (30-31% по родовищах Росії), її розвідані запаси будуть вичерпані до кінця XXI століття. Підвищення коефіцієнта видобування нафти (КІН) на 1% на розроблюваних родовищах країни рівносильне відкриття нового нафтового родовища з об'ємом видобутих запасів близько 100ц-150 млн. т. Разом з тим досягнення сучасної науки дозволяють прогнозувати можливість збільшення КІН на 7 -9%. Для Росії ефект, який буде при цьому отримано, можна порівняти з введенням в експлуатацію нового Самотлора. Тому збільшення частки видобутих геологічних запасів нафти з родовищ, що знаходяться в розробці, за допомогою нових технологій, а також за рахунок поліпшення якості проектування та управління розробкою нафтових родовищ на основі височини достовірності та повноти інформації про характеристики та стан родовищ, забезпечення її актуально-сті - один з ключових проблем зміцнення ресурсного потен-ціала ПЕК, енергетичної безпеки країни. Це також важ-ва соціальна проблема, вирішення якої має велике значення для сталого розвитку Росії. Знаходяться в розробці нафтогазові родовища в основному облаштовані. Навколо них створена розвинена соціальна інфраструктура: міста, транспортні та енергетичні комунікації, супутні виробництва, освітні установи, є кваліфіковані кадри та ін Продовження терміну рентабельної експлуатації родовища забезпечує збереження робочих місць в регіоні, стабільність доходів регіональних бюджетів.

В даний час можливості збільшення КІН істотно обмежені в тій причини, що нафтове родовище при сучасному рівні його інформатизації -- погано керована система. У мережі з сотень і більше взаємодіючих видобувних і нагнітальних свердловин зміна режиму роботи однієї свердловини відбивається на стані інших. Дані про що відбуваються при цьому в шарі процесах недостатньо достовірні. Незабезпеченість проектних і управлінських рішень в нафтовидобутку інформацією про фактичний стан об'єктів явища перешкоджає раціонального надрокористування.

Прогрес у підвищенні якості управління розробкою нафтових родовищ йде повільними темпами, і це тривожний для держави чинник, здатний загальмувати розвиток вітчизняної економіки.

Інноваційний шлях, який може суттєво підвищити якість управління розробкою нафтових родовищ і, як наслідок, КІН, - комплексна інформатизація та інтелектуалізація нафтопромислів.

Термін «Smart Well» - розумна (інтелектуальна) свердловина вже широко застосовується в нафтовій галузі. Мова йде про інновації в системі розробки та експлуатації нафтогазових родовищ, пов'язаних з:

-- вбудовуванням в усі основні технологічні об'єкти родовищ (свердловини, насосні установки, агрегати системи збору та підготовки нафти та ін) багатопараметричної мікропроцесорної вимірювальної апаратури і систем штучного інтелекту, зокрема систем розпізнавання, самонастроювання і саморегулювання;

-- об'єднанням їх за допомогою різних каналів зв'язку, у тому числі супутникових, ієрархічними інформаційними мережами;

-- підключенням до цих мереж тривимірної динамічної геолого-гідродинамічної моделі родовища, її уточненням на основі достовірних геолого-промислових даних;

-- створенням автоматизованих робочих місць (АРМ) промислового геолога, буровика, геофізика, технолога, майстра з видобутку нафти, диспетчера зі збору та підготовки нафти та ін;

-- забезпеченням доступу через АРМ до досягнень індустрії Інтернет-технологій.

В зазначених інновації - ключ до зниження рівня невизначеності знань про поточний стані нафтогазового родовища.

Іншим актуальним напрямком діяльності щодо забезпечення раціонального надрокористування є організація на кожному родовищі при будівництві свердловин, проведення гідроразривов пласта та інших заходів технологічного та економічного нагляду, що здійснюється спеціальною службою - службою супервайзінга.

КІН залежить від багатьох факторів, обумовлених діяльністю великого числа підрядників, які проводять роботи на нафтогазовому родовищі:

-- від якості інформації, що поставляється геологами і геофізиками;

-- від того, якими свердловинами і за якою сітці разбурівается родовище;

-- від технології забезпечення притоку нафти до свердловини;

-- від проектних рішень за системою розробки родовища;

-- від застосовуваних техніки і технології свердловини видобутку і методів впливу на привибійну зону;

-- від режимів експлуатації свердловин;

-- від своєчасності проведення поточних і капітальних ремонтів і багато чого іншого.

Прагнення до отримання швидкого прибутку часто спонукає підрядників до економії коштів за рахунок зниження якості виконуваних робіт, інтенсифікації нафтовидобутку в порушення встановлених державою ліцензійних вимог та затверджених техніко-економічних обгрунтувань (ТЕО) розробки. Це веде до зниження КІН, швидкого обводнення родовищ і різкого зростання собівартості видобувається нафти в наступний період.

Вчений Рада РГУ нафти і газу ім. І.М. Губкіна на засіданні в квітні 2006 р. затвердив синергетичний освітню технологію підготовки та підвищення кваліфікації фахівців для раціонального надрокористування, що реалізовується в новому середовищі навчання - на віртуальному нафтовому родовищі. Метою програми є кадрове забезпечення інновацій в нафтовидобутку, спрямованих на збільшення обсягу видобутих запасів нафти за рахунок підвищення якості управління розробкою нафтових родовищ, пов'язаних з інформатизацією та інтелектуалізацією нафтових промислів та створенням в галузі системи супервайзінга.

Як показує світовий досвід, супервайзінг - це ефективний інструмент, що дозволяє державним органам та нафтогазовим компаніям направляти діяльність численних підрядників в єдине русло раціонального надрокористування. Доцільність створення служб супервайзінга, що забезпечують нагляд за дотриманням підрядниками ліцензійних вимог, державних стандартів, вимог ТЕО і проектної документації, сьогодні ніким не заперечується. Від фахівця-супервайзерів потрібно бачення всього поля робіт з освоєння нафтогазових родовищ в їх послідовності та взаємозв'язку, при розумінні їх змісту, проблематики, економіки, володінні інформацією про сучасні технологіях. Відсутність в країні системи підготовки супервайзерів нафтовидобутку є однією з причин численних порушень ліцензійних вимог, помилок при реалізації ТЕО, аварій, невиправданих капітальних вкладень і експлуатаційних витрат, негативних впливів на навколишнє середовище.

Для здійснення інновацій в нафтовидобутку, що забезпечують підвищення КІН і пов'язаних з інформатизацією та інтелектуалізацією нафтопромислів і організацією служб супервайзінга, потрібні адекватні інновації в системі підготовки фахівців нафтогазового профілю. У країні є досвід створення окремих інтелектуальних нафтових промислів з використанням переважно імпортних свердловини електроніки, комунікаційних каналів зв'язку, програмного забезпечення. Ринок рясніє пропозиціями технічних засобів та програмних продуктів, за допомогою яких можна просуватися в цьому напрямку. Однак цього мало. Потрібні фахівці: одні, щоб здійснювати інноваційну діяльність з інтелектуалізації процесів нафтовидобутку, інші, щоб працювати на інтелектуальних родовищах. Кадровий дефіцит - одна з головних причин нашої повільність в інформатизації та інтелектуалізації систем нафтогазовидобування.

Стажування в західних компаніях кількох десятків фахівців не дозволяє вирішити проблему. Ставку потрібно робити на кадри, підготовлені в російських вузах.

За мірою інформатизації промислу фахівець-нафтовик все більше віддаляється від прямого контакту з технологічним обладнанням, важелями і кнопками управління. Середа його діяльності - інформаційна, і в ній він виступає одночасно як приймач, детектор, перетворювач, генератор і транслятор інформації.

Сьогодні у підготовці фахівців нафтогазового профілю продовжує домінувати предметний, а не діяльнісний хід. Студенти освоюють лише окремі складові діяльності інженера-нафтовика. Через відсутність необхідної інформаційного середовища навчання, що моделює реальну інформаційне середовище діяльності сучасного фахівця, вони не можуть оволодіти багатьма важливими професійними навичками. Студенти, як і в попередні роки, отримують у вузі глибокі знання з окремих дисциплін, вчаться вирішувати, в тому числі з використанням комп'ютерних технологій, типові завдання, що зустрічаються в інженерній практиці. Проте їх слабо орієнтують на реальну практичну діяльність в заданих часових рамках, у взаємодії з іншими фахівцями, роботі в «команді», з необхідністю оперативно приймати рішення в позаштатних ситуаціях при нестачі інформації для її аналізу. Це не передбачено традиційною схемою навчання "лекції - лабораторний практикум - семінарські заняття, консультації, курсове і дипломне проектування, практики, самостійні для кожної спеціальності ». У результаті зростає незадоволення роботодавців практичної складовою підготовки сучасних молодих фахівців.

Предметний підхід до навчання закріплений діючими державними освітніми стандартами, закріплюється структурою вузів - їх поділом на погано взаємодіють один з одним кафедри, відповідальні за окремі предмети навчальних планів. Ділові ігри, інші активні методи навчання, виробничі практики при всій їх ефективності дозволяють сформувати у випускників лише фрагментарне уявлення про діяльність в галузі розробки та експлуатації нафтогазових родовищ.

Позитивному зміни ситуації в підготовці спеціалістів, необхідних для створення та експлуатації інтелектуальних тяних промислів, сприяють сучасні інформаційних мережеві технології, що дозволяють створити у вузі інтегровану інформаціоптто модель нафтового родовища - віртуальне родовище з Центром управління його розробкою. В Центрі на основі організації навчального процесу у формі імітації реальної взаємної співпраці спеціалістів різного профілю, підприємств та служб, які ведуть розвідку, проектування розробки, розбурювання та експлуатацію інтелектуального родовища, вдасться сформувати у випускників вузу навички діяльності в новій інформаційному середовищі системи нафтовидобутку, розвинути необхідні професійні компетенції. Фактично мова ідег про впровадження в вузівський освітній процес сучасних високих технологій.

В РГУ нафти і газу ім. І.М. Губкіна створений значний доробок даного інноваційного проекту. В університеті активно | використовуються в навчальному процесі окремі компоненти подібної інформаційної моделі, зокрема, інженерні комп'ютеризовані тренажери ряду технологічних процесів: геологічна модель-тренажер для підрахунку запасів вуглеводнів (рис. 1), бурової тренажер (рис. 2), тренажер по випробуванню свердловин, тренажер поточного та капітального ремонтів свердловин (рис. 3) і ін

Крім того, в 2005 р. за допомогою ВАТ «ЛУКОЙЛ» в університеті створено навчально-науковий полігон нафтопромислового обладнання (рис. 4), на якому є п'ять експериментальних свердловин, свердловинні насосні установки, устьевой обладнання, верстат поточного і капітального ремонтів свердловин. Зазначені об'єкти в даний час оснащуються мікропроцесорними вимірювальними системами та засобами телеметрії, що дає можливість використовувати їх в навчальному процесі як елементи фізичної моделі інтелектуального промислу і реалізувати нові технології навчання, наприклад технологію інтерактивно-виробничого навчання.

Використання зазначених технологій передбачено в магістерських програмах: «Моделювання природних резервуарів вуглеводнів та проектування їх розробки », яку університет з 1998 р. реалізує в рамках напряму «нафтогазове справа» спільно з Французьким інститутом нафти, і «Розробка родовищ горизонтальними свердловинами ».

Комп'ютеризований бурової тренажер отриманий за виграному університетом гранту Європейського Союзу за проектом Tacis. Він використовується при підготовці інженерів-буровиків і магістрів за програмою «Буріння горизонтальних свердловин», а також у системі додаткової професійної освіти за програмою «Попередження і ліквідація газо-нефтеводопроявленій при бурінні і капітального ремонту свердловин » з видачею випускникам міжнародного сертифікату International Well Control Forum «Drilling Supervisor Certificate» (сертифікат бурового супервайзера).

Інноваційним проектом передбачається об'єднати наявні в університеті комп'ютерні тренажери і створені на їхній основі АРМ бурового майстра, промислового геолога, геофізика, майстри поточного і капітального ремонтів свердловин за допомогою локальної мережі, доповнити відсутніми елементами і розробити необхідне програмне забезпечення. У результаті в університеті буде створена нова Середа навчання - Вірт-ально нафтове родовище. Перераховані АРМ віртуального родовища будуть пов'язані з кафедральним навчальними і науковими лабораторіями, які в процесі навчання студентів на віртуальному родовищі повинні функціонувати як проектні та дослідницькі організації, які виконують експрес-аналіз геолого-геофізичних даних, уточнюючі проектні завдання і параметри та ін Крім того, передбачається зв'язок АРМ з навчально-науковим полігоном нафтопромислового обладнання та супервайзерами, що працюють на діючих родовищах, і з її допомогою проводиться інтерактивно-виробниче навчання студентів (це відпрацьовано на родовищах ВАТ «НК« Роснефть »і ВАТ «Славнефть »).

Фізично віртуальне родовище (мал. 5), АРМ фахівців і служб, які здійснюють управління нафтовими промислами (комп'ютери, засоби візуалізації, комутатори та інші технічні засоби, на яких встановлено відповідне програмне забезпечення), зосереджуються в спеціально обладнаному навчальному залі - Центрі керування розробкою нафтових родовищ (ЦУРМ) (рис. 6).

Підготовка спеціалістів, необхідних для створення та експлуатації інтелектуальних нафтових родовищ, буде проводитися як за наявними у вузі нафтогазовим спеціальностями та напрямами, так і за новими освітніми програмами. У Зокрема, в магістратурі відкривається нова програма «Управління розробкою нафтогазових родовищ », для навчання за якою приймаються особи, які мають дипломи:

-- бакалавра за напрямами «нафтогазове справа», «прикладна геологія», «Технологія геологічної розвідки», «устаткування і агрегати нафтової і газової промисловості »;

-- інженера за спеціальностями "буріння нафтових і газових свердловин», «геологія нафти і газу »,« геофізичні методи дослідження свердловин »,« геофізичні методи пошуків та розвідки родовищ корисних копалин »,« розробка і експлуатація нафтових і газових свердловин »,« машини та обладнання нафтової та газової промисловості ».

В університеті розроблено модель процесу підготовки супервайзерів нафтовидобутку в системі додаткової професійної освіти з використанням технології інтерактивно-виробничого навчання і створеного в університеті АРМ супервайзера. Вона органічно вбудовується в інформаційну модель нафтового місторожденія (віртуального родовища) і доповнює її. У створювану інформаційну систему включаються також комп'ютеризовані установки для експрес-аналізу надходить нової інформації про нафтовому пласті за результатами аналізу кернів, даних про фізико-хімічних параметрах нафти, ефективності хімічних реагентів застосовуваних для інтенсифікації нафтовидобутку, та ін

В системі додаткової професійної освіти відкривається 1000-годинна програма «Cyпервайзінг в нафтовидобутку», на яку приймаються фахівці з дипломом бакалаврів чи інженерів за зазначеними напрямами і спеціальностями і виробництв досвідом роботи в нафтовидобутку.

Навчальний процес за зазначеними програмами включає чотири основних компоненти.

1. Компетентнісний. Прийняті на навчання особи мають освіту за різними нафтогазовим спеціальностями. Щоб у них після закінчення навчання сформувалося однакове бачення процесу освоєння родовищ у всій його натхнення, складності, стадійності з притаманними йому конфліктами інтересів суб'єктів господарської діяльності передбачається наступне. З набору мультидисциплінарних курсів за основними видами діяльності з освоєння нафтових родовищ ( «геофізична розвідка», «геологічне моделювання і підрахунок запасів »,« проектування і будівництво свердловин »,« гідродинамічний моделювання поклади »,« аналіз фактичного стану розроблюваних об'єктів »,« екологія нафтогазодобування »,« управління проектами »тощо) кожен навчається під керівництвом викладача-наставника вибирає і індивідуально вивчає ті, які йому необхідні на додаток до наявного освіти.

2. Аналітичний. На групових заняттях на віртуальному нафтовому родовищі в ЦУРМе, що проводяться за принципом «розбір польотів», що навчаються за участю викладачів-наставників виконують комплексний розбір реалізованих проектів з освоєння родовищ вуглеводнів з акцентом на досягнуті КІН, економічні та соціальні підсумки, екологічні наслідки. При цьому навчаються пропонується оцінювати рішення, що приймалися в кожній з підсистем проектів: геологічної, бурової, промислової, інвестиційної та інших, а також розглядати альтернативні варіанти.

3. Деятел'ностний. З його допомогою навчаються освоюють основні види проектної (з використанням геолого-гідродинамічної моделі родовища) і експлуатаційної (безпосередньо на АРМ віртуального родовища в Центрі управління розробкою віртуального родовища) діяльності в її реальних формах, тобто в умовах взаємодії різних служб і необхідність знаходити узгоджені рішення, заданих часових рамок, роботи в «команді» та ін

4. виробничо-інтерактивний. Реалізується за допомогою інформаційних каналів, в тому числі супутникових, що зв'язують АРМи віртуального родовища з АРМамі реального розробляється родовища (практикується в університеті за підготовки гірничих інженерів спільно з ВАТ «Славнефть» і ВАТ «НК« Роснефть »).

Поряд з навчанням на віртуальному родовищі магістрантів програми «Управління розробкою нафтових родовищ »і слухачів програми додаткової професійної освіти (ДПО) «Супервайзінг в нафтовидобутку» інноваційна освітня програма університету передбачає цикли групових спільних занять в ЦУРМе для всіх студентів, що навчаються по інженерним програмами на різних нафтогазових спеціальності, і для всіх магістрантів, що навчаються за напрямками «Нафтогазова справа», «Геологія і розвідка корисних копалин »,« Технологічні машини і обладнання »,« Економіка », «Менеджмент». Завдяки цьому всі випускники нафтогазових спеціальностей і напрямків РГУ нафти і газу ім І.М. Губкіна виявляються підготовленими до діяльності зі створення та експлуатації інтелектуальних родовищ, спрямованої в кінцевому рахунку на раціональне надрокористування і підвищення КІН.

Завершуючи виклад істоти інноваційної освітньої програми Губкінського університету, ще раз підкреслимо, що інноваційність освітньої програми Губкінського університету визначається:

-- її цільовою функцією - забезпеченням інновацій в розробці нафтового родовища, спрямованих на підвищення КІН і раціональне надрокористування;

-- організацією підготовки для нафтовидобувної галузі системно підготовлених фахівців з управління розробкою інтелектуальних нафтових родовищ;

-- створенням нового середовища (віртуального нафтового родовища) навчання студентів спеціальностей та напрямків нафтогазового профілю;

-- послідовним використанням діяльнісного методу навчання студентів зазначених спеціальностей та напрямків, що дозволяє забезпечити придбання ними необхідних професійних компетенцій, навичок та вмінь практичної роботи з проектування та управління розробкою інтелектуальних нафтових родовищ;

-- створенням моделі актуального для раціонального надрокористування виду діяльності - супервайзінга в нафтовидобутку, а також відповідної моделі підготовки у вузі супервайзерів на основі системи додаткової професійної освіти і з використанням віртуального родовища;

-- переорієнтацією окремих наукових досліджень і розробок університету на рішення єдиної проблеми - підвищення КІН.

Синергізм розробляється освітньої технології забезпечується тим, що у навчальному процесі реалізуються принципи мультидисциплінарної і діяльнісна технологія навчання. Їх поєднання дає можливість придбати випускнику принципово нові якості професійної підготовки - системне бачення всього комплексу робіт з освоєння нафтових родовищ і управління нафтовидобутком в їх взаємозв'язках і послідовності з розумінням їх змісту, ресурсного забезпечення, впливу рішень, що приймаються на КІН, економіку.

Відпрацювання в університеті - базовому вузі навчально-методичного об'єднання з нафтогазового освітою - нової технології навчання студентів і слухачів системи ДПО в інформаційному середовищі, що моделює реальну середу діяльності (віртуальне родовище, віртуальний нафто-або газопровід, віртуальний нафтопереробний завод та ін), дозволяє в подальшому впроваджувати її як окремий, тиражований освітній модуль в системі вищої нафтогазового освіти.

Розробка та пропозиції нафтогазовим компаніям широкого спектру орієнтованих на бакалаврів 1000-годинних програм ДПО з присвоєнням додаткової кваліфікації «Менеджер нафтогазового підприємства», «спеціаліст з горизонтального буріння», «Фахівець з геонавігаціі в бурінні», «супервайзер нафтовидобутку» та ін-це реальний і ефективний шлях адаптації системи вищої освіти нафтогазового до нових завдань, що вирішуються вищою школою країни в рамках Болонського і Копенгагенського процесів.

Рада піклувальників РГУ нафти і газу ім. І.М. Губкіна бачить однією з основних поточних завдань своєї діяльності надання університету всесвітньої підтримки для реалізації його головної інноваційної освітньої програми.

А.І. Владимиров, ректор РГУ нафти і газу ім. І.М. Губкіна

В.І. Грайфер, генеральний директор ВАТ «РІТЕК", голова Ради піклувальників РГУ нафти і газу ім. І.М. Губкіна

Список літератури

Журнал «Нафтова господарство» № 5, 2006