Обзор технологических достижений и нерешённых задач в инженерии систем бурения нефтяных и газовых скважин

Постоянно расширяющийся поиск, освоение, доступ к нефтяным и газовым месторождениям и их эксплуатация охватывают самые отдалённые уголки планеты и осуществляются в экстремальных условиях, связанных с разведкой, обеспечением доступа и максимальным извлечением флюидов как из традиционных, так и из нетрадиционных источников ископаемого топлива. В связи с этим беспрецедентные геологические, климатические, технические и эксплуатационные вызовы потребовали разработки революционных методов бурения и добычи. Настоящий обзор посвящён важной с технологической точки зрения и чрезвычайно сложной в техническом отношении области — бурению скважин для добычи ископаемого топлива. Быстро расширяющийся массив научной литературы успешно рассматривает задачи проектирования и эксплуатации. Особого внимания заслуживает то, что многие современные исследования опираются на междисциплинарные подходы и многоразово применимые методологии инженерии технологических систем (Process Systems Engineering, PSE), что представляет собой существенный отход от носивших специальный и одноразовый характер инструментов и методов прошлого. Цель обзора заключается, во-первых, в рассмотрении современного состояния активных направлений инженерии бурения и выявлении актуальных технических проблем, остро нуждающихся в решении или уже получивших решения, основанные на инженерии технологических систем и/или вычислительной гидродинамике. Во-вторых, демонстрируется методологическая универсальность новых подходов на основе PSE к оптимизации и управлению с акцентом на современные задачи. Наконец, освещаются текущие проблемы и возможности для по-настоящему инновационных исследований, требующих сочетания передовых методологических и программных компонентов для разработки применимых решений, имеющих промышленное значение.