Ученые Томского политехнического университета разрабатывают программно-аппаратный комплекс для нефтегазодобывающей отрасли. Это будет система мониторинга и управления разработкой «интеллектуального» месторождения. Она позволит повысить уровень автоматизации производственных процессов и гибкость производств, а также сократит производственный цикл. Сегодня у этой разработки нет прямых аналогов.
Над созданием такой системы трудится коллектив из 18 человек из разных областей науки. Это специалисты в области геологии, нефтегазового дела и IT-технологий. Половина научной группы — молодые ученые.
Как рассказал руководитель проекта, доцент кафедры оптимизации систем управления Института кибернетики ТПУ Александр Замятин, коллектив политехников пытался привнести в традиционную нефтегазовую индустрию то, чем богаты в IT — высокопроизводительную, интеллектуальную обработку данных, построение информационных систем, эффективный сбор и агрегирование информации.
Сегодня нефтяники пытаются повысить качество проектирования, контроля и управления разработкой месторождений углеводородов с помощью цифровых геолого-технологических моделей месторождений (ПДГТМ). Они представляют собой объемную цифровую имитацию месторождения, которая позволяет исследовать и прогнозировать процессы, протекающие при разработке в резервуаре. Однако такие модели имеют свои недостатки — они не используют технологию оперативного сбора и хранения информации о текущем состоянии разработки месторождений, а процессы плохо автоматизированы.
Ученые ТПУ уверены, что разрабатываемое ими «интеллектуальное» месторождение позволит устранить недостатки применения ПДГТМ. Создаваемый программно-аппаратный комплекс позволит объединить и учесть все данные о месторождении.
«Мы проводили патентный поиск, изучили значительный объем источников, — говорит руководитель проекта. — Прямых аналогов нашей разработки нам не встретилось. Каждый производитель программного или аппаратного обеспечения предлагает решение какой-то отдельной узкоспециализированной задачи. А мы пытаемся найти интегрированное решение, комплексно подойти к вопросам информационного обеспечения и интеллектуальной обработки данных в нефтегазодобывающей отрасли».
Работы проводятся по ФЦП «Исследования и разработки». Объем финансирования — порядка 5 миллионов рублей.
Концепция «интеллектуального» месторождения предполагает создание высокоэффективных систем мониторинга и управления разработкой, которые учитывают структурные особенности этих месторождений и применение которых обеспечит значительное повышение уровня добычи нефти и газа, а также сократит производственные издержки (в том числе, численность персонала).
Ученые стремятся к тому, чтобы частично или полностью заменить человека в технологических процессах. Думать и принимать решения будет машина. Многие этапы будут автоматизированы. Это, с одной стороны, сократит количество ошибок, человеческий фактор. А с другой — позволит оптимизировать многие бизнес-процессы в части персонала, так как снизит требования к квалификации сотрудников за счет средств поддержки принятия решения и интеллектуальной обработки данных.
Созданная томскими учеными система мониторинга включает три подсистемы: сбор геолого-технологической информации; автоматизированный диспетчерский пункт; центр управления разработкой месторождений.
Подсистема сбора геолого-технологической информации осуществляет мониторинг «интеллектуальных» скважин и кустовых площадок, формирует и передает данные в автоматизированный диспетчерский пункт. Этот пункт предназначен для оперативного управления разработкой всего «интеллектуального» месторождения. Он содержит автоматизированные рабочие места производственного персонала, ведет сбор, обработку и хранение данных о текущем состоянии разработки.
Центр управления разработкой месторождений — главный компонент системы. Он осуществляет непрерывный сбор и хранение геолого-технологической информации по всем месторождениям с помощью корпоративной вычислительной сети предприятия, а также автоматизированную адаптацию ПДГТМ к текущему состоянию разработки, планирование и формирование оптимальной стратегии разработки месторождений.
Ученые отметили, что адаптация модели — наиболее трудоемкий, дорогостоящий и длительный этап в процессе создания модели, но в то же время — самый необходимый и важный. Чем больше на месторождении пробурено скважин и чем длиннее история его разработки, тем точнее будет модель. Поэтому, если месторождение «новое» и не имеет еще длительной истории разработки, точность прогнозов обычно невысока. Именно поэтому при разработке «интеллектуального» месторождения политехники реализовали метод для автоматизированной адаптации ПДГТМ.
Результаты исследований можно использовать при построении опытных и промышленных образцов систем мониторинга и управления разработкой нефтегазовых месторождений.
В качестве экспертов-консультантов проекта привлечены специалисты следующих компаний: ООО «НК «Роснефть» — НТЦ», ОАО «Томскнефть» ВНК, ЗАО «Ванкорнефть».