Добыча в данных

Добыча в данных

Текст: Александр Алексеев
Фото: Юрий Молодковец, Дмитрий Ловецкий

Добыча нетрадиционных, трудноизвлекаемых запасов требует применения современных технологий. В том числе — информационных, позволяющих максимально эффективно использовать сложное оборудование и тот огромный объем информации, который доступен сегодня нефтяникам, точнее делать геологические прогнозы, а значит, принимать более взвешенные и экономически оправданные решения

Вызовы времени

Ни один бизнес сегодня не может сохранять конкурентоспособность без применения информационных технологий. Они помогают не только снижать издержки в привычных, традиционных операциях, но и решать совершенно новые задачи, работать в новых, постоянно изменяющихся условиях. Для нефтедобывающей отрасли драйверами очередного витка развития IT стали сокращение традиционных запасов и смещение акцентов на шельфовые проекты и трудноизвлекаемую нефть. Привычные подходы здесь уже не работают, риски и неопределенность растут, требуется разработка новых методик и алгоритмов.

Сегодня развитие сферы IT в мире связано с такими понятиями, как недетерминированное программирование, big data (большие данные), интернет вещей, технологии распознавания образов, и нефтяные компании не остаются в стороне от этих процессов. По оценкам международной консалтинговой компании Bain & Company, новые аналитические возможности по работе с большими данными позволят компаниям нефтегазового сектора повысить производительность на 6–8 %. С большими объемами информации при принятии решений нефтяникам приходится иметь дело уже давно. Однако современные вычислительные возможности и новые алгоритмы по обращению с этими данными позволяют вывести такую работу на новый уровень. В тех случаях, когда решение задачи требует перебора слишком большого количества возможных вариантов, для чего порой не хватает и мощности современных компьютеров, на помощь приходят подходы недетерминированного программирования, инструменты нечеткой логики, средства искусственного интеллекта. Применение этих технологий будет менять отрасль уже в ближайшем будущем.

Электронная разработка активов (ЭРА) — одно из девяти направлений технологической стратегии блока разведки и добычи «Газпром нефти», объединившее множество проектов компании в области информационных технологий. Формально старт программе был дан в 2012 году, однако в ее основе — опыт и знания сотрудников компании за многие годы.

Проекты ЭРА разделены на семь направлений, ориентированных на решение крупных технологических задач, стоящих перед компанией. В частности, ведутся разработки по систематизации и унификации всех данных, собираемых с месторождений компании, создаются инструменты интегрированного проектирования месторождений, автоматизированного управления добычей, эффективного взаимодействия с подрядными организациями и ряд других.

В рамках проектов ЭРА создаются отдельные программные продукты, решения, которые в том числе могут быть использованы как элементы, своего рода «кирпичики», предназначенные для сборки «цифрового месторождения» на каждом конкретном активе «Газпром нефти». Какие модули будут выбраны в каждом случае, зависит от особенностей актива. Разработку решений ЭРА ведет ИТСК, дочерняя компания «Газпром нефти», при методологической поддержке сотрудников Научно-технического центра и корпоративного центра «Газпром нефти». Для этих задач в 2012 году в ИТСК было создано специальное подразделение. Также внедрение ЭРА курирует управление информационных технологий, автоматизации и телекоммуникаций блока разведки и добычи.

Своими силами

На рынке существуют разнообразные поставщики и разработчики IT-продуктов — почему же многие нефтяные компании идут по пути создания собственного софта, вместо того чтобы использовать готовые решения?

«Разработка полных аналогов существующего программного обеспечения действительно в большинстве случаев не имеет смысла, — отмечает руководитель управления информационных технологий „Газпромнефть НТЦ“ Рустем Гильманов. — Однако стандартные решения из „коробки“ не всегда соответствуют растущим бизнес-требованиям, и стоимость их доработки может оказаться заметно выше стоимости продукта, созданного своими силами. Кроме того, разрабатывая собственные методики и алгоритмы, мы развиваем внутренние компетенции, обеспечиваем конкурентные преимущества компании».

Одна из основных задач ЭРА — дать возможность сотрудникам использовать лучшие практики, алгоритмы, знания, созданные отдельными специалистами и экспертами в виде информационных систем.

Есть и возможности для продажи программных продуктов другим компаниям, и запросы о приобретении информационных систем «Шахматка» и «Техрежим» или «Геомэйт» со стороны других отечественных ВИНКов уже поступают. Однако вопрос о коммерциализации таких разработок в каждом случае решается индивидуально. Очевидно, что инструменты, представляющие собой ноу-хау, например ИС «Интегрированное проектирование», не могут быть отданы за периметр компании в ближайшие несколько лет — это стратегические продукты, определяющие конкурентное преимущество компании. Лицензии на другое программное обеспечение, предназначенное, например, для мониторинга разработки и добычи, со временем вполне могут быть выставлены на рынок.

Марс Хасанов,
генеральный директор Научно-технического центра:

Залогом эффективности нефтяных компаний сегодня являются новые технологии. Именно они обеспечивают более точную геологоразведку, более эффективную разработку, мобильную и безопасную инфраструктуру. Но создание, внедрение и сопровождение этих технологий не может идти без соответствующей IT-поддержки. Программные продукты — это связующие звенья между сотнями различных технологических процессов внутри нефтяной компании. От того, насколько эти звенья согласованы, насколько они отвечают задачам компании, могут ли быстро адаптироваться к новым условиям, зависит эффективность внедрения технологий в производственный процесс

Впрочем, не все задачи целесообразно решать собственными силами — для разработки того или иного ПО может привлекаться обладающий соответствующими компетенциями партнер. Один из примеров — это сотрудничество «Газпром нефти» с подразделением «Яндекс.Терра» в области создания программного обеспечения для обработки данных сейсморазведки. Кроме соответствующих компетенций, «Яндекс» располагает необходимым вычислительным ресурсом. Специалисты «Газпром нефти», в свою очередь, отвечают за грамотную постановку задач, исходя из потребностей компании и отрасли в целом.

Геология в основе всего

Одной из первых разработок ЭРА стала информационная система «Геомэйт», нацеленная на улучшение качества анализа геологических данных. «Геомэйт» представляет собой единую платформу для аккумуляции и анализа геологической информации обо всех месторождениях компании, обеспечивает доступ к ней специалистов самого разного профиля и компетенций — литологов, геофизиков, петрофизиков, седиментологов, специалистов по региональной геологии, разработчиков.

В системе учитывается более 200 геологических параметров, объединяются результаты анализа геолого-геофизической информации — сейсмических данных, карт, результатов исследований скважин, керна и так далее. Единая информационная среда, заменившая множество разных систем, в которых приходилось работать раньше, дает возможность оперативно изучать все доступные показатели для построения моделей месторождений, выявления и детализации перспективных зон и пластов, позволяет повысить качество и скорость принятия геологических решений. Геологи меньше времени тратят на поиск информации и больше — на ее качественный анализ.

«Геомэйт» представляет из себя базовое решение — ядро, расширения для которого сегодня разрабатываются в рамках других проектов ЭРА. Благодаря им, в частности, удастся существенно снизить затраты на исследования керна за счет более точного выбора скважин для его отбора, уменьшить длительность проведения литои сейсмофациального анализа с 20 до 5 рабочих дней, проводить вероятностную геологическую оценку новых перспективных активов.

Геологические данные ложатся в основу построения системы разработки. Какой должна быть сетка скважин, чтобы получить максимальную нефтеотдачу на каждый вложенный в разработку и обустройство рубль? Ответ на этот вопрос, помимо опыта и знаний специалистов, требует значительного объема работы по перебору и сравнению возможных вариантов. И здесь на помощь приходит созданный в «Газпром нефти» программный продукт «Выбор оптимальных систем разработки», который позволяет находить наилучшие решения по проектированию сетки скважин с учетом имеющихся геологических данных. Применение этого модуля значительно повышает качество и скорость принятия инвестиционных и проектных решений на новых и текущих активах компании.

Ключи к эффективной добыче

Если применение IT в геологии сказывается на принятии стратегических долгосрочных решений, то на этапе добычи автоматизация процессов — это в первую очередь повышение эффективности производственных объектов, ежедневная экономия за счет выбора оптимальных технологических режимов работы оборудования.

Фактически первым проектом, реализованным в рамках программы ЭРА и внедренным в добывающих «дочках» «Газпром нефти», стала информационная система «Шахматка». Она позволяет собирать и хранить в единой базе данных информацию, получаемую со скважин: ежесуточный дебит, давление, обводненность и другие параметры. Все данные до занесения в базу проходят проверку на достоверность. До внедрения этой системы информация о ежесуточном дебите и других параметрах заносилась в специальную таблицу на бумаге, которая называется на нефтепромыслах шахматкой. В связи с большой трудоемкостью процесса количество данных было ограниченно, а единое хранилище информации о скважинах на всех месторождениях отсутствовало. К 2014 году проект был введен в промышленную эксплуатацию в «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазе», «Газпромнефть-Муравленко», «Газпромнефть-Хантосе» и «Газпромнефть-Востоке». В 2016 внедрение завершилось в «Газпром нефть Оренбурге», на Новом Порту и Мессояхе.

Еще один проект, составляющий вместе с «Шахматкой» единый комплекс, — «Техрежим». Это инструмент оперативного управления процессом нефтедобычи, позволяющий производить расчет текущего забойного давления и потенциала скважины, формировать технологический режим работы скважин на определенный период, контролировать отклонения от него, рассчитывать потенциал и выявлять скважины, требующие ремонта или оптимизации производственного процесса. Как и «Шахматка», «Техрежим» сегодня работает во всех дочерних обществах компании.

«Шахматка» и «Техрежим» стали своеобразным информационным фундаментом для других информационных систем, таких как модуль «Автоматизированный подбор скважин для геолого-технических мероприятий (ГТМ)». К ГТМ относятся основные виды работ, проводимые на скважинах для повышения нефтеотдачи и поддержания проектных показателей добычи нефти на месторождении.

Анализируя всю необходимую информацию о геологии скважин и об истории их работы, которая содержится в «Шахматке», система выдает рекомендации о том, какие мероприятия могут быть проведены на тех или иных скважинах, чтобы поднять добычу, и оценивает, как в результате изменится нефтеотдача. На основе этих данных формируется план ГТМ, графики движения бригад. Если ранее необходимые расчеты для одной скважины занимали в среднем около трех часов, сегодня на это уходит примерно 11 секунд. Кроме того, внедрение модуля позволило уменьшить риски проведения малоэффективных ГТМ, сократить трудозатраты и снизить влияние человеческого фактора.

Внедрение автоматизированного управления добычей позволяет увеличить дебит скважин

Ремонт по расчету

Значительные затраты при эксплуатации добывающего фонда связаны с необходимостью ремонта и замены внутрискважинного оборудования. Поломки электроцентробежных насосов, в частности, могут быть вызваны ошибками, допущенными при подборе оборудования. При этом кроме прямых потерь, связанных с заменой насоса, добавляются потери, связанные с вынужденным простоем скважины.

Для решения этих проблем создана информационная система «Мехфонд». Она ведет учет работы всего внутрискважинного оборудования, сигнализируя об отклонениях в режиме работы скважины или выходе оборудования из строя, позволяет оперативно принимать меры и тем самым снизить возможные потери. Еще одна важная функция — подбор погружного оборудования с учетом параметров скважины — помогает правильно подобрать насос, а значит, уменьшить вероятность его поломок и вынужденных остановок в добыче. В целом программа дает возможность более эффективно использовать финансовые средства и увеличить межремонтный период.

Данные с месторождений ложатся в основу работы информационных систем

По оценкам специалистов «Газпром нефти», внедрение проектов направления «Автоматизированное управление процессами добычи» — к нему относятся «Шахматка», «Техрежим» и «Мехфонд» — к настоящему времени позволило увеличить межремонтный интервал внутрискважинного оборудования на 46 суток (в общей сложности количество ремонтов снизилось на 315 в год). За счет снижения среднего забойного давления и уменьшения простоя скважин через год добыча выросла на 1044 т / сутки. Операционные затраты при этом снизились на 151 млн рублей, а эффект от дополнительной добычи составил 3,6 млрд рублей.

Что касается модуля «Подбор скважин для ГТМ», оценка эффекта его внедрения в «Газпромнефть-Хантосе» в 2015 году показала, что пусковой прирост увеличился на 36 % по сравнению с 2014 годом и на 9 % по сравнению с планом на 2015 год. Увеличилось и количество проведенных ГТМ. Так, количество гидроразрывов пласта, проведенных в 2015 году, оказалось на 10 % больше, чем в 2014 году, и на 23 % больше, чем планировалось.

В знании — сила

Помимо специализированных проектов, ЭРА включает в себя и ряд направлений, затрагивающих работу многих функций. Например, проект «Система распространения знаний» получил приоритетный статус, так как накапливание и тиражирование опыта и лучших практик в крупных компаниях чрезвычайно важно — это основа для дальнейшего роста.

Система распространения знаний (СРЗ) «Газпром нефти» представляет собой веб-портал, предназначенный для сбора, сохранения и распространения информации о лучших практиках среди дочерних предприятий компании. Среди основных задач СРЗ — создание постоянной площадки для онлайн-коммуникации между сотрудниками блока разведки и добычи, обеспечение удобного доступа к знаниям, накопленным внутри отдельных функций блока, и повышение эффективности их использования, совершенствование процессов сохранения и передачи знаний между функциями. В СРЗ также содержится разнообразная методическая информация по темам «Добыча», «Геология» и «Нетрадиционные ресурсы», материалы конференций и докладов, книги и журналы. В разделе «Передовые и новые технологии» можно узнать о проведенных в компании опытно-промышленных испытаниях. Рубрикатор позволяет изучать и сохранять информацию, распределяя ее по основным функциям БРД. Частью портала СРЗ стал проект I.D.E.A., через который можно направлять предложения по совершенствованию различных процессов, также работает форум для сотрудников.

Это лишь часть решений, которые введены в промышленную эксплуатацию в рамках электронной разработки активов, и уже успели принести компании заметный эффект. Среди проектов, которые сегодня близки к завершению, — «Модуль вероятностной геологической оценки», который позволит повысить качество оценки запасов и активов, снизить интервал неопределенности; пакет инструментов для анализа данных добычи и промысловых данных «Автоматизированный контроль текущего состояния разработки»; «Расчетный модуль бизнес-планирования» — универсальный инструмент расчета показателей добычи для подготовки инвестиционных проектов, планов по добыче, операционных планов. Работа не закончена — в будущем еще не один десяток решений, помогающих компании достигать стратегических целей.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ