Система управления рисками

Цифровые проекты в разведке и добыче

Экстремальный климат, удаленные территории, новые геологические формации — искать и добывать нефть становится все труднее и дороже. В этих условиях единственный вариант сохранения конкурентоспособности — повышение эффективности работы с месторождениями на всех этапах их жизненного цикла. Настоящий прорыв в этом могут обеспечить технологии Индустрии 4.0.

Когнитивный геолог

На самых ранних стадиях освоения месторождения, когда необходимо решить, каковы шансы найти промышленные запасы нефти и достаточны ли они для того, чтобы начинать разработку, данных о геологическом объекте очень мало. Поэтому на оценку актива, поиск неочевидных связей в массе разрозненной информации, сегодня уходит от года до двух лет, 70% из которых тратится на рутинные операции предварительной обработки данных.

С такой работой искусственный интеллект справляется гораздо лучше человеческого. Машина может намного быстрее проанализировать большее количество вариантов и дать четкую математическую оценку вероятности успеха в том или ином случае.

Самообучающаяся модель геологического объекта, которую планируется создать в рамках проекта «Когнитивный геолог», будет математически обрабатывать всю существующую исходную информацию и выдавать конечный результат, оценивать вероятность правильности ответов. За счет этого время, необходимое на интерпретацию геологических данных, предполагается сократить примерно в шесть раз, то есть до двух месяцев. При этом должна заметно вырасти и уверенность в правильности прогноза.

на 75% сократится время, необходимое для анализа геологической информации за счет применения когнитивных технологий

Когнитивный инжиниринг

Еще одна сфера, где искусственный интеллект эффективнее обычного – формирование схемы разработки месторождения: слишком большой объем информации необходимо проанализировать и слишком много вариантов конфигурации перебрать, чтобы найти оптимальный.

Несколько команд специалистов по геологии и разработке, бурению, технологиям добычи, обустройству, стоимостному и экономическому анализу занимаются концептуальным проектированием крупного месторождения порядка двух лет, а результат ограничивается несколькими возможными вариантами.

Машинный интеллект перебирает огромное количество различных сочетаний моделей скважин, схем кустования, систем нефтесбора и нефтеподготовки, оценивает их совместимость, экономику. За счет этого уже сегодня выбор увеличился с нескольких до тысячи вариантов с четко оцифрованными плюсами и минусами, а срок прохождения этапа — с двух лет до шести месяцев.

В перспективе планируется за счет включения в процесс оценки различных ограничений, таких, например, как доступ к ресурсам, сроки, финансовые возможности, получать схему разработки, приближенную к идеальной с точки зрения реализации.

Центр управления бурением «Геонавигатор»

В 2017 году доля высокотехнологичных скважин в общей программе бурения «Газпром нефти» превысила 60%. Контроль строительства практически всех таких объектов сегодня дистанционно ведется из Центра управления бурением «ГеоНавигатор» (ЦУБ), расположенного в Санкт-Петербурге. Основываясь на геологической модели, команды специалистов проводят бур на глубине 2–3 км по пласту толщиной всего в 2–3 м. Изменения конфигурации продуктивного горизонта отслеживаются с помощью датчиков, установленных на буровом инструменте.

Сегодня эта система совершенствуется за счет применения технологий Индустрии 4.0. Так как датчики расположены в 17 м от долота, информация об отклонении траектории скважины от плановой доходит до ЦУБ с задержкой в 20–30 минут. Обучаемая математическая модель по таким параметрам, как нагрузка на буровом инструменте, сопротивление, температура, вибрация, скорость проходки, делает вывод об изменениях условий в самой дальней точке скважины в режиме реального времени.

Точность прогноза искусственной нейросети уже превышает 80%, и этот показатель растет за счет постоянного обучения модели, которая в будущем позволит технологам превентивно прогнозировать возможные нештатные ситуации, определять оптимальные режимы работы оборудования.

Цели на более далекую перспективу – научить искусственный интеллект определять в реальном времени продуктивность пласта, выдавать рекомендации об оптимальной траектории строительства скважины и даже оценивать экономическую эффективность разбуривания конкретного горизонта.

Инфографика. Центр управления бурением «ГеоНавигатор»
Смотреть

Центр управления добычи

Центр управления добычей (ЦУД), эксплуатация которого началась в «Газпромнефть-Хантосе», - пример абсолютно нового подхода к управлению активом. С помощью цифровых технологий в Центре решения по повышению эффективности отдельных производственных процессов добычи объединены в единую интегрированную среду. Это позволяет комплексно управлять эффективностью всего предприятия.

Технологическая основа работы ЦУД - цифровые двойники, прототипы реальных объектов и целых систем, созданные в виртуальной среде. Первой цифровому дублированию подверглась система механизированного подъема жидкости. В математическую модель были включены все элементы производственного комплекса — от скважины до сдачи нефти: погружные и дожимные насосы, системы нефтесбора и нефтеподготовки, резервуарный парк.

до 15% позволит снизить операционные затраты работа Центра управления добычей

Расхождения параметров работы реального оборудования с идеальным режимом, который воспроизводит модель, позволяет выявлять нештатные ситуации в самом начале их развития, превентивно оценивать работы системы в случае изменения ее конфигурации (например, добавление в систему нового куста скважин или выключение одного из дожимных насосов), подбирать оптимальные режимы работы элементов всего комплекса.

«Цифровой двойник» передает задания на проведение геолого-технологических мероприятий на скважинах в другую информационную систему — «ЭРА.Ремонты», которая автоматизирует процесс управления текущими и капитальными ремонтами скважин от приоритезации задач с учетом изменения состояния фонда скважин и целевых параметров, например, максимизации добычи нефти или минимизации перемещения оборудования до формирования схемы движения ремонтных бригад.

Информация, которую собирают «Цифровой двойник», «ЭРА.Ремонты» и другие системы «Газпромнефть-Хантоса», аккумулируется в Центре управления добычей и может быть визуализирована как на рабочих местах специалистов, так и на видеостене. Это позволяет мультифункциональной команде принимать оптимальные производственные решения и отслеживать их качественное исполнение.

В ближайшем будущем функционал ЦУД «Газпромнефть-Хантоса» будет существенно расширен: завершается тестирование «Цифровых двойников» систем подержания пластового давления, энергообеспечения, подготовки и утилизации попутного газа. Компания планирует открыть аналогичные центры в других дочерних обществах.