Нефть, газ и лидерство в сфере IT
Цифровизация стала общемировым трендом, затронувшим почти все индустрии и сферы деятельности. В то же время нефтегазовая отрасль является одним из лидеров российской экономики в области внедрения новых IT-решений и умных устройств. И этому есть множество объяснений. Компания «Роснефть» объединила инновации в единую экосистему – проект «Цифровое месторождение».
В нефтяной отрасли применяются самые последние достижения науки и техники.
«Нефтянка характеризуется наличием десятков и сотен тысяч производственных объектов, включая скважины и коммуникации к ним, нефтепроводы, линии электропередачи, насосные станции и т.д. Каждый объект ежедневно генерирует большой объём технологической информации. Создаётся огромный массив данных, который требует постоянной обработки», – пояснил Дмитрий Лозанский, и.о. заместителя генерального директора по IT «Башнефти» (входит в НК «Роснефть»).
Стратегия «Роснефти» касается интеграции информационных технологий во все аспекты деятельности – от разведки и добычи нефти и газа до транспортировки и переработки, включая обработку и анализ больших данных о месторождениях для повышения их эффективности с точки зрения экономики и экологии. Речь идёт и о геологических и гидродинамических моделях месторождений, и об использовании нейросетей для анализа данных, и о создании интегрированных моделей оперативного управления месторождениями на базе цифровых двойников.
Проект «Цифровое месторождение» позволит добиться существенного роста производственных показателей и значимого экономического эффекта. Он состоит из множества компонентов, каждый из которых выполняет свою задачу. Так, к примеру, трёхмерные модели месторождений и технологии 3D-визуализации нужны для того, чтобы с высокой точностью оценивать запасы нефти и понимать, где именно они располагаются под земной корой. В свою очередь, интеллектуальные скважины с автоматизированным контролем добычи позволяют дистанционно управлять процессом в режиме реального времени. Благодаря нейросетям можно прогнозировать поведение месторождения и выявлять закономерности среди огромного числа показателей со скоростью, недоступной традиционным ресурсам. А единая информационная система помогает получать полные и актуальные сведения обо всех этапах производственной цепочки – от разведки до транспортировки продукции и, соответственно, быстро принимать управленческие решения на основе расчётов и моделирования.
Одним из самых ярких примеров инноваций в нефтегазовой отрасли является цифровой двойник. Месторождение нефти или газа представляет собой огромный запутанный лабиринт, в котором нефть или газ могут быть скрыты в песке, скалах и воде. Возможности человека существенно ограничены, и он не может полноценно определить, что и где находится под землёй. А цифровой двойник позволяет это сделать на качественно новом уровне. Он является виртуальной копией реального месторождения, его цифровым аналогом. С его применением становится возможным сбор данных о реальном месторождении: как оно устроено, какие в нём присутствуют породы, каковы физические и химические свойства этих пород, где и сколько находится нефти или газа.
Благодаря цифровым двойникам сотрудники нефтяной отрасли в режиме реального времени моделируют различные сценарии разработки и эксплуатации месторождения, выбирают наиболее оптимальные способы добычи, предсказывают возможные проблемы и заранее подыскивают решения. Это помогает оптимизировать процесс добычи, снижать риски и затраты, а также минимизировать вред окружающей среде. В итоге благодаря использованию цифровых двойников нефтегазовая отрасль становится более эффективной и безопасной как для людей, так и для планеты.
В хранилище данных «Цифрового месторождения» «Башнефти» собираются данные со 120 площадных объектов, с 12 тыс. скважин, на основе анализа которых реализованы сценарии выдачи рекомендаций. При таком огромном потоке информации человеку цифровой помощник просто необходим. Программы с элементами искусственного интеллекта (ИИ) позволяют своевременно выявлять некорректно установленные настройки, прогнозировать выход оборудования из строя, отслеживать параметры, поступающие с умных устройств и датчиков.
Одним из главных эффектов применения технологии цифрового двойника является предотвращение аварий. Система с помощью ИИ мгновенно находит возникающие риски и немедленно указывает на это оператору.
Уникальность «Цифрового месторождения» «Роснефти» заключается в том, что оно было разработано с учётом экспертизы на базе накопленного более чем за 90 лет опыта разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений Башкортостана. Цифровой полигон «Башнефти» позволяет сделать эти знания и опыт доступными для всей нефтегазовой отрасли страны.
На базе компании «РН-КрасноярскНИПИнефть», которая входит в научно-проектный блок «Роснефти», действует Центр хранения сейсмической информации. В настоящее время в хранилище собрано более 5 петабайт информации. По данным пресс-службы «Роснефти», этот показатель является максимальным среди всех нефтегазовых компаний страны. Он в 100 раз больше объёма фонда Российской государственной библиотеки, в котором около 50 млн экземпляров книг.
Работа центра основана на разработанной в красноярском институте информационной системе «Корпоративный банк данных «ГеобанкСейсморазведка». К этой системе подключено более 40 предприятий «Роснефти» и все корпоративные научные институты, а информация доступна онлайн.
Благодаря разработке «РН-КрасноярскНИПИнефть» обеспечиваются сохранность ценной информации, бесперебойный доступ к цифровой базе данных в любой точке страны. Это в среднем на 2% снижает затраты на проведение геологоразведочных работ.
В 2023 г. специалисты «РН-КрасноярскНИПИнефть» разработали технологию на основе искусственного интеллекта, которая кратно сокращает время одного из начальных этапов обработки сейсмических данных – «пикирования первых вступлений». Такие задачи со стандартным набором данных сейсморазведки, полученных на площади в 300–400 кв. км, «вручную» могут занимать до 80 рабочих часов, в то время как созданный алгоритм позволяет выполнить аналогичную работу в течение семи часов без участия специалиста.
Внедрение искусственного интеллекта в обработку и интерпретацию сейсморазведки позволяет «оцифровать» опыт экспертов, потративших десятилетия на освоение теоретических основ метода. Разработанная в «РН-КрасноярскНИПИнефть» технология по автоматизации выделения разломов позволяет специалистам переключиться от монотонного выполнения работ «вручную» к творческому процессу разработки гипотез и их тестированию.
На этапах обработки и интерпретации сейсморазведочных данных передовые добывающие компании используют кластерные вычисления, 3D-моделирование. Это в разы ускоряет расчёты, увеличивает скорость анализа данных. По результатам анализа специалисты делают выводы о строении недр, принимают решения о бурении скважины, проверяют гипотезы, оценивают нефтеносные соседние участки и строят модели более крупных геологических объектов.
Используя современные цифровые технологии, специалисты «РН-КрасноярскНИПИнефть» получили гигантский массив информации для территорий Юрубчено-Тохомского и Куюмбинского месторождений, расположенных на юге Красноярского края. Площадь его применения – более 9000 кв. км, это больше площади современной Москвы.
Достижения в области цифровизации месторождений и другие IT-проекты «Роснефти» играют ключевую роль в обеспечении технологического суверенитета страны, способствуя развитию инноваций, повышению эффективности производства и укреплению позиций российского нефтегазового комплекса на мировой арене.
Помимо прочего это ещё и вопрос информационной безопасности. Пользуясь собственным ПО, можно обеспечить защиту данных, имеющих важное стратегическое значение.