В преддверии ежегодной сессии-форума «Компьютерный инжиниринг в трансформации традиционных индустрий» – о перспективах развития нефтегазовой отрасли и технологических предприятий.
Ценность научных исследований определяется практической значимостью их результатов. Сессия-форум «Компьютерный инжиниринг в трансформации традиционных индустрий» — ежегодное мероприятие научного центра мирового уровня ТюмГУ, во время которого представители бизнеса и науки обмениваются своим видением на предстоящие перемены. Компьютерный инжиниринг сегодня кажется неотъемлемой частью работы любых технологических предприятий. О том, какие задачи нефтегазовой отрасли может решить модернизация электронно-вычислительных методов, рассказал руководитель программ развития продуктов научно-технического центра «Газпромнефть», кандидат технических наук Игорь Коваленко.
Перед нефтяной промышленностью всегда стоит множество вызовов. Сегодня специалисты в качестве одного из основных часто отмечают тот, что касается ресурсной базы. Так называют всю систему месторождения: пласты, скважины, инфраструктуру. Качество ресурсной базы постоянно меняется: где-то добыча идет легче и быстрее, а где-то наоборот. Нефтяники предлагают несколько вариантов ответа на этот вызов. Один из них — вовлечение в экономически эффективную разработку запасов углеводородов низкопроницаемых коллекторов, то есть пластов, из которых нефть добывается медленно. А, как известно, чем медленнее нефть вытекает, тем дольше будут возвращаться средства, которые были затрачены на создание инфраструктуры.
Ускорить процесс и увеличить объем добываемых ресурсов помогут технологии. Например, те, которые максимизируют фильтрационный контакт продуктивных пластов, то есть увеличивают площадь поверхности. Пусть с одного квадратного метра в единицу времени удастся добыть достаточно мало нефти, но несколько квадратных метров сделают поток гораздо больше.
— Игорь Викторович, расскажите, как может реализовываться подобная практика?
— В первую очередь с помощью технологии многостадийного гидроразрыва пласта. Давайте представим скважину. У нее небольшой диаметр, порядка 10 см, но значительная длина. Скважина может уходить вглубь, например, на 2,5 км. На этой глубине мы добираемся до нефтяных залежей. Но добыть там удается очень мало, потому что площадь поверхности стенок скважины небольшая. Для того чтобы исправить ситуацию, нефтяники под очень большим давлением нагнетают в скважину жидкость — специальный вязкий гель. Появляется трещина. Она может уходить в каждую сторону на 50-100 м. В эту трещину накачивают искусственный песок, который не даст пласту сомкнуться обратно. Это называется гидроразрывом пласта. Многостадийный гидроразрыв — это технология, когда на уровне пласта мы загибаем скважину, делим ее на определенные интервалы и в каждом из них делаем трещину.
— Но это не самая простая задача. Исследование геологии нефтяной залежи — работа с предельной неопределенностью. Сложно правильно предсказать распределение фильтрационных и емкостных свойств. Какие аналитические методы и какие цифровые технологии самые передовые и перспективные в этой сфере?
— Сейчас происходит переход от разведанных еще во времена Советского Союза месторождений с достаточно легко извлекаемой нефтью к месторождениям с трудноизвлекаемыми запасами. Этот термин, по сути, означает, что суммы, которые нужно потратить на добычу нефти, сопоставимы с ее же стоимостью. Учитывая такую нарастающую сложность в геологии разрабатываемых пластов, я бы отдал предпочтение технологии обработки промысловых данных, поскольку в них содержится ценнейшая информация как об эффективности заканчивания скважин, так и о динамике насыщения в межскважинном пространстве.
— Компьютерный инжиниринг позволяет представить все эти данные в единой системе?
— Верно. К примеру, используемое сейчас интегрированное сейсмо-геолого-гидродинамическое моделирование пластов — это и есть интегральный макроуровень анализа промысловых данных. Мы объединяем огромные объемы информации в одну цельную картину. Нефтяникам нужны модернизированные методы анализа и принятия решений. Нам необходима цифровизация производственных процессов с внедрением анализа данных и с использованием технологий машинного обучения и искусственного интеллекта. Требуется создать цифровые двойники и постепенно передать все рутинные процессы машинным алгоритмам. Это направление активно исследуют в научных центрах ведущих нефтяных компаний и в профильных научных центрах.
— Один из них — научный центр мирового уровня Тюменского государственного университета. Его сотрудники занимаются изучением микрофлюидных процессов в нефтеносных пластах на микро- и наноуровнях. Полученные результаты будут использоваться для создания аналитических чипов и цифровых двойников пластовых процессов. Насколько действительно значимы такие задачи для практиков?
— Это естественное и закономерное направление, поскольку практики постепенно входят в область разработки коллекторов, где превалирующим влиянием обладают законы, действующие на микро- и макроуровнях. Мы говорим о месторождениях, где нефтеносные пласты имеют очень малый размер пор. Он настолько мал, что на его уровне действуют условия, отличающиеся от классических. Например, двойные электрические слои. Цифровой двойник позволяет визуализировать процессы, происходящие в малых размерах, а значит — принять наиболее верное решение по добыче нефти из таких пластов. Применение цифрового двойника естественным образом трансформирует и производственные технологии, и бизнес-модели.
— А еще, вероятно, образовательные стандарты? Ведь новые технологии требуют и новых специалистов. Причем не только в области нефтяной промышленности, но и в любых других видах технологической предпринимательской деятельности.
— В образовании появляется технологический трек, в рамках которого преподаются сквозные технологии, моделирование, цифровые двойники, методы искусственного интеллекта. Бизнес современных корпораций идет в сторону моделирования собственных производственных процессов, создания цифровых двойников, использования искусственного интеллекта. И «виртуальная» доля производства с каждым днем увеличивается. Это мировой тренд. Я предполагаю, что уже в недалеком будущем компании будут нести основные затраты в области анализа данных и моделирования. Соответственно, гораздо ценнее будут специалисты такого профиля.
— А что касается формирования предпринимательских компетенций. Насколько это актуально сегодня для работы в корпорации?
— Глобальная экономика существует в конкурентной среде, которая, в свою очередь, является основой эффективного экономического роста. Компании неминуемо технологически друг к другу подтягиваются, и на первый план в конкурентной борьбе выходит предпринимательское мышление, которое необходимо развивать как и все остальные аспекты профессионального знания. Насколько я знаю, этим вопросам также будет посвящен один из круглых столов сессии-форума.
— Именно так. Участники третьего дня форума поделятся своим видением индивидуальных предпринимательских траекторий в университете. Первые два тематических блока будут посвящены науке и индустрии.
— Буду рад представить на форуме и свой доклад. Расскажу о цифровых инструментах анализа эффективности строительства скважин сложной конструкции и об изучении параметров пластов с ухудшенными свойствами на основе краткосрочных гидродинамических исследований.
Принять участие в сессии-форуме «Компьютерный инжиниринг в трансформации традиционных индустрий» могут все желающие. Форум пройдет с 15 по 17 декабря в онлайн-формате. Подробную информацию и форму регистрации для участия можно найти на официальном сайте.
Фото: ТюмГУ
