ТРИЗам необходимо цифровое «усиление»

Истощение ресурсной базы, измельчание месторождений, необходимость осваивать труднодоступные запасы — современная реальность нефтяных компаний. По словам Павла Сорокина, заместителя министра энергетики РФ, в нераспределенном фонде практически не осталось месторождений «легких» углеводородов. В таких условиях «цифровой допинг» становится как никогда актуален для сектора upstream — традиционно наиболее рискованного и в то же время прибыльного.

На сегодняшний день доля ТРИЗ в общих запасах нефти составляет 65% и с каждым годом она увеличивается. Использовать такие запасы придется еще и потому, что нефть и газ все еще являются основополагающими ресурсами нашей экономики. Согласно Энергетической стратегии РФ на период до 2035 года, от нефтяной отрасли потребуют поддержания добычи нефти и газового конденсата в период до 2024 года в диапазоне 555-560 млн тонн, а до 2035 года — 490-555 млн тонн.

Введение в оборот малых месторождений, малодебитных и высокообводненных скважин, трудноизвлекаемых запасов, в том числе баженовской свиты невозможны без применения третичных способов нефтедобычи. Нефтяным компаниям также зачастую приходится разрабатывать новый уникальный метод добычи для конкретного месторождения в зависимости от его геологической структуры, характеристик пластового флюида и т. п. В мировой нефтедобыче для увеличения эффективности использования извлекаемых запасов за счет роста коэффициента извлечения нефти (КИН) применяют методы увеличения нефтеотдачи (МУН) — тепловые, газовые, химические и микробиологические. Несмотря на высокие затраты, на стартовом этапе внедрение МУН позволяет увеличивать сырьевую базу компаний, которая служит залогом их капитализации. Эксперты Международного энергетического агентства прогнозируют, что к 2030 году в рамках проектов с применением современнейших МУН будет добываться около 300 млн тонн нефти в год. Тем не менее, в России нефтедобыча с применением МУН только набирает обороты — например, в 2011 году было апробировано и внедрено более 280 технологий МУН. Для сравнения, в США уже в 1985 году количество проектов МУН насчитывало более 500.

По мнению Минэнерго России, рост добычи ТРИЗ играет роль мощного стимула для отечественной промышленности, формируя постоянную потребность в высокотехнологичном оборудовании, программном обеспечении, технологических системах для эффективной разработки в осложненных геологических и географических условиях. Вывод на рентабельность добычи ТРИЗов станет возможен в том числе повышением автоматизации скважин и современными цифровыми технологиями. Например, в 2021 году «Газпром нефть» планирует добиться технологического прорыва по бажену, начав рентабельную промышленную добычу трудной нефти. Когда компания начинала поиск технологий на баженовской залежи Пальяновского месторождения в 2016 году, UDC был около 30 тысяч рублей на тонну нефти. В этом году «Газпром нефть» получила средний показатель UDC в 13 тысяч рублей на тонну, а по отдельным скважинам зафиксирован целевой показатель 8,5 тысяч рублей.

Все большую роль начинают играть исследовательские данные, которые собирают в ходе срока эксплуатации месторождения. Например, данные геологоразведки, данные по керну, данные каротажа и другие. За время жизни месторождения генерируется и накапливается огромное количество различных данных: данные меток, датчиков и интеллектуальных устройств при разведке, добыче, транспортировке и очистке нефти, данные по состоянию активов и оборудования, традиционные данные из операционных систем, исторические данные по разведке и т. д.

Аналитики придумали емкую формулу того, какие характеристики должны фигурировать в определении проекта Big Data. Формула звучит как «7 V»:

• Volume (объем)
• Velocity (скорость)
• Variety (разнообразие)
• Veracity (достоверность)
• Variability (изменчивость)
• Visualization (визуализация)
• Value (ценность)

Данные на месторождениях характеризуются разнообразием (Veriety), большим объемом (Volume), высокой скоростью генерации (Velocity), изменчивостью (Variability), несомненно представляют колоссальную ценность для аналитики (Value), с помощью различных инструментов могут быть визуализированы (Visualization), а при должном подходе к сбору и хранению являются достоверными (Veracity). Все это открывает перспективы для применения универсальных технологий больших данных для оптимизации работы месторождения.

Чем больше данных хранится у предприятия, тем больше возможностей их выгодного использовать. Информацию, генерируемую датчиками, полезно накапливать и хранить «про запас». Для этих целей используют специальные хранилища — «озера данных» (data lake). Технология позволяет хранить большой объем информации самых разных форматов в едином пространстве, формируя при этом базу для глубокой аналитики. Используя методы машинного обучения, предиктивной аналитики и искусственного интеллекта, эти данные можно проверять на гипотезы для прогнозирования различных сценариев и принятия по ним оптимальных решений в будущем.

Например, все измерения свойств пласта, отвечающих за движение углеводородов к скважинам, непрямые и несут в себе существенные неопределенности: если мы знаем все о геологических особенностях в окрестности скважины, то на расстоянии 10-100 м от скважины наши познания о фильтрационно-емкостных свойствах пласта несут скорее оценочный, нежели фактический характер. А такие данные очень важны, так как используются для построения моделей пласта с целью оптимизации схемы разработки месторождения. Это, кстати, основная статья расходов нефтегазовых компаний, как и расходы на инфраструктуру.

Построение правильных систем прогнозирования разработки и эксплуатации месторождений, например, точное определение точек бурения скважин и дальнейшее использование при помощи технологий на базе Big Data позволяет снизить количество тестовых и разведочных скважин. Речь о тех случаях, когда, например, «пробурили не там». Это несет экономические выгоды, таким образом нефтяные компании смогут снизить затраты на разработку и эксплуатацию месторождений.

Создание эффективных систем прогнозирования с применением технологий Big Data способно качественно изменить существующий подход к разработке и эксплуатации месторождений. Кратко резюмируя, отмечу, что современная добыча уже не может быть делом одной узкой отрасли. Внедряемые цифровые решения должны быть основаны на научных методах геологоразведки: ИТ-компания помогает разработать качественный ИТ-инструмент и алгоритм работы с данными, а представитель отрасли с учетом специфики функционирования объекта предоставляет методологии и алгоритмы интерпретации полученных данных для формирования систем прогнозирования разработки и эксплуатации месторождений. Для того чтобы ИТ-специалисты могли понимать язык отраслевых специалистов и наоборот, необходимо, чтобы у ИТ-компании, разрабатывающей и внедряющей цифровое решение, был соответствующий бэкграунд и знание «отраслевой специфики». И только при такой синергии, по нашему мнению, возможно получить желаемый эффект.

Игорь Зельдец, директор по развитию бизнеса ИТ-компании КРОК в нефтегазовой и химической промышленности