Интеллектуальные инновационные технологии при строительстве скважин и эксплуатации нефтегазовых месторождений

Цифровизация и применение методов искусственного интеллекта в нефтегазовой отрасли повышают экономическую эффективность предприятий, позволяют нарастить багаж цифровых компетенций, обеспечивают сохранение кадрового потенциала, а также способствуют реализации проектных режимов добычи и продлевают ее на заключительной стадии эксплуатации. ПАО Газпром накоплен богатый опыт в цифровой трансформации газового производства, в том числе в оперативно-диспетчерском управлении на основе электронных платформ. Разработаны требования к единому информационному пространству, объемам геолого-геофизических и промысловых данных, проводятся мероприятия по созданию моделей центра строительства скважин и цифрового пространства управления проектами с возможностью оперативного контроля (например, процессов эксплуатационного бурения) и формирования соответствующей отчетности. Интеграция предиктивной (предсказательной) аналитики и опыта строительства скважин и эксплуатации месторождений позволяет улучшить мониторинг этих динамических процессов, а также организовать безаварийное производство в отрасли. Использование технологий цифровое месторождение и цифровая скважина способно обеспечить эффективное планирование и управление добычей, быструю экономическую отдачу от инвестиций, что в свою очередь приведет к повышению коэффициента извлечения на 5–10 % и снижению капитальных и операционных затрат на 10 и 15 % соответственно. Создание таких виртуальных (модельных) двойников уникальных и гигантских газоконденсатных месторождений возможно на основе использования мощных вычислительных комплексов (суперкомпьютеров), оптикализации и цифровизации производственных процессов. Для управления большими объемами геолого-промысловой информации требуется применение беспроводных каналов связи для кустовых площадок, возобновляемых источников энергоснабжения, ведомственных спутниковых группировок, технологий газового интернета вещей, промышленного блокчейна, предиктивной аналитики, машинного обучения. В статье кратко изложены основные результаты научно-исследовательских работ в области создания инновационных технологий по предупреждению аварий, кибербезопасности передачи буровых данных, проводившихся в рамках государственного задания Фундаментальный базис инновационных технологий нефтяной и газовой промышленности.
Ключевые слова: цифровизация, инвестиции, добыча, бурение, скважина, месторождение, интеллектуальная технология, информационная платформа, аналитика. 
 

Abstract

Digitalization and artificial intelligence methods in the oil and gas industry improve companies’ economic efficiency, develop expertise background, maintain human potential, contribute to the implementation of design production modes, and extend production at the final operation stage.PJSC Gazprom has accumulated great digital transformation experience in gas production, including operational dispatch management based on digital platforms. Requirements have been developed for the unified information space and geological,geophysical and field data volumes. Also, activities are underway on creating models of the well construction center and the digital space for project management with operational control (over production drilling, for instance) and reporting options. Integration of predictive analytics with field construction and operation experience makes it possible to improve the monitoring of these dynamic processes and organize an accident-free production in the industry. Using Digital Field and Digital Production technologies would ensure effective planning and management of production and quick economic return on investment. These, in turn, would increase the recovery factor by 5–10 % and reduce capital and operational expenditures by 10 % and 15 %, respectively. Creating such digital twins of giant, unique gas condensate fields is possible using high-power computers (supercomputers) and process opticalization and digitalization. To manage the large volumes of geological and field information, it is required to use wireless communication channels for well clusters, renewable energy sources, industrial satellite constellations, Gas Internet of Things technologies, industrial blockchain, predictive analytics, and machine learning. The article summarizes the key research results within the State target “Fundamental basis of the oil and gas industry innovations” in creating innovations for accident prevention and cybersecurity of drilling data transmission.
Keywords: digitalization, investment, production, drilling, well, field, intelligent technology, information platform, analytics.

Литература

1. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А., Столяров В.Е., Сафарова Е.А. Цифровые скважины и месторождения // Сборник докладов III Международной научно-практической конференции Актуальные вопросы исследования нефтегазовых пластовых систем (SPRS-2020). М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2020. С. 26–38.
2. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А., Шабалин Н.А. и др. О проекте Стратегии цифровой модернизации нефтегазового комплекса РФ // Нефть. Газ. Новации. 2020. № 12 (241). С. 9–13.
3. Dmitrievskiy A.N., Eremin N.A., Stolyarov V.E. Digital transformation of gas production // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. Vol. 700. No. 1.Article ID 012052.
4. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А., Черников А.Д. и др. Автоматизированная система предотвращения аварий при строительстве скважин // Нефтяное хозяйство. 2021. № 1. С. 72–76.
5. Lozhnikov P.S., Sulavko А.Е. Generation of a biometrically activated digital signature based on hybrid neural network algorithms // J. Phys.: Conf. Ser.2018. Vol. 1050. No. 1. Article ID 012047.

References

1. Dmitrievsky AN, Eremin NA, Stolyarov VE, Safarova EA. Digital wells and fields. In: Gazprom VNIIGAZ LLC III International Scientific and Practical Conference Actual Issues of Studies of Petroleum Reservoir Systems (SPRS-2020), 23–24 September 2020. Moscow: Gazprom VNIIGAZ; 2020. p. 26–38. (In Russian)
2. Dmitrievsky AN, Eremin NA, Shabalin NA, Basnieva IK, Eremina IA. About the draft strategy for digital modernization of the oil and gas complex of the Russian Federation. Neft'. Gaz. Novacii = Oil. Gas. Novations. 2020; 241(12): 9–13. (In Russian)
3. Dmitrievskiy AN, Eremin NA, Stolyarov VE. Digital transformation of gas production. Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019; 700(1): article ID 012052.
4. Dmitrievsky AN, Eremin NA, Chernikov AD, Sboev AG, Chashchina-Semenova OK, Fitzner LK, et al. Automated system for preventing accidents during well construction. Neftyanoe khozyaystvo = Oil Industry. 2021; (1): 72–76. (In Russian)
5. Lozhnikov PS, Sulavko АЕ. Generation of a biometrically activated digital signature based on hybrid neural network algorithms. J. Phys.: Conf. Ser. 2018; 1050(1): article ID 012047.