Цифровой ТЭК: зачем энергетике искусственный интеллект, виртуальные лаборатории и большие данные
Фотографии, книги, музыка, документы, СМИ и другие источники потребляемой нами информации полностью оцифрованы, и многие уже не готовы потреблять их в физическом виде. Образцы горной породы для энергетики — тоже источник данных. Для чего их оцифровывают, как «цифра» делает хрупкое вечным и что общего у буровой и автомобиля с автопилотом — в репортаже «Энергии+» с Промышленно-энергетического форума TNF.
Оцифрованная летопись Земли
Один из главных источников знаний о недрах, в которых залегают нефть и природный газ, — керн. Раньше исследования образцов горных пород занимали недели и месяцы, их было сложно доставить в лаборатории — керны хрупкие и очередных испытаний могли не пережить.
На смену «аналоговому» керну пришел цифровой. С помощью специального оборудования для каждого нового образца породы создают цифровой двойник, который полностью повторяет оригинал в мельчайших деталях. Настоящий образец отправляется в хранилище, а на цифровом проводят виртуальные эксперименты. Так он может приносить пользу вечно.
Цифровой керн и другие цифровые технологии меняют подход к изучению керна и проб жидкостей из недр. Мы получаем и анализируем данные быстрее, создаем более точные геологические модели и прогнозы, ускоряем внедрение новых решений.
Ленар Шакирзянов
Директор исследовательского центра «Геосфера»
В исследовательском центре «Геосфера» накапливают огромную библиотеку цифровых двойников керна. Со временем она станет большой базой данных о горных породах. Физические образцы отправляют в роботизированное хранилище — они пригодятся в будущем при дальнейшем изучении истории Земли.
Цифровая буровая
С 2017 года «Газпром нефть» реализует проект «Цифровая буровая». Сегодня на месторождениях компании используют установки и цифровые системы, которые способны автоматически корректировать параметры бурения, траекторию проходки скважины, нагрузку на буровой инструмент, работу насосов, перекачивающих буровой раствор. Последние две версии умной буровой — 2.0 и 3.0 — можно сравнить с автомобилем, оснащенным круиз-контролем, датчиками сближения и другими цифровыми фишками. Специалист задает умной машине степень свободы и контролирует процесс.
Задачи отказаться от людей у нас нет. Это просто невозможно: какой бы развитой ни была технология, за ней все равно нужно присматривать, контролировать отдельные аспекты, обслуживать оборудование. Безлюдные буровые если и появятся, то очень нескоро — когда мы освоим Марс и развернем добычу полезных ископаемых там.
Филипп Бреднев
Руководитель программ «Газпром нефти» по развитию технологий в бурении
Следующий этап, к которому планируют перейти в 2026 году, — «Цифровая буровая 4.0». Это уже «автомобиль с автопилотом» — впрочем, водитель все равно будет держать руки на руле.
В будущем появятся и буровые версии 5.0. Они смогут сами анализировать информацию с датчиков, в том числе внутри скважины, и принимать решения в заданных рамках. Такие буровые, оснащенные роботизированными комплексами, позволят строить нефтегазовые скважины почти полностью автономно — управлять процессом на месте будет один работник, а остальные начнут контролировать ход бурения дистанционно.
Цифровой актив
Современная нефтегазодобыча опирается на цифровые двойники — компьютерные модели объектов, обновляющиеся в режиме реального времени благодаря информации с датчиков, установленных на объектах. Цифровой двойник можно создать для пласта с нефтью, установки и даже целого месторождения. С обновляемой компьютерной моделью проводят виртуальные эксперименты и проигрывают разные сценарии, чтобы выбрать лучший. Самые продвинутые цифровые двойники наделены искусственным интеллектом.
Цифровые двойники позволили на годы сократить сроки реализации крупных проектов. В зависимости от задачи они делятся на три типа. Первый — продвинутая аналитика и витрина для принятия решений. Второй — подсказчик, который рекомендует лучшие решения задачи на определенном шаге. Третий — автопилот, которому можно задать цель, а он сам предлагает путь для ее достижения.
Александр Ситников
Советник по цифровой трансформации «Газпром нефти»
Сейчас, по словам Александра Ситникова, накопленные данные и освоенные технологии позволяют создавать цифровые двойники четырех видов — по всей цепочке формирования ценности: для ресурсной базы (например, недр месторождения или его участка), для проектного решения (например, обустройства промысла), новых мощностей (скважин или установок и процесса их строительства) и готового промысла, на котором уже идет добыча.
В перспективе все виды двойников можно будет объединить — и получить цифровой двойник актива, то есть живую цифровую копию месторождения или даже целой нефтедобывающей компании, в которой будет отображаться все — от движения нефти по скважине до эффективности работы каждого сотрудника.
Как отметил начальник дирекции моделирования добычи нефти и газа Аналитического центра ТЭК Минэнерго Никита Зотов, цифровые двойники особенно важны для наращивания добычи и перехода к новым запасам — как на освоенных месторождениях, так и на новых, к которым еще не так давно невозможно было подступиться.
