К "сотрудничеству" привлечен суперкомпьютер Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, на который установили нужное ПО. Новая распределенная система вычислений может обрабатывать свыше 100 гигабит в секунду - это примерно в 5 раз ускоряет процесс цифрового моделирования.
В качестве пилотного проекта суперкомпьютер уже использовали для расчетов освоения Вынгаяхинского и Шингинского месторождений, и он показал производительность на уровне не менее 16 терафлопс (16 триллионов операций в секунду). В проекте используются кластерные параллельные вычисления, в которых каждая задача разбивается на несколько одновременных процессов. Это и повышает скорость решений.
Как отмечает декан факультета разработки нефтяных и газовых месторождений, директор центра инновационного обучения Губкинского университета Петр Пятибратов, уже более 30 лет нефтяники решают задачи построения двумерных, а потом и трехмерных геологических и гидродинамических моделей месторождений. "Модель строят в специализированном программном обеспечении, где решаются сложные системы дифференциальных уравнений для моделирования движения нефти и газа в пористой среде - нефтегазоносных пластах. Исходная информация - это результаты дорогостоящих исследований скважин и пластов, таких, как сейсморазведка, геофизические исследования скважин, исследования керна - образцов породы, отбираемых из скважин, гидродинамических исследований, анализа глубинных проб нефти и так далее. Основная цель - спрогнозировать показатели разработки, например, добычи нефти и газа, в краткосрочной и долгосрочной перспективе", - объясняет ученый.
Как отмечают в университете, практически все разрабатываемые российские месторождения сегодня имеют цифровых двойников - правда, качество у них разное, поскольку оно зависит от объема имеющейся информации. Качественный "двойник" позволяет специалистам понять, как обеспечить наиболее полное извлечение углеводородов из недр и увеличить выгоду от разработки месторождения.
"Цифровые модели месторождений компания создает уже более 10 лет. Для 100 процентов месторождений, находящихся на стадии разработки, созданы цифровые геологические двойники, - констатирует Оксана Мельникова, руководитель группы научно-методического развития Научно-технического центра "Газпром нефти". - Чтобы построить точную геолого-гидродинамическую модель, помимо сейсмических и геологических исследований необходимы данные о работе скважин. При этом наибольшую сложность представляет не столько получение данных о месторождении, сколько интерпретация полученных результатов, так как мы работаем с косвенными данными, измерением физических характеристик объектов, которые мы не видим".
Как рассказывает Эльдар Мамедов, директор по развитию компании-разработчика Everpoint, получение и анализ больших данных особенно важны для работы нефтедобывающих и перерабатывающих компаний в тяжелых погодных условиях, например в акватории Арктической зоны России.
"Чтобы осуществлять там геотехнические работы, добывать и транспортировать сырье, нужно не просто знать прогноз погоды, а проводить многомерный навигационный, гидрометеорологический и океанографический мониторинг акваторий, а затем сводить все данные воедино, - отмечает он. - Например, контролировать ледовую обстановку, оценивать скорость и направление дрейфа льдин, скорость их таяния и другие скрытые угрозы, чтобы точнее определять время, благоприятное для проведения работ. Существует и долгосрочное прогнозирование, которое позволяет компаниям оценивать перспективность тех или иных участков. Измеряется, как менялся климат в течение нескольких лет, как таяли ледники и ряд других параметров".
Кроме того, добавляет Эльдар Мамедов, с помощью высокопроизводительных систем можно выявлять углеводородные загрязнения, их типы и источники. Таким образом удается предотвратить масштабные разливы нефти. Подобными технологиями пользуется большинство крупных нефтегазовых компаний и их субподрядчики, отраслевые научно-технические организации. Это в совокупности снижает издержки и повышает эффективность работы предприятий.
Комплексные проекты цифровизации на основе "двойников" успешно реализуют и другие участники отрасли. Весной 2019 года "Роснефть" на базе Илишевского месторождения "Башнефти" запустила информационную систему "Цифровое месторождение" в опытно-промышленную эксплуатацию. Проект, отмечают в компании, впервые в отрасли охватил все основные процессы нефтедобычи и логистики. А проект цифровизации месторождений ЛУКОЙЛа завоевал премию на конкурсе российских IT-проектов 2018 года.
Профильных специалистов в университетах тоже готовят с учетом цифровизации. Например, в Губкинском университете создан центр управления разработкой месторождений, который охватывает весь технологический процесс: разведку, добычу, транспортировку и переработку нефти и газа. На базе виртуальных объектов студенты готовят междисциплинарные дипломные работы.