Технологии геологоразведки в последние годы в России и в мире подверглись значительным изменениям. Связано это и с ухудшением мировой ресурсной базы, и с активным внедрением IT-мощностей во все сегменты ГРР.
О том, как в научном центре Газпром нефти видят технологическое развитие геологоразведки, об основных проектах в области ГРР рассказалв сентябре 2017 г А. Бочков, замдиректор НТЦ Газпром нефти по ГРР и развитию ресурсной базы.
Каковы основные направления деятельности Научно-технического центра Газпром нефти в сегменте - геологоразведки?
В НТЦ Газпром нефти ведет свою работу блок геологоразведочных работ и развития ресурсной базы (ГРР и РРБ).
Наша задача - осуществлять полный цикл сопровождения ГРР.
Мы проводим всю необходимую аналитику, связанную с разработкой стратегий развития ресурсной базы дочерних обществ и компании в целом, осуществляем скрининг и бассейновое моделирование зон интереса компании.
Также блок ГРР и РРБ осуществляет сопровождение полевых и камеральных работ по направлениям сейсморазведки, исследований керна и флюидов, испытаний скважин.
Работа ведется на всех этапах: планирование, подбор дизайна программ исследований, непосредственно проведение исследований, супервайзинг, интерпретация и экономический анализ для принятия инвестиционных решений.
Мы реализуем эти программы совместно с дочерними обществами и корпоративным центром компании, а также имеем внутренние центры компетенции по сейсмическим методам, по технологиям бассейнового, седиментационного, геохимического и геомеханического моделирования.
НТЦ осуществляет геолого-экономическую оценку активов, включая потенциальные приобретения компании, реализует программу технологического развития по направлению ГРР (по этому аспекту сейчас ведется более 20 научных проектов), сопровождает проекты по нетрадиционным запасам и проекты на шельфе.
Что касается формата сотрудничества, НТЦ Газпром нефти работает и самостоятельно, и в партнерствах с научными центрами российских и зарубежных компаний, а также в консорциумах с государственным участием.
Деятельность НТЦ ведется также в рамках Технологической стратегии Газпром нефти. Каких результатов по направлению ГРР удалось достигнуть?
Направление ГРР является 1 из 9 приоритетов долгосрочной программы развития компании.
Особенность технологической стратегии в том, что реализуемые проекты и технологии сфокусированы на решении конкретных задач и вызовов, актуальных для Газпром нефти.
Таким образом, акцент по направлению ГРР сделан на тех аспектах, которые позволяют получить доступ к новым запасам и ресурсам, повысить точность и качество прогнозирования методов геологоразведки, подобрать оптимальные комплексы исследований для доизучения активов.
Сейчас мы реализуем порядка 25 технологических проектов.
В 2017 г первые 4 готовы к внедрению в добывающих подразделениях компании.
Общий эффект только этих проектов составляет более 2 млрд рублей в расчете до 2025 г.
По итогам реализации проектов выявлены потенциальные результаты интеллектуальной деятельности (РИД) и начаты процедуры оформления заявок на 1 объект авторского права и 3 объекта патентного права.
При защите итоговых результатов акцент сделан на возможность тиражирования этих технологий на предприятиях компании уже в 2017-2019 гг.
В таком случае перейдем к конкретным решениям и технологиям. Расскажите, пожалуйста, о региональных исследованиях центра. В чем основные трудности бассейнового моделирования?
Каждый вид моделирования нацелен на решение конкретной геологической задачи, за которой стоят те или иные инвестиционные решения.
В частности, для восполнения ресурсной базы в Газпром нефти мы работаем над поиском перспективных зон и объектов в РФ и за рубежом, и технологии моделирования углеводородных систем (или бассейновое моделирование) помогают осуществлять такую подготовку.
Суть бассейнового моделирования в том, что мы воссоздаем процессы, которые происходили миллионы лет назад от этапа генерации углеводородов до их миграции и аккумуляции в коллекторах.
Таким образом, получаем возможность оценить и оцифровать перспективы и риски, характерные для определенного региона.
За 8 лет развития в НТЦ направления бассейнового моделирования реализовано около 20 проектов различной тематики и сложности.
Сейчас в нашем центре выполняется полный цикл бассейнового моделирования, включая очень непростой этап палеореконструкции разреза, при котором восстанавливается тектоническая история развития региона и происходит увязка тектонических процессов с наблюдаемыми аномалиями при сейсмических и скважинных исследованиях.
Для этапа региональных работ в Газпром нефти процесс бассейнового моделирования является обязательным.
Цена ошибки при входе в проект и запуске масштабных исследований может измеряться 10ми и 100ми млрд рублей, поэтому необходимо проводить плотную и максимально полную аналитическую работу, позволяющую обосновать и управлять теми рисками, которые мы имеем на этапе геологического изучения нового района.
У нас уже есть примеры, когда по результатам такого моделирования компания оптимизировала решения стоимостью несколько млрд рублей.
Для управления рисками и изучения структуры продуктивных залежей используется также концептуальное геологическое моделирование. Какие работы ведутся в рамках этого направления?
Это важная и обязательная работа при построении адекватных геологических моделей на любых этапах проведения разведки и разработки месторождения.
Например, когда мы работаем с масштабом целого региона, этот процесс позволяет оценить перспективы нефтегазоносности, понять механизмы осадконакопления, определить потенциал, риски и неопределенности предполагаемой ресурсной базы и в результате составить оптимальные программы изучения.
На более поздних стадиях, уже во время эксплуатации месторождения, когда часто есть возможность опираться на накопленную историческую информацию, концептуальные геомодели позволяют описать потенциал краевых зон, пропущенных объектов и подобрать новые геологические идеи.
В нашей компании этот метод применяется очень активно.
Например, по ряду старых активов Газпром нефти в ЯНАО его использование позволило изменить динамику добычи и получить прирост в объемах извлечения углеводородов.
Также активное вовлечение концептуального геологического моделирования совместно с результатами регионального обобщения и проектной логикой позволило открыть новое месторождение в Ямало-Ненецком автономном округе на Западно-Чатылькинском лицензионном участке недр (лицензия принадлежит Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазу).
По результатам бурения 3х поисково-разведочных скважин было открыто 6 самостоятельных залежей нефти с суммарными геологическими запасами более 40 млн т.
Если говорить в целом о геолого-геофизическом моделировании, то какие виды моделирования сегодня наиболее востребованы?
Каждый вид моделирования является составной частью общей геолого-геофизической модели пласта и решает конкретную задачу в геологии и разработке.
Такое комплексное сопровождение и даже сам подбор методов моделирования при принятии решений становится необходимым из-за неуклонного ухудшения качества запасов и усложнения их геологического строения.
Использование всей информации позволяет моделировать и рассчитывать различные сценарии «в офисе», для того чтобы не допускать ошибок «в поле».
В этом вопросе важно не только применять самые последние технологии, но и быть компетентным в постановке задачи по использованию того или иного вида моделирования в конкретном случае, а также иметь компетенции для проведения экспертизы.
Например, при решении задачи воспроизведения переходных явлений, таких как формирование конусов газа, дестабилизация фронта вытеснения и других, используются очень детальные мелкоячеистые модели.
А для решения задачи воспроизведения фациальной неоднородности и оценки эффективных характеристик резервуара - более крупные секторные геологические модели, для расчета и выбора оптимальных программ изучения и систем разработки - полномасштабные модели.
Усложнение геологии приводит к усложнению и применяемых технологий, связанных с бурением, конструкцией скважин, с системами заканчивания, с воздействием на пласт.
Вовлекая информацию в комплексные модели, мы получаем возможность оцифровать риски на ранних этапах разработки месторождения, еще до бурения или решения какой-то другой производственной задачи.
Поэтому необходимость построения сложных моделей вынужденная.
Но в применении таких подходов мы видим для себя большой потенциал и новые точки роста, к тому же это дает очень быстрый отклик на скважине и хороший результат.
Например, в Газпром нефти создан уникальный для России центр геомеханического моделирования.
Он позволяет бороться с осложнениями при бурении скважин, учитывать геомеханические эффекты при проектировании системы разработки, дизайне гидроразрыва пласта, справляться со сложностями при интерпретации сейсмического материала.
На каком программном обеспечении (ПО) осуществляют моделирование в НТЦ?
Конечно, часть используемого нами программного обеспечения - это общепринятое ПО в отрасли промышленности.
Одновременно в НТЦ ведутся разработки собственных программных продуктов, которые позволяют комплексно подходить к моделированию, анализировать пласт, ускорять принятие инвестиционных решений и улучшать их качество.
В частности, мы создали платформу «ГеоМэйт», которая является комплексным продуктом, где в одном информационном пространстве специалист-геолог может одновременно работать и с керном, и с каротажными диаграммами, и с картами, и с результатами испытаний и разработки, используя быстрые аналитические инструменты.
Появляется возможность находить новые идеи на стыках направлений.
Более 100 сотрудников научного центра уже пользуются этим ПО.
В 2017 г мы реализовали продукт ВЕГА для анализа и управления рисками в ГРР, учитывая и вероятностную оценку, оценку шанса геологического успеха, и анализ рисков при принятии решений, разработали ПО для проведения спектральной декомпозиции с RGB-смешиванием с интересным подходом к генерации цифровых карт, пригодных как для анализа статистическими методами, так и для загрузки в стороннее ПО.
Еще одна интересная задумка, над которой мы сейчас работаем, реализуется совместно с компанией Яндекс.Терра.
Мы создаем платформенный продукт по работе с сейсмическими данными, где на основании открытой последовательности действий и шагов, которые используются при обработке и интерпретации данных сейсморазведки, формируем возможность привлечения практически всех участников рынка.
И они могут внести улучшения в этот процесс.
Так мы планируем совмещать собственные наработки и инициативы сторонних компаний в едином информационном поле.
Какие цели вы ставите при разработке собственного программного обеспечения?
Тут сразу несколько аспектов.
1й - адаптация существующих инструментов под специфику информационных потоков компании. Какое бы продвинутое ПО ни использовалось, его необходимо совмещать с собственной системой, а это не всегда возможно.
2й аспект - это использование разработанных продуктов для распространения методических и технологических ноу-хау, которые необходимо оперативно тиражировать в компании, перекладывая из сознания экспертов в формализованные модули, программные продукты, чтобы их могли использовать все сотрудники.
3й аспект - сформировать информационное рабочее пространство, чтобы способствовать диалогу между различными специалистами: петрофизиками, геофизиками, геологами, сейсморазведчиками, разработчиками и другими.
4й аспект - получить возможность обработки и хранения не только первичной информации, но и продуктов ее интеллектуальной обработки, то есть более комплексных моделей и решений.
Ценность таких моделей или продуктов кросс-функционального обсуждения крайне высока, и также важно заботиться об их хранении.
Как вы оцениваете перспективы создания полностью отечественного ПО для решения геолого-геофизических задач?
На мой взгляд, это возможно.
Взаимодействие с фундаментальными университетами России, инжиниринговыми центрами, малыми инновационными компаниями свидетельствует о хороших компетенциях и нетривиальном взгляде на решение многих задач.
В этом заключается конкурентное преимущество отечественных специалистов, которое может быть использовано для создания независимого ПО, в тч абсолютно нового с точки зрения платформенных технологий.
Мяч в данном случае на стороне нефтегазовых компаний, способных выступить индустриальным партнером, заказчиком и, что самое важное, партнером, сопровождающим разработку и оперативно предоставляющим обратную связь.
У нас есть примеры удачных реализаций программного обеспечения, осуществленных именно в такой постановке.
Например, Газпром нефть совместно с МФТИ ведет разработку собственных IT-решений, которые позволят усовершенствовать подход к инженерному анализу и оптимизации многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП).
Данный программный продукт называется «РОСТ МГРП» (Расчет Оптимальной Системы Трещин).
Сегодня очень много и часто говорят об использовании Big Data как о неком выходе на новый уровень обобщения. Для Научно-технического центра Газпром нефти это актуально?
Конечно.
Геологические данные - в чистом виде Big Data, поскольку мы комплексируем огромные массивы информации разного масштаба, исследования различной физической природы, подбираем и используем аналоги и тд.
Для работы в этом направлении Газпром нефть заключает стратегические партнерства с лидерами отрасли в РФ и за рубежом - Yandex Data Factory, «Иннопрактикой», IBM.
В частности, вместе с IBM мы работаем над интеллектуальными системами принятия решения в ГРР, которые позволят на основе автоматизации, технологий высокопроизводительных вычислений и машинного обучения находить более глубокие связи между различными данными и, как следствие, более качественно и оперативно обосновывать геолого-экономические предложения.
Для работы с такими объемами данных необходимы суперкомпьютеры. Какие вычислительные мощности имеет в своем арсенале НТЦ?
В НТЦ, безусловно, есть и рабочие станции, и кластеры, которые позволяют ускорять и оптимизировать расчеты.
Сейчас мы развиваем сотрудничество с Санкт-Петербургским политехническим университетом, где реализован очень мощный гибридный кластер, так называемый суперкомпьютер, входящий в список лидеров в РФ по возможностям обработки информации, суммарной пиковой производительностью более 1,2 Петафлопса.
Вычислительные ресурсы Суперкомпьютерного центра составляют 25 000 ядер.
Мы уже провели пилотное тестирование на сейсмических и гидродинамических проектах, сейчас ведем тестирование на геомеханических проектах.
С одной стороны, это позволит нам еще быстрее и эффективнее проводить вычисления, а с другой - подготовить платформу, чтобы в будущем проводить высокопроизводительные вычисления при применении и адаптации новых технологий.
Планируется работу на суперкомпьютере осуществлять удаленно - с компьютеров НТЦ.
В НТЦ внедрена технология лучевого моделирования сейсмики. Насколько она позволяет решить вопросы, связанные с точностью проведения полевых работ?
Технология лучевого моделирования (нужно отметить, что это только один из методов) встраивается в нашем НТЦ в методологию максимизации ценности информации (Value of Information, VoI).
Суть методологии VoI в том, чтобы, проводя цифровые эксперименты, подбирать оптимальные комплексы исследований и изучения пласта с позиции потенциального экономического эффекта.
В частности, когда мы проектируем сейсморазведочные работы, очень важно продумать и оцифровать оптимальное расположение (дизайн) системы наблюдений, чтобы получить максимальную информацию при оптимальных затратах.
Лучевое моделирование позволяет на ранних этапах, используя априорную геологическую модель, по сути, выполнить полевой эксперимент на рабочей станции.
На основании оценки полезного сигнала и того, насколько успешно решается поставленная для сейсмиков геологическая задача, появляется возможность ее корректировки под конкретные геологические условия для получения максимально эффективного результата за оптимальные средства.
К настоящему моменту эта технология применена на ряде проектов сейсморазведки в дочерних обществах Газпром нефти на Ямале, в ХМАО, Оренбургской и Томской областях и даже на шельфе.
А в целом какое значение в НТЦ уделяется технологиям полевых исследований?
В этом вопросе я хотел бы отметить значимость организации тематических технологических форумов.
По направлению ГРР проведено уже более 10 таких конференций с участием всех заинтересованных игроков отрасли.
Во время встреч ведется диалог между представителями дочерних обществ компании, которые говорят о своих вызовах, и другими участниками рынка, у которых есть идеи для решения этих задач.
Если говорить о полевой сейсморазведке, пример такого взаимодействия - реализация проектов по «зеленой сейсмике» на активах компании.
Впервые в Газпром нефти такое оборудование было испытано 3 года назад на зарубежных активах (в Курдском регионе Республики Ирак), а затем использовано на месторождениях Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаза, Газпромнефть-Хантоса, Газпромнефть-Востока и Славнефть-Мегионнефтегаза.
Проведенные исследования доказали, что полученная с применением новой технологии геологическая информация по качеству не уступает результатам традиционной сейсморазведки.
При этом сокращается объем вырубки леса, привлекается меньше персонала, снижается объем работ.
Технология универсальна и может применяться как в регионах, для которых характерны леса, так и на аграрных территориях, на участках с горным рельефом или с объектами инфраструктуры, где располагать беспроводные датчики гораздо проще, чем традиционные.
Зеленая сейсмика благодаря использованию современных технических средств и организационных решений позволяет существенно сократить антропогенное влияние на окружающую среду и снизить уровень производственного травматизма.
Экономический эффект от применения новой методики сейсморазведки ожидается в размере 250 млн руб/год.
Расскажите, пожалуйста, подробнее об этих форумах.
- Тематика форумов, как правило, очень разная: от решения конкретной геологической задачи до обсуждения технологических вызовов.
Например, мы проводили форум по обсуждению подходов к работе с ачимовскими отложениями.
Различные компании имеют самый разный опыт и накопленную экспертизу по этому вопросу, и все это было бы очень правильно объединять и формализовывать.
На такие встречи приглашаются российские нефтяные компании, научные центры, ВУЗы, различные инновационные предприятия.
Как правило, это очень обширное, открытое обсуждение, в котором принимают участие до 100 специалистов.
Вот лишь некоторые темы:
- технологии несейсмических методов прогноза,
- технологии микросейсмических исследований,
- подходы к разработке ПО и многие другие.
Такой широкий спектр позволяет сближать специалистов разного профиля для повышения общего качества работ и поиска новых идей.
Перейдем к другой теме, которой в Газпром нефти уделяют очень большое внимание. Это разработка трудноизвлекаемых запасов. Какую классификацию ТРИЗ вы используете?
- В целом надо признать, что в компаниях существует большое количество различных классификаций ТРИЗ.
Специфика портфеля запасов каждой конкретной компании определяет технологии, на которых она фокусируется для вовлечения этих запасов в экономически эффективную разработку.
Ведь если вспомнить об общем определении ТРИЗ, это запасы, нерентабельные в условиях существующих технологий и налогового режима.
В любом случае, «врага надо знать в лицо» и корректное выделение таких запасов, их оцифровка, локализация и фокусный подбор технологий позволяют находить нужные ключи.
В самом общем смысле мы разделяем ТРИЗ на:
- традиционные запасы - низкопроницаемые, подгазовые и другие;
- нетрадиционные - Бажен, Доманик и другие.
По каждому направлению идет подбор технологий.
Например, для освоения низкопроницаемых коллекторов, работа с которыми еще 5 лет назад была неэффективна, сейчас применяются технологии, позволившие вовлечь в разработку уже порядка 50 млн т таких запасов.
Какие работы ведутся в области разработки технологий для исследования Баженовской свиты?
В Газпром нефти сформирована системная программа по проектам освоения нетрадиционных запасов, к которым, в тч, относится Бажен.
Сегодня мощное развитие получили научные исследования Баженовской свиты, осуществляемые различными альянсами и консорциумами, в крупнейшем из которых участвует Газпром нефть.
Этот проект весной получил статус национального.
Цель взаимодействия - вовлечение данного стратегического ресурса в рентабельную разработку.
Сейчас работа по Баженовской свите в НТЦ реализуется в 3 направления:
- региональный масштаб, когда мы оцениваем перспективы Баженовских отложений на лицензионных участках компании и близлежащих территориях;
-на уровне пласта изучаем детальное геологическое строение;
- подбор технологий бурения и ГРП, технологического воздействия на пласт для создания искусственного коллектора в Баженовской свите и формирования условий притока углеводородов.
Для Бажена нами созданы модели осадконакопления и формирования свиты, детальные геологические модели.
Они позволяют, с одной стороны, спроектировать необходимую систему изучения свиты и методов воздействия на пласт, с другой стороны, оценить эффект от их применения.
Реализуется один из самых масштабных научных консорциумов в РФ, созданный для изучения Баженовской свиты, - это консорциум ведущих вузов России (МГУ, Физтех, РГУ нефти и газа) и технического центра «Сколково», а Газпром нефть выступает производственным партнером.
Такое сотрудничество подразумевает, что в научной работе используется наш фактический материал, а эксперты из НТЦ Газпром нефти направляют исследования и осуществляют приемку результатов.
В процессе исследований опробованы лучшие мировые практики по изучению сланцевых формаций.
В результате изучено более 330 м керна Баженовской свиты с 9 перспективных площадей Западной Сибири, проведено более 20 тыс измерений и экспериментов и к настоящему времени зарегистрировано 9 объектов интеллектуальной собственности.
Можно ли сравнивать Бажен с американскими формациями по фильтрационно-емкостным, петрофизическим и прочим свойствам?
Мы отслеживаем все актуальные тенденции, публикации и успехи по разработке сланцевых формаций в Северной и Южной Америке и делаем соответствующие выводы.
К сожалению, метод аналогий здесь неприменим, мы видим кардинальные отличия и в мощностях, и в литологическом составе, и в фильтрационно-емкостных и прочностных свойствах, и в описании коллектора.
Да что говорить, если в пределах одного своего месторождения мы наблюдаем очень сильную контрастную изменчивость Баженовской свиты!
Освоение Бажена - один из первых вызовов такого масштаба, который заставил всю отрасль задуматься о концептуальной перестройке модели технологического развития.
Ранее она заключалась в мониторинге лучших доступных на рынке технологий и их применении к конкретным задачам в портфеле компании.
Теперь, вместо того чтобы покупать готовое, мы должны выйти с запросом на создание технологий, которых пока не существует.
Был ли какой-то проект, реализованный в НТЦ, который вас удивил?
Меня сильно воодушевляет изучение и внедрение опыта и технологий, используемых в смежных специальностях, не связанных с нефтью и газом.
Например, при обработке данных в медицине, в авиационных технологиях решаются очень похожие обратные задачи: по косвенным признакам необходимо восстановить информацию и, самое главное, принять решение о дальнейших действиях.
Это очень интересный опыт и подход, который сейчас реализуется в НТЦ в нескольких проектах.
Происходит адаптация технологий из смежных отраслей для использования их при принятии решений.
Технология распознавания образов на сейсмических атрибутах аналогична задаче, решаемой в медицине при анализе снимков МРТ.
Я уже приводил в пример пришедшие из медицины технологии частотного смешивания в сейсморазведке, выделения геологических объектов на основании спектрального анализа.
Повышение эффективности даже на 5% в этом направлении может сэкономить 10ки млрд рублей на тех потенциально «сухих» скважинах, на которые в итоге не были потрачены средства.
Вы упомянули использование атрибутов при работе с сейсмическими данными. Насколько атрибутный анализ сегодня нужен для получения адекватных результатов?
Атрибутный анализ - это инструмент сейсмика, математическая обработка сейсмического сигнала, которая может позволить выявить скрытые закономерности и подчеркнуть особенности, невидимые глазу эксперта.
Это направление также имеет свою динамику развития: от работы с амплитудами сейсмического сигнала специалисты переходят к технологиям работы со спектром сигнала, распознавания образов, к применению подходов машинного обучения.
Это в конечном счете позволяет выделить и подчеркнуть геологические особенности, которые могли быть пропущены при стандартном подходе.
Теперь о глобальном. К чему, на ваш взгляд, идет мировая геологоразведочная отрасль промышленности?
Выделю несколько трендов мировой геологоразведочной отрасли промышленности.
1. Сокращение времени всего цикла ГРР: от подбора технологий, позволяющих максимально использовать потенциал пласта или снимающих максимум неопределенностей, до выхода на точку бурения. Это требует не только осознанного планирования и управления проектами НИР/НИОКР, но и перестройки организационных процессов.
2. Цифровизация в геологии и геологоразведочных работах. Само направление ГРР содержит огромные массивы информации. Очень важны комплексирование и увязка всех методов. Необходимо искать новые виды связи и идеи на стыке дисциплин. Сейчас появляется больше данных и меньше времени, чтобы получить максимум полезного материала. Очевидным трендом является разработка и внедрение прогностических систем, интеллектуальных «советников» по обработке и интерпретации данных.
3. Платформенный характер взаимодействия между участниками рынка, когда в формате краудсорсинга работают и сервисные компании, и научные организации, и индустриальные партнеры. Генерируется идея, и любой стартап, вуз, небольшие инновационные предприятия имеют возможность предлагать новые подходы, свежие взгляды для улучшения существующих решений, более оперативной, эффективной, качественной обработки информации и получения оптимальных решений.
