Переосмысление нефтяных запасов искусственным интеллектом. Обзор
Москва. 24 декабря. INTERFAX.RU - Цифровизация и искусственный интеллект проникают всюду, меняя жизненное пространство и расширяя горизонты. В нефтяной отрасли "цифра" открывает их глубоко под землей, где прежде не думали искать углеводороды. С созданием единого цифрового двойника отрасли связан проект "КиберТЭК", заявленный в Энергостратегии до 2050 г. О том, как искусственный интеллект продлевает полку добычи зрелым нефтяным активам, вовлекает неучтенные запасы углеводородов, экономит деньги и позволяет заглянуть в будущее, в беседе с "Интерфаксом" рассказал советник по цифровой трансформации разведки и добычи "Газпром нефти", гендиректор научно-технического центра компании Александр Ситников.
Откуда пошла цифровая нефть
О том, что "Газпром нефть" добыла первую цифровую нефть "фактически из воздуха", в 2019 году рассказал глава компании Александр Дюков. Пробные наработки компания начала делать еще в 2012 г, а первая стратегия технологического развития была принята в 2013-м, вспоминает Ситников. Только тогда никто не говорил про "цифру", применение цифровых двойников и искусственного интеллекта в промышленности.
В начале это были пилотные проекты - отдельные цифровые инструменты, позволяющие автоматизировать или упростить рутинные операции в отдельных процессах. Постепенно от единичных ИТ-решений работа перешла в стадию интегрированного моделирования. В какой-то момент соединились цифровая обработка сейсмики, интерпретация исследований скважин, лабораторные данные и другие инструменты, связанные с "подземкой". Для "Газпром нефти" это стало пробой пера в использовании базовой технологии искусственного интеллекта.
"Тогда наши специалисты только экспериментировали с технологиями машинного обучения. Одним из первых экспериментов была модель, обученная на ретроспективных геологических данных. Она интерпретировала сейсмику, геофизику, другую накопленную информацию. В ходе тестирования модель нашла потенциальную зону добычи нефти, хотя ранее экспертный анализ не показывал ее признаков. Позже бурение подтвердило наличие нефти в указанном моделью пласте, а в дальнейшем участок был введен в промышленную эксплуатацию. Так ИИ нашел первую цифровую нефть там, где люди не думали о ее существовании", - вспоминает Ситников.
В последующие годы компания сформировала стратегию цифровой трансформации. Постепенно все цепочки - от разведки и локализации запасов до проектирования и эксплуатации были цифровизованы. На каждом из этапов сейчас действует цифровой двойник, задача которого - выводить на максимум потенциал запасов, проектов, производственных объектов или процессов.
"К 2025 году "цифра" стала частью операционной модели "Газпром нефти". Сегодня можем уверенно говорить, что более половины нефти мы добываем с помощью цифровых двойников. Через несколько лет мы не сможем отделить нецифровую нефть от цифровой. Да и не нужно будет разделять технологии на цифровые и производственные, потому что не осталось простых месторождений, которые можно освоить традиционными способами. Впереди работа только на сложных проектах", - констатирует советник по цифровой трансформации "Газпром нефти".
"Цифра" в добыче и запасах
Влияние цифровизации на вовлечение сложных активов нагляднее всего проявилось при разработке ачимовских залежей участка 3А Уренгойского месторождения. Уренгой - одно из самых крупных и зрелых месторождений страны, все легкие углеводородные пласты на нем давно освоены. "Газпром нефти" достались сложнейшие залежи ачимовской свиты - с крайне низкой проницаемостью и аномально высоким пластовым давлением.
"Ачимовская свита Уренгоя долгие годы считалась неприступной. Подобрать ключи к ней помогла многовариантная геологическая модель, усиленная ИИ. Она выдала такой вариант разработки, что по данным всего двух скважин были сняты ключевые геологические неопределённости и ещё до начала эксплуатационного бурения подобраны оптимальные технологии обустройства. Строительство осуществлялось по блочно-модульному принципу. В итоге с помощью цифровых технологий мы смогли всего за полтора года начать на участке 3А Уренгоя раннюю добычу ачимовских углеводородов. От момента разработки решений до запуска прошло всего 4 года, тогда как средний показатель по отрасли для таких проектов - 8 лет", - подчеркивает Ситников.
Расширение возможностей Новопортовского месторождения на полуострове Ямал стало одним из примеров поиска запасов с применением ИИ. Новопортовский кластер давно и тщательно покрыт сейсмикой, считалось, что все его большие запасы уже на виду. Однако цифровой подход позволил по-новому взглянуть на близлежащие недра и найти потенциально рентабельные для разработки запасы. "Со стороны история вокруг Новопорта выглядит случайным попаданием, поскольку по классической схеме геологи не видели в том районе новой нефти. Но нет, с помощью цифровых инструментов мы проанализировали огромный массив данных и за короткий срок обнаружили запасы, которые вообще не планировались", - говорит Ситников.
"Сейчас цифровые инструменты помогают поддерживать извлечение нефти на Новопортовском месторождении и оптимизировать его результаты. За счет цифровых двойников на Новопорте на четверть сократилось время строительства сложных скважин, в том числе многоствольных (конструкции "рыбья кость"), в 2 раза снижены недоборы добычи нефти и газа", - перечисляет Ситников.
Цифровые пейзажи Сибири
Переоценка запасов с помощью цифровых технологий затронула все зрелые проекты "Газпром нефти". Такому переосмыслению подвергается Западная Сибирь - традиционный регион деятельности отечественной нефтяной промышленности. "Дочка" "Газпром нефти", компания "Ноябрьскнефтегаз", которая пережила в своей истории два значимых пика добычи - в конце 1980-х и в 2004-м, в 2022 вышла на третий пик, в том числе благодаря применению цифровых инструментов. На предмет эффективности исследуются краевые зоны месторождений "Ноябрьскнефтегаза", прежде считавшиеся нерентабельными, анализируются возможные пропущенные интервалы, оцениваются нижележащие горизонты.
"В прежние годы буровики могли дать гарантированные планы работ всего на 3 месяца. Они вынуждены были постоянно выверять информацию, чтобы сократить число ошибок. В 2015-2016 годах именно в Ноябрьском регионе цифровизация впервые дала возможность построения реальных планов бурения на 3 года вперед. Благодаря применению цифровых инструментов мы смогли более точно определять геологические цели и строить надежные графики бурения. Тогда это было прорывом. Сейчас цифровыми технологиями мы стараемся охватить всю Западную Сибирь - регион с действующей инфраструктурой добычи и транспорта, где нефтяная отрасль поддерживает целые города", - подчеркивает Ситников.
В Восточной Сибири "Газпром нефть" формирует задел для развития, однако в этом регионе нужно преодолеть целый комплекс вызовов. Ключевыми из них являются отсутствие развитой инфраструктуры: магистральных трубопроводов, автомобильных дорог, объектов энергосистемы. В Восточной Сибири есть значительные запасы нефти, только распределены они по огромной территории, поэтому критическую важность приобретают два фактора: точная локализация запасов с высокой степенью достоверности и повышение рентабельности разработки.
Ситников отмечает, что эксплуатационная модель Восточной Сибири кардинально отличается от подходов, применяемых в Западной. "Бурение горизонтальных скважин в Западной Сибири ведется конвейерным методом по типовой схеме. Это обеспечивает снижение затрат и позволяет вводить в эксплуатацию до 200 скважин ежегодно. В Восточной Сибири каждая скважина является уникальной, а стоимость бурения здесь превышает средние показатели в 5-7 раз. Приоритетом становится безупречное качество управления проектами. Цифровизация процессов будет играть в этом принципиальную роль. Но искусственный интеллект потребует дополнительного обучения в условиях Восточной Сибири", - сказал он.
Текущий результат и тренерские позиции
Оценивая общее влияние цифровизации, Ситников подчеркивает, что инвестиции в эти процессы быстро окупаются, а их вклад в финансовые результаты ощутим: "На сегодняшний день можно говорить о том, что прямой накопленный эффект от активной цифровизации с 2019-го к 2030-му году превысит 100 млрд рублей. Сейчас ежегодный вклад от "цифры" составляет около 10 млрд руб. при EBITDA компании порядка 300-400 млрд руб. В ближайшем будущем "Газпром нефть" создаст комплексный цифровой двойник, покрыв все этапы жизненного цикла добычного предприятия. А далее интегрирует это в цифровой двойник всей компании, что обеспечит оперативное принятие оптимальных решений для всей ВИНК".
В производственных процессах цифровые двойники помогают быстрее, дешевле и безопаснее получить углеводороды, говорит Ситников: "Так, сроки согласования проектных решений в компании за последние годы сократились более чем в 2 раза, скорость бурения выросла на 30% за 5 лет, а издержки снизились на 5-15%. Изменилась парадигма инвестиционного цикла. Мы заменили длительные опытно-промышленные работы тысячами виртуальных экспериментов в цифровом двойнике, и это повысило успешность бурения скважин и геолого-технологических мероприятий до уникального показателя - более 98%".
Еще один пример реализации цифровых инструментов - роботизированный комплекс "Цифровая буровая". Он объединяет бурение, строительство и эксплуатацию скважин с центральным офисом. "Благодаря созданию единой информационной среды и передаче подрядчикам наших цифровых инструментов мы с ними постепенно переходим на одинаковые алгоритмы. Бизнес-процессы стыкуются, уходят издержки на этапе "заказчик-подрядчик", мы начинаем действовать в едином пространстве, одинаково видим то, что происходит в поле. Точно также втягиваются в наши программы проектные институты, то есть экспертиза. Формируется особая цифровая экосистема. На сегодняшний день она объединяет уже более 600 наших партнеров", - комментирует Ситников.
Вице-премьер Александр Новак, которому "Газпром нефть" презентовала результаты цифровой трансформации, поинтересовался - а что дальше? В планах у компании переход к единому цифровому двойнику и разработка систем, которые сами предлагают оптимальные решения. "Здесь важно будет сохранить баланс, избежать как чрезмерного углубления в алгоритмизацию, так и поспешного перехода к сложным системам ИИ. При этом сохранение и повышение квалификации персонала остаются приоритетом. Специалист должен занимать позицию тренера, управляющего цифровыми инструментами, а не ученика, зависимого от их работы" - говорит Ситников.
Двойник отрасли
Цифровизацией занята не только "Газпром нефть", все компании отечественной нефтегазовой отрасли сейчас двигаются в сторону создания цифровых двойников. Одной из перспектив развития нефтяной сферы считается цифровая интеграция между всеми участниками. Но для этого необходимо начать делиться накопленным опытом, знаниями и инструментами. А это не всегда бывает просто.
Поэтому важным проектом в новой энергостратегии-2050 называют "КиберТЭК". По сути он означает создание единого цифрового двойника нефтяной отрасли страны. Предполагается, что наличие цифровых двойников месторождений (и доступ к их данным) даст возможность министерствам и ведомствам видеть полную картину отрасли в реальном времени. Это, в свою очередь, позволит совместно выбирать эффективные налоговые решения.
Минцифры минувшим летом собирало представителей нефтегазовой отрасли для обсуждения первого отраслевого стандарта по работе с цифровыми двойниками. До конца I квартала 2026 года отрасль вместе с профильными министерствами должна оформить концепт "КиберТЭКа", чтобы запустить пилот. "Газпром нефть" предлагает свою площадку для отработки этого пилота.
"Газпром нефть" представила ведомствам цепочку создания ценности в цифровом пространстве: от локализации запасов, проектирования, бурения и до эксплуатации с указаниями границ рентабельности. "Мы детально показали, что у нас "под капотом" сейчас, как мы работаем с запасами на грани рентабельности, какую добычу можем обеспечить через 5 лет, учитывая инвестиции. Но корректировка налогового режима в реальном времени смогла бы изменить текущие прогнозы. Это все было наглядно продемонстрировано на базе цифровых двойников. Представители министерств поддержали идею", - отметил Ситников и добавил - отраслевой диалог по созданию "КиберТЭКа" пока продолжается.
