Термину «интеллектуальное месторождение» можно дать разнообразные определения, исходя из производственных задач. «Интеллектуальное месторождение» — это цифровые двойники и методы управления, основанные на экономической целесо-образности всех мероприятий, проводимых или планируемых на фонде эксплуатационных и проектируемых объектов промысла. Экономическая эффективность достигается путем создания системы, которая позволяет генерировать успешные бизнес-кейсы на регулярной основе.
За 18 лет работы на нефтегазовом рынке группа компаний ITPS наработала уникальный практический опыт создания подобных систем на малых (менее 30 скважин) и больших (до 1 700 скважин) месторождениях, достигая заданных экономических эффектов. Результатом этой большой работы стала разработка комплексного программного решения AVIST Oil&Gas, с помощью которого предприятие может повысить объемы добычи углеводородов на 1–2 %. Решение позволяет реализовать концепцию «Интеллектуального месторождения», которая обеспечивает повышение производственной и экономической эффективности добывающего актива за счет совместного использования интегрированной модели актива (цифрового двойника), инструментов интегрированного планирования, модели ограничений и т.д.

Основная задача AVIST Oil&Gas заключается в повышении эффективности использования интегрированной модели (ИМ) в операционной деятельности добывающих активов. Платформа обладает развитыми инструментами поддержки принятия решений в оперативной производственной деятельности, что делает ее незаменимым инструментом для таких подразделений, как Центр управления добычей (ЦУД) или Центр интегрированных операций (ЦИО).
Платформа AVIST Oil&Gas автоматизирует процессы создания, актуализации и адаптации моделей-компонент (модели пласта, флюида, скважин, системы сбора и т.д.). В результате снижаются трудозатраты на поддержку ИМ в актуальном состоянии, повышаются скорость и качество расчетов, влияющих на экономику актива. Например, с помощью цифрового двойника можно дать оценку текущему производственному плану, определить, какие мероприятия необходимы для его выполнения. Или произвести многовариантные расчеты сценариев добычи для поиска наиболее выгодных с учетом заданных ограничений. Это дает предприятию дополнительные тонны и дополнительную прибыль при той же себестоимости.
Основная задача интегрированной модели — показать «что будет, если…». Каждое мероприятие, каждое изменение технологического режима, ввод/вывод из эксплуатации объектов — все это должно быть полезно для бизнеса и иметь четкое экономическое обоснование. Это касается как мероприятий на стратегическом горизонте, так и корректирующих мер при решении оперативных задач. Обеспечение высокой точности прогнозирования и выполнения планов добычи, повышение эффективности ввода новых скважин, выбор оптимальных сценариев управления разработкой и добычей — это лишь краткий перечень задач, решаемых при помощи цифрового двойника.

История разработки AVIST Oil&Gas как основы для использования цифрового двойника неразрывно связана с производственными потребностями нефтегазового рынка. Внедряя интегрированные модели месторождений, инженеры сталкиваются с необходимостью актуализировать данные, вносить изменения в состав ИМ и обеспечивать доступ к расчетам для смежных специалистов. Ведь управление добычей — это всегда коллективная работа. В ней задействован широкий круг людей, каждый из которых может по-своему представлять себе месторождение и связанную с ним проблематику, согласно своему видению и своим задачам. Цифровой двойник позволяет сформировать единое для всех видение того, что в реальности происходит на месторождении.
Что необходимо для создания цифрового двойника на основе технологии моделирования? Прежде всего, нужно обеспечить централизованный сбор, хранение и обработку больших массивов данных, генерируемых на месторождении. Это может быть множество параметров: 28 тыс. параметров были собраны на газовом месторождении в
Узбекистане, 100 тыс. параметров собраны в Ираке. И это сравнительно небольшие цифры. Например, в России есть заводы, которые работают с миллионом параметров. Оснащение месторождений доступными и достоверными средствами сбора данных — одна из сложнейших задач.
Цифровая модель не может быть двойником, если не построена двусторонняя информационная связь с реальными физическими объектами, центрами принятия решений, плановыми и учетными системами. Кроме того, данные модели должны регулярно обновляться на фактические данные, получаемые с систем телеметрии, чтобы в динамике можно было отслеживать результаты изменений. Ручное наполнение моделей данными — задача практически неосуществимая, особенно если речь идет о крупных месторождениях в несколько сотен скважин. Так возникает потребность в инновационном инструменте, способном автоматизировать эти процессы.

Основная задача ЦУД/ЦИО и других подразделений, использующих в своей деятельности цифровые двойники, — это обеспечение выполнения планов по добыче. Эффект достигается на основании предиктивного управления активом, при котором пути выполнения плана заранее просчитываются на моделях и лишь затем реализуются физически. По схожему принципу работает автомобильный навигатор: нам не нужны карта и компас, мы просто задаем нужный нам адрес — целевой параметр — а дальше система сама прокладывает к нему путь и ищет наиболее короткие маршруты.
При предиктивном управлении промыслом примерно та же картина. Система учитывает входные параметры: бюджет, ресурсы, объемы добычи и т.д. и ищет оптимальный путь управления, чтобы с наименьшими затратами прийти к нужной цели. При этом результаты расчетов визуализируются для широкого круга пользователей.
Традиционно ПО для моделирования доступно только модельерам. Специалисты ЦУД/ЦИО и отделов разработки не работают с ИМ напрямую. Платформа AVIST Oil&Gas помогает решить эту проблему, предоставляя доступ к информации всем заинтересованным специалистам. Платформа успешно взаимодействует с основными специализированными программными продуктами по учету и моделированию нефтегазодобычи от ведущих отечественных и мировых вендоров. С помощью понятных и удобных интерфейсов результаты расчетов становятся доступными геологам, операторам, инженерам и другим специалистам, заинтересованным в выполнении плана и решении прикладных задач. Доступ для пользователей ранжируется: кто-то может просматривать и вносить изменения в модели, кто-то — только смотреть и т.д.
Интегрированная модель месторождения должна учитывать данные смежных систем. До недавнего времени внедрение столь «всеобъемлющего» инструмента требовало больших трудозатрат и ресурсов, однако сейчас это стало намного проще. ITPS разработала сервисную модель, в рамках которой платформа AVIST Oil&Gas предоставляется в формате комплексного ИТ-сервиса, включающего системы аккумуляции данных, инструменты моделирования и актуализации информации, инструменты для интегрированного планирования и управления потенциалом. Сервисный подход позволяет предприятию в короткие сроки получить всю необходимую функциональность для работы с цифровыми двойниками и выйти на целевые эффекты (рис. 1).

Группа компаний ITPS включается в работу над созданием и сопровождением цифрового двойника месторождения на разных этапах реализации ИТ-стратегий. Иногда у заказчика есть готовые модели пласта, флюида, системы сбора и т.д. В этом случае перед разработчиками ставится задача по созданию недостающих моделей-компонент и интеграции их в единое решение. Компаниям, которые уже работают с интегрированными моделями, всегда есть куда развиваться: можно существенно снизить трудозатраты при работе инженеров по моделированию с ИМ, повысить точность расчетов, высвободить время для генерации и совместной отработки функциональными группами различных гипотез по повышению эффективности актива. Все это входит в комплекс услуг по обеспечению расчетно-аналитической поддержки процессов управления добычей на основе ИМ.
Руководителям нефтегазовых активов, которые еще только готовятся к внедрению цифровых двойников, мы помогаем сформировать дорожную карту технологических преобразований, основанную на едином видении целевой модели управления и желаемых эффектов. Обычно для достижения цели требуется сделать следующие шаги:

В рамках предлагаемого подхода AVIST Oil&Gas обеспечивает сбор и валидацию производственных данных, актуализацию ИМ, многовариантные сценарные расчеты добычи и анализ результатов расчетов. Цикл обновления данных составляет несколько дней (или 1–2 недели для крупных месторождений). Эта функциональность достаточна для оценки экономической эффективности актива и реализации методик интеллектуального управления на среднем и оперативном горизонте (до 90 дней). Впрочем, использовать ИМ для долгосрочного планирования тоже можно и нужно, ведь вопрос не в том, как больше добывать здесь и сейчас, а в том, как реализовать весь потенциал месторождения.
В качестве пилотного участка для внедрения ИМ мы обычно советуем выбирать наиболее проблемный, потому что именно производственная проблема лежит в основе цифровизации. Решая конкретные производственные задачи и закрывая «узкие» места, мы позволяем цифровым решениям раскрыть себя наиболее ярко. Обычно пилотные проекты включают в себя все вышеуказанные шаги и закладывают «направляющие» для дальнейшего тиражирования решения на другие участки месторождения.
Представленный подход позволяет значительно повысить эффективность использования цифровых двойников и сделать их действительно полезным инструментом, служащим для поддержки управленческих решений. Конечно, идти по пути цифровизации нефтегазовым компаниям непросто. Но мы знаем, как правильно «войти» в цифровизацию. Совместно с заказчиком мы анализируем проблемы и сложности, с которыми он сталкивается: угрозы неисполнения плана добычи, неэффективно проведенные мероприятия и инвестиции, ошибки в планировании и т.д. Обычно наши партнеры выходят на первые бизнес-эффекты в течение 6–8 месяцев, а целиком проект окупается, как правило, за год. С нашей помощью они быстрее приходят к единому видению целевой модели управления и пониманию того, как нужно выстроить взаимодействие подразделений на основе данных.

ITPS (Information Technology Professional Solutions) — ведущий комплексный
ИТ-партнер крупнейших нефтегазовых и промышленных компаний, российский разработчик собственных решений (интеграционная платформа AVIST Oil&Gas), решений на базе современного отечественного и зарубежного ПО и продуктов ведущих вендоров. Более 18 лет ITPS успешно реализует масштабные стратегические проекты в области цифровой трансформации для нефтегазовых и нефтесервисных компаний, предприятий металлургии, горнодобывающей, химической и нефтехимической отрасли. Проектная география охватывает более 20 стран мира.