Технологическая безопасность и новая киберреальность: основные темы Global Information Security Days 2021

«Умные» решения для нетрадиционных коллекторов

Коллекторы — это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду, и отдавать их при разработке. Нетрадиционными называют коллекторы с очень низкой проницаемостью: это сланцевые или плотные породы, содержащие нефть и газ в основном в естественных трещинах. Подавляющая часть добычи из таких коллекторов осуществляется в США, где и разрабатываются различные технологии по гидроразрыву пластов — основной способ заставить нефть и газ притекать к скважине.

В горизонтальной скважине длиной 1,6–3,2 км, проводят многостадийный гидроразрыв пласта (МГРП), где расстояние между стадиями 50–100 м. Разветвленная система искусственных трещин от МГРП соединяется с естественными трещинами пласта, и флюиды (нефть и/или газ и вода) начинают притекать к скважине.

Горизонтальная скважина — подвид скважин, в которых ствол скважины в продуктивном (нефтяном или газовом пласте) бурят под углом не менее 80 градусов к вертикали. Из-за того, что пласты расположены в основном горизонтально, то и бурение скважин в этих пластах горизонтально наиболее рационально, т.к. позволяет добывать гораздо больше.

Зеленая экономика

Нужны ли будут нефть и газ в мире «зеленой» энергетики?

Часто бывает так, что горизонтальный пласт разделен горизонтальными непроницаемыми пропластками (например, глиной). В результате получается своеобразный пирог из пропластков продуктивного пласта и непроницаемых пластов. В этом случае, если пробурить горизонтальную скважину, то она пройдет только по одному из продуктивных пропластков. Чтобы добывать нефть или газ со всех пропластков, проводят гидроразрыв пласта. Многостадийный гидроразрыв — подвид гидроразрыва пласта, который проводят именно в горизонтальных скважинах, в нескольких местах вдоль горизонтального ствола. Каждое такое место называют стадией.

Стоимость МГРП на одной скважине составляет $2–6 млн, поэтому оптимизация таких работ — важнейшая задача. Процесс МГРП протекает так:

  • в скважину закачивают жидкость, которой разрывают породу;
  • затем закачивают в трещины проппант (в основном представляющий собой песок). Вода при этом проталкивается дальше в пласт. Проппант закачивают в пласт во взвешенном состоянии в жидкости. Эта жидкость выталкивает ранее закачанную в пласт жидкость гидроразрыва;
  • датчиками замеряют давление закачки на протяжении всего процесса.

Проппант нужен, чтобы пласт не сомкнулся. Если его не закачать, то горное давление, которое составляет в среднем для таких пластов 500-800 атмосфер (для сравнения, на поверхности земли деление 1 атмосфера), просто закроет трещины. Но проппант представляет собой песок, через который нефть спокойно протекает (если на пляже в песок налить жидкость, она пропитает его, так же и в пласте).

Для идентификации трещин часто используют доргостоящую микросейсмику. Однако современные «умные» решения с использованием специальных математических алгоритмов и машинного обучения могут обойтись без нее.

Идентификация трещин нужна, чтобы понять, почему на одной скважине дебит нефти получился больше, чем на другой, и чтобы правильно спроектировать гидроразрыв пласта.

«Умные» решения предельно точно обрабатывают полученные данные по давлениям и объему закачки и позволяют:

Определить, в какие зоны пласта прошли трещины МГРП и, соответственно их форму, распространение.
Выявить близлежащие естественные трещины пласта.
Определить, какие стадии создали слишком длинные трещины, которые не требуются по проекту, а какие, наоборот, оказались слишком короткими и не охватили всю необходимую зону.
Идентифицировать, из каких трещин МГРП идет приток флюидов и, соответственно, понять, какие вносят основной вклад в добычу.
Понять, какие породы и напряжения в них приводят к образованию полезных или бесполезных трещин, и сгруппировать стадии МГРП в зависимости от типов пород.
Определить время прекращения закачки жидкости гидроразрыва для достижения наилучшего результата. Причем эта процедура может проводиться в реальном времени во время закачки. Для МГРП в пласты закачиваются гигантские объемы воды, причем в основном пресной

Чтобы снизить расход воды, определение минимального объема закачки крайне важно.

«Зеленые» технологии в сфере нефтегаза

В последние годы нефтегазовые компании активно внедряют различные технические решения по генерации солнечной, ветровой, гравитационной, гидротермальной электроэнергий на своих объектах, а также систем хранения этой электроэнергии. В связи с развитием электротранспорта, большинство нефтегазовых компаний оснащают свои заправочные станции модулями для зарядки электромобилей.

Мне довелось участвовать в разработке органических жидких редокс-батарей, используемых для промышленного хранения электроэнергии. Редокс-батареи — тип перезаряжаемой жидкой батареи, которая использует ионы различных химических элементов в разных степенях окисления для хранения химической потенциальной энергии.

Зеленая экономика

WWF назвал самые экологически открытые нефтегазовые компании в 2021 году

Примечательно, что подбираемый для таких систем электролит производится из продуктов глубокой переработки нефти, а промышленные нефтегазовые объекты, которые ранее были построены и в настоящее время не используются из-за истощения скважин, могут быть применены в качестве резервуаров для хранения и перекачки электролита. Небольшой парк таких хранилищ способен обеспечить электроэнергией город среднего размера.

К «зеленым» технологиям в нефтегазовой сфере также можно отнести:

  • закачку в скважины отходов с промышленных предприятий, в том числе химических заводов, электростанций. Подобранная к определенным пластовым условиям, закачка таких отходов, с одной стороны, работает как метод увеличения нефтеотдачи, с другой — как способ борьбы с загрязнением окружающей среды путем утилизации отходов;
  • использование попутно добываемого нефтяного газа, который выделяется из нефти при ее подъеме с забоя скважины на устье, также является «зеленым» решением. Такой газ применяют для выработки электричества, обогрева промышленных объектов, очень часто перерабатывают в продукты потребления. В некоторых случаях, если его очень много, закачивают обратно в пласт в качестве метода увеличения нефтеотдачи;
  • широко распространенная технология микробиологического воздействия также относится к категории «зеленых». В пласт закачиваются определенные бактерии и/или нутриетны (корм для бактерий), которые позволяют лучше отмывать нефть, либо блокируют поступление в скважины пластовой воды;
  • еще более продвинутые технологии связаны с генетической модификацией бактерий для производства газа из угля. Скважины вскрывают не только нефтяные, газовые или водоносные пласты, иногда попадаются и угольные. Закачка таких бактерий в угольные пласты с наличием воды приводит к тому, что микроорганизмы поедают уголь, а продуктом их жизнедеятельности является метан, который затем добывают из тех же скважин.

Эти методы считаются экологичными, поскольку добыча углеводородов получена с использованием биотехнологий. По сути, это не прямая добыча в традиционном понимании, а прошедшая через бактерии. Кроме того, применение бактерий позволяет заменить дорогостоящие традиционные технологии и сэкономить ресурсы.

Программа

  • 01

    • HighLoad-разработка
    • DevOps в производственных компаниях
    • Опыт смежных отраслей реального сектора
    • Работа с данными
    • IT-инфраструктура производственной компании
    • Индустрия 4.0
    • Искусственный интеллект
    • Критическая информационная инфраструктура
  • 03

    • Управление портфелем IT – подрядчиков
    • Управление продуктовым портфелем
    • Разработка продуктов индустрии 4.0
    • Портфельное управление инновациями
  • 02

    • Инженерная культура
    • Культура производственных компаний
    • Работа с внутренним заказчиком
    • Новая безопасность для производственных компаний в условиях цифровой трансформации
    • HR, нефтегазовые компании на рынке труда IT-разработчиков
  • 04

    Вызовы технологического суверенитета и импортозамещения

    • Обеспечение технологического суверенитета
    • Opensource-проекты
    • Сотрудничество производственных компаний
    • Цифровизация

IT в реальном секторе

Программный комитет отбирает самые горячие и полезные темы. Каждый доклад — решение проблемы. Убедитесь на примере записей прошлого года.

Почему никто не умеет делать экспертные системы в промышленности / Андрей Зубков

DevOps как инструмент QA / Дмитрий Малыхин

ML в металлургии — простые вещи в сложных условиях / Алексей Тюрин

API management и API gateway. Что это и нужно ли оно вам? / Виктор Попов

Контейнеры мертвы. Да здравствуют виртуальные машины! / Виктор Попов

Как мы разместили 200+ дата-сайентистов в кластере K8S / Михаил Лепешкин

AI в AR для завода: как не улететь в космос и решить задачу / Вадим Щемелинин

Индустрия 4.0 в СИБУРе / Вадим Щемелинин

Видеоаналитика на взрывоопасном заводе площадью в 700 футбольных полей / Вадим Щемелинин

Проект АГХК — как проектировать максимально безлюдное производство глазами ИТ / Егор Плечистов, Федор Подъяблонский

DevSecOps там, где была только электронная почта / Олег Кондрашин

IT-экосистема СИБУРа: почему в производственной компании есть много интересных задач для IT-инженера / Сергей Романков

IT-разработки в помощь геологам

Нефтегазодобыча — наукоемкая сфера, поэтому здесь не обойтись без передовых технологий.

Есть два типа данных, получаемых о пласте:

  • прямые — шлам (крошечные образцы породы, которые выносит на поверхность во время бурения), керн (образцы породы диаметром 5–10 см, которые специально выпиливаются также во время бурения), флюиды (жидкости и газы из пласта);
  • косвенные — данные сейсморазведки, либо геофизических исследований скважин.

Одна из наиболее современных и эффективных технологий по изучению пласта — детализированный анализ шлама. Детализированный анализ шлама представляет собой исследование того, из каких минералов и элементов состоит шлам. Так как шлам — это мелкие кусочки выбуренной породы, то их исследования позволяют понять, чем представлен пласт: из каких пород и флюидов, и даже из каких элементов системы Менделеева он состоит. Новейшие методики, оборудование и софт могут выполнять эту процедуру непосредственно в самой скважине во время бурения.

Объединив данные по геофизике, шламу и керну, геологи получают очень подробную информацию об объекте. Уже сами по себе эти массивы данных широко используются как при дальнейшем бурении скважин, так и для того, чтобы повысить добычу.

Каждая пробуренная скважина — это всего лишь точка на площади распространения пластов. Что находится между этими точками, никто не знает. Для того, чтобы понять, что же находится между этими точками, используют 3D-сейсмику: геофизические исследования отражения от пластов искусственных сейсмических волн.

Современные IT-разработки и методики позволяют проводить количественную интерпретацию 3D-сейсмики. Для этого объединяются данные по керну, шламу, геофизике и 3D-сейсмике. В результате получают примерное представление о пористости и насыщенности пластов. Полученный комплекс данных позволяет построить настолько точную цифровую 3D-модель пласта, насколько это возможно. Программное обеспечение способно проводить симуляцию физических процессов движения флюидов, изменения напряжений и деформации пластов на таких 3D-моделях, адаптируя эти процессы к реальным промысловым данным (замерам добычи, давлений, промысловых исследований).

Цифровая модель пласта.

(Фото: mobilelegends.net)

Существует целый ряд технологий, методик и оборудования, которые выполняют вышеуказанные операции и с каждым годом совершенствуются, автоматизируются и даже начинают сами «думать» за счет машинного или глубокого обучения, исключая тем самым возможность ошибки из-за человеческого фактора.

Современные мощные компьютеры и специализированный софт способны перенести реальный пласт в цифровой «двойник» (3D-модель) и затем на этой модели проводить все необходимые операции и исследования. Например, чтобы понять куда бурить добывающие и нагнетательные скважины, что и в каких объемах закачивать, какие скважины обрабатывать кислотой, химией, где и как проводить гидроразрыв пласта.

Причем вариантов этих операций на 3D-модели может быть бесконечно много, с минимальными затратами. А чтобы проверить все на реальном пласте, требуется гораздо больших денежных средств.

Экономика инноваций

От бурения до водорода: как работает нефтегазовый кластер в России

DevOps

DevOops 2023

Скриншот: DevOops / Skillbox Media

Ещё одна конференция от JUG Ru Group, только на этот раз для DevOps-инженеров. Организаторы обещают несколько десятков докладов. Спикеры расскажут, как внедрять DevOps-практики с помощью всего одного пайплайна, стоит ли переходить к унификации CI/CD в GitLab, как это сделать и о многом другом.

Определиться с участием помогут записи прошлогоднего мероприятия:

  • «Как эффективно управлять компанией-аутсорсером DevOps as a Service».
  • «Как правильно создавать feature-окружения на GitLab, Helm и Kubernetes».
  • «K8s security на разных уровнях абстракции».

DevOps Conf 2023

Скриншот: сайт DevOps Conf

DevOps Conf — это крупнейшая площадка для обсуждения практических вопросов DevOps, SRE и других инженерных практик. Здесь собираются инженеры, техлиды, тимлиды, СТО и СІО, которые делятся своими кейсами и решениями, а не пересказывают документацию. Участники обсудят новые тренды, serverless, service mesh, импортозамещение в DevOps, проверки библиотек и релизов на уязвимости, вредоносные закладки, новые подходы к безопасности и много другое.

Like this post? Please share to your friends: