Проект №05.604.21.0253

Тема проекта:

Создание технологии долгосрочного планирования инвестиций для эффективной разработки нефтяных месторождений на основе высокопроизводительных вычислений и машинного обучения.

Направления приоритетов научно-технологического развития:  

20а - переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.

Период выполнения:

02.12.2019 - 30.09.2020

Исполнитель:

ГБОУ ВО Альметьевский государственный нефтяной институт

Ключевые слова:

Извлекаемые запасы, остаточные запасы, геолого-технические мероприятия, бурение эксплуатационных скважин, гидроразрыв пласта, капитальный ремонт скважин, оптимальное планирование проведения ГТМ, машинное обучение, нейронная сеть, recoverable reserves, residual reserves, production wells drilling, geological and technological activities, hydraulic fracturing, well workover, optimal planning of geological and technical activities, machine learning, neural network

Научный руководитель:

Заведующий кафедрой РиЭНГМ Насыбуллин Арслан Валерьевич, д.т.н., профессор.

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 02.12.2019 г. № 075-15-2019-1853 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 02.12.2019 г. по 31.12.2019 г. выполнялись следующие работы:

Работы Получателя за счет средств гранта:

1.1 Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ.
1.2 Патентные исследования по технологическим решениям, разрабатываемым в рамках ПНИ в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
1.3 Обоснование и выбор направлений исследований.

Были получены следующие результаты:

В результате выполнения первого этапа проекта получены промежуточные результаты, планируемые к использованию на следующем этапе выполнения ПНИ (прикладных научных исследований) с целью создания технологических решений для повышения эффективности долгосрочного планирования инвестиций при разработке нефтяных месторождений.

1. Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ.

Общий объем литературных источников, используемых при проведении обзора, – 381 (в том числе за период 2013-2018 гг. – 178 источников), из них в области:

• детерминированной и стохастической оптимизации для увеличения добычи нефти – 142 источника, в том числе за период 2013-2018 гг. – 57 источников;
• оптимизации планирования геолого-технических мероприятий для увеличения добычи нефти – 73 источника, в том числе за период 2013-2018 гг. – 58 источников;
  
• гидродинамического и прокси-моделирования – 118 источников, в том числе за период 2013-2018 гг. – 34 источника;
  
• высокопроизводительных вычислений и машинного обучения – 25 источников, в том числе за период 2013-2018 гг. – 24 источника;
  
• долгосрочного планирования инвестиций – 23 источника, в том числе за период 2013-2018 гг. – 5 источников.
  

В результате проведенного анализа выбраны современные технологии, методы, модели и алгоритмы, которые в дальнейшем будут использоваться для решения задач в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по теме «Создание технологии долгосрочного планирования инвестиций для эффективной разработки нефтяных месторождений на основе высокопроизводительных вычислений и машинного обучения».

2. Проведены патентные исследования по технологическим решениям, разрабатываемым в рамках ПНИ, в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 «Система разработки и постановки продукции на производство» по следующим направлениям:

• технологические решения, разрабатываемые в рамках детерминированной и стохастической оптимизации для увеличения добычи нефти;
• технологические решения, разрабатываемые в рамках оптимизации планирования геолого-технических мероприятий для увеличения добычи нефти;
  
• технологические решения в области прокси-моделирования.

Всего в ходе патентного поиска (с глубиной анализа не менее 10 лет) для последующего анализа отобрано 149 патентных документов, в том числе по направлениям:

• технологические решения, разрабатываемые в рамках детерминированной и стохастической оптимизации для увеличения добычи нефти – 28 патентов;
• технологические решения, разрабатываемые в рамках оптимизации планирования геолого-технических мероприятий для увеличения добычи нефти – 51 патент;
  
• технологические решения в области прокси-моделирования – 70 патентов.

Проведенные патентные исследования подтверждают научную значимость и прикладную перспективность указанных направлений с целью повышения эффективности долгосрочного планирования инвестиций для разработки нефтяных месторождений.

3. Проведены обоснование и выбор направлений исследований и разработок на основе анализа существующих решений по расчету технико-экономических показателей, а также по оптимизации инвестиционного портфеля.
 
Обоснована необходимость разработки нового подхода к формированию и использованию нечетких баз знаний для подбора геолого-технических мероприятий в условиях разнотипности, нечеткости и неполноты исходных данных. Предложенный подход основан на построении модели коллектива нечетких нейронных сетей для получения систем нечетко-продукционных правил, а также на применении алгоритма логического вывода для подбора ГТМ.
 
Результаты анализа существующих решений по расчету технико-экономических показателей, а также по оптимизации инвестиционного портфеля свидетельствуют о том, что создание технологии долгосрочного планирования инвестиций на основе высокопроизводительных вычислений и машинного обучения, является одним из приоритетных направлений в области эффективной разработки нефтяных месторождений.
 
Задачи, поставленные на первом этапе выполнения ПНИ по теме «Создание технологии долгосрочного планирования инвестиций для эффективной разработки нефтяных месторождений на основе высокопроизводительных вычислений и машинного обучения», выполнены в полном объеме.
 
Полученные результаты в рамках выполнения первого этапа работ соответствуют требованиям к реализуемому проекту.
 
В 2020 году планируется работа в соответствии с Планом-графиком.
 
II этап (01.01.2020 – 30.11.2020)
Период выполнения ФЦП изменен: 02.12.2019- 30.11.2020.