Версия для печати
Вернуться к списку

СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ШЕЛЬФОВЫХ ПРОЕКТОВ ДЛЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНОВ

Одним из наиболее ярких и необычных событий научной жизни России в первом квартале 2017 года стало проведение Общего собрания членов Российской академии наук (РАН), на котором обсуждались основные результаты работы старейшей отечественной академии в 2014-2016 годах. Дискуссии по актуальным вопросам академической повестки Собрания состоялись и в Отделениях РАН. Проблематика современного академического развития рассматривалась на пленарных и секционных заседаниях ряда научных конференций, проведенных перед Общим собранием членов РАН.

Под председательством проректора МГУ им. М.В.Ломоносова, начальника Управления инновационной политики и международного сотрудничества, члена Президиума РАН, академика РАН А.Р.Хохлова и директора НИВЦ МГУ им. М.В.Ломоносова, профессора А.В.Тихонравова в Москве была проведена международная научно-практическая конференция «Суперкомпьютерные технологии в нефтегазовой отрасли: математические методы, программное и аппаратное обеспечение». Организаторами конференции выступили НОЦ «Нефтегазовый центр МГУ им. М.В.Ломоносова», Центр анализа сейсмических данных МГУ им. М.В.Ломоносова, Суперкомпьютерный консорциум университетов России, Евро-Азиатское Геофизическое общество и НО «Союзнефтегазсервис». Среди членов Организационного комитета – представители руководства как институтов РАН (в т.ч., Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН и Института нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения РАН) так и ведущих российских вузов (в частности, МГУ им. М.В.Ломоносова, Уфимского государственного нефтяного технического университета и Российского университета дружбы народов), а также крупнейших российских нефтяных компаний (например, ПАО «Роснефть» в Оргкомитете представляло ООО «РН-УфаНИПИнефть»).

На секции «Сейсморазведка» были представлены доклады по обнаружению нарушений когерентности при сдвиге на период и выделении разномасштабных особенностей сейсмических данных, оценке возможности выделения тонких кавернозных прослоев по рассеянным волнам в трещиноватом разрезе Юрубчено-Тохомского месторождения, регуляризации сейсмограмм, регуляризации сейсмограмм общей точки изображения с сохранением/восстановлением AVO и по численному изучению проявлений связности трещин в сейсмоакустических волнах, моделированию волновых процессов в Арктике в присутствии различных ледовых образований и высокопроизводительным вычислениям для трехмерного моделирования полноволнового сейсмического поля в задачах сейсморазведки с использованием результатов расчетов в условиях различных сейсмогеологических регионов. Рассматривались энергоэффективные и компактные вычислительные системы «СКИФ-ГЕО-ЦОД» для нефтегазовой отрасли, разномасштабные эффекты при реализации компьютерного моделирования процессов сейсмической разведки, особенности моделирования многолучевой трехмерной глубинной сейсмической миграции до суммирования с сохранением амплитуд и получением предварительных результатов тестирования с применением суперкомпьютерных мощностей, методы подавления однократных и многократных волн с разработкой программного обеспечения для обработки данных с редкой сетью наблюдения без потери точности и принципы оптимизации применения памяти и производительности прямого малорангового алгоритма решения трехмерного уравнения Гельмгольца.

Секции «Моделирование осадочных бассейнов» и «Геофизические исследования скважин» объединила проблематика применения уравнений гидродинамики для расчета параметров мантийной конвекции в окрестностях зон палеосубдукции и их связи с распределением месторождений углеводородов, анализа чувствительности параметров бассейнового регулирования для Тимано-Печерского бассейна, прогнозных значений характеристик продуктивности с использованием глубоких нейронных сетей с параллельным обучением на основе гибрида генетических алгоритмов и градиентных методов, внедрения технологий OpenMP для ускорения интерпретации данных электромагнитного каротажа в рамках 2D модели среды, разработки программно-технологического комплекса для получения и обработки гигапиксельных мультиспектральных фотоизображений керна и развития вычислительной инфраструктуры удаленных расчетов для решения обратных задач для индукционных каротажных приборов во время бурения.

На секционном заседании «Гидродинамическое моделирование» рассматривались вопросы применения численного моделирования при прогнозировании технологических показателей разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, расчета притока к скважине в гидродинамической модели с учетом произвольной траектории и перфорации, использования программной системы ИНТЕРМОД для гидродинамического моделирования гигантских нефтегазовых месторождений с распараллеливанием по секторным моделям, интеграции симуляторов «скважина-пласт» и реализации численной схемы для моделирования процессов напорного трещинообразования. Также обсуждалась проблематика внедрения эффективных алгоритмов уточнения пространственного распределения фаций в задаче автоматизированной адаптации трехмерной гидродинамической модели пласта, предупреждения преждевременных прорывов подошвенной воды в добывающих и нагнетательных скважинах, решения линейных систем для задач многофазной фильтрации в рамках программной платформы INMOST, расчета ресурсоемких динамических моделей с максимальным применением мощностей вычислительных систем и 3D гидрогеологического моделирования в расчетном коде GeRa.

Завершили работу конференции секции «Геофизические исследования и вопросы бурения» и «Методы и средства вычислений», на которой были представлены разработки в сфере оптимизации кустового бурения скважин при разработке месторождения, применения расчетных и экспериментальных методик при разведке и эксплуатации нефтегазовых месторождений, численного анализа эволюции напряженно-деформированного состояния полости-хранилища газа в массиве каменной соли в процессе эксплуатации, моделирования ряда задач нефтегазовой отрасли посредством LS-DYNA и ANSYS, оценки эффективных механических и теплофизических характеристик полноразмерных образцов керна и высокопроизводительных вычислений при геомеханическом моделировании в процессе сопровождения строительства скважин. Рассматривались эффективные решения параметрических и оптимизационных задач с применением программного комплекса IOSO и суперкомпьютерных систем, методы построения оптимальной сети сбора на месторождении на неоднородной территории, использования разностных схем с адаптивным сглаживанием и явными формулами вычислений для интегрирования уравнений теплопроводности и применения динамически адаптивных сеток и стохастических алгоритмов в задаче оптимизации положений скважин и их управления.

На постерной сессии были представлены разработки по программе создания многомерных нелинейных моделей геосистем на основе конечных цепей Маркова с нечеткими каналами наблюдения, математическими методами и прикладным программным обеспечением для решения ресурсоемких вычислительных задач в технологических и бизнес-процессах нефтегазовой отрасли, инструментам изучения термальных процессов в поверхностных слоях грунтов водоемов с моделированием и аналитикой экспериментальных данных, использованием байесовского подхода к проблеме статистического оценивания пористости породы по каротажным данным с контролем d-риска, анализу данных геофизического исследования скважин с помощью байесовского подхода, созданию географических информационных систем для предупреждения аварийных разливов нефти, разработке программного модуля обнаружения объектов по изображениям гидролокатора бокового обзора и формированию трещин гидравлического разрыва пласта при проведении опытно-фильтрационных работ. Стендовые доклады также включали работы по получению качественного сейсмического изображения в интерьере разреза с соответствием донеогеновому фундаменту (основанию) в пределах разрабатываемого нефтяного месторождения, петрофизическим моделям и прогнозированию интервалов с улучшенными коллекторскими свойствами, высокопроизводительному центру обработки данных для решения расчетных задач в нефтегазовой отрасли, последовательной реализации процедур оценки процентного содержания вредных примесей с заданными ограничениями на точность и надежность статистического вывода, применению дифференциальных методов математической обработки данных спутниковой и морской магнитной съемки, методам контроля и регулирования технологического режима на нефтеперерабатывающих заводах с применением средств автоматизации, анализу формирования трещин гидроразрыва пласта в неоднородных коллекторах нефтяных месторождений Западной Сибири и современным трендам в сфере высокопроизводительных вычислений в 3D и 4D геомеханическом моделировании.

На конференции старейшую отечественную академию наук РАН представляли «Вычислительный центр им. А.А.Дородницына РАН», «Институт автоматизации проектирования РАН», «Институт вычислительной математики РАН», «Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН», «Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН», «Институт космических исследований РАН», «Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН», «Институт нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения РАН», «Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша РАН», «Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН», «Институт проблем комплексного освоения недр РАН», «Институт проблем нефти и газа РАН», «Институт океанологии им. П.Н.Ширшова РАН», «Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН», ФИЦ «ИУ РАН» и «Научно-исследовательский институт системных исследований РАН». Страны ближнего зарубежья представляли Институт геологии и геофизики Национальной академии наук Азербайджана, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности и Белорусский государственный университет. Среди российских вузов следует отметить Казанский (Приволжский) федеральный университет, МГУ им. М.В.Ломоносова, МФТИ (государственный университет), Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина, Тюменский государственный университет, Ухтинский государственный технический университет и Югорский государственный университет.

Российские научно-производственные предприятия и организации делегировали на конференцию представителей ООО «Акваспецсервис», ООО «Газпром ВНИИГАЗ», ООО «Газпромнефть НТЦ», «Инновационный центр «Сколково»», «Инжиниринговый центр МФТИ по трудноизвлекаемым полезным ископаемым», ООО «Кинтех Лаб», НИЦ «Курчатовский институт», ООО «Лаборатория Приезжева», Московский филиал Росгеолфонда «ВНИИгеосистем», ОАО «НПЦ «Недра»», НТЦ «НИС», ООО «Парадайм», ООО «РН КрасноярскНИПИнефть», «РСК Технологии», ООО «СЛАВНЕФТЬ – Научно-производственный центр», «СИГМА Технология», ООО «НПО «СНГС»», «СургутНИПИнефть», ОАО «Сурнутнефтегаз», ООО «Тюменский нефтяной научный центр», ООО «Фидесис» и АО «Центральная геофизическая экспедиция» холдинга «Росгеология». Также в форуме приняли участие научно-промышленные организации «Baker Hughes», «HPC Hub», «HPCsolutions», «Schlumberger» и Университет Лозанны (Швейцария). Всего на конференции было представлено свыше 50 докладов.

Параллельно с научно-практической конференцией по суперкомпьютерным технологиям в нефтегазовой отрасли в МГУ им. М.В.Ломоносова, в Аналитическом центре при Правительстве РФ был организован и проведен Второй Международный форум «Арктика: шельфовые проекты и устойчивое развитие регионов» («Арктика-2017»). В его работе приняли участие представители ряда федеральных министерств, Федерального собрания РФ, руководства отечественных и зарубежных предприятий и организаций и институтов РАН. Форум открылся региональной сессией «Векторы устойчивого развития арктических регионов», на которой обсуждались вопросы создания условий труда и жизнедеятельности, эффективных механизмов финансирования инвестиционных проектов, социальной ответственности и сохранения окружающей среды, перспективных нефтегазовых и горнорудных инвестпроектов, региональных моделей развития опорных зон.

Пленарная сессия «Перспективы развития нефтегазовых проектов в Арктической зоне РФ» объединила выступления по проблематике локализации производств и развития импортозамещающих технологий, международного сотрудничества в освоении шельфовых проектов, государственной политики недропользования на шельфе в России и за рубежом, экологической безопасности, нормативно-правового обеспечения в освоении шельфовых инвестпроектов и перспектив развития нефтегазовой отрасли в контексте реализации приоритетных проектов. В докладе заместителя директора по научной работе Института проблем нефти и газа РАН, члена-корреспондента РАН В.И.Богоявленского рассматривались основные результаты и перспективы освоения ресурсов нефти и газа Арктики. Выступление заместителя генерального директора ООО «Газпромнефть шельф» Р.Л.Романенкова затрагивало вопросы безопасности при реализации проекта «Приразломное», начальника Управления ПАО «Роснефть» Н.С.Кондратенко касалось особенностей запуска механизмов экономического роста на примере освоения норвежского шельфа.

Сессия «Экология Арктики как драйвер инновационного развития» открылась докладом Председателя Подкомитета по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии РСПП Е.А.Коныгина о наилучших доступных технологиях в нефтегазовой отрасли. Выступавшие обсудили эффективность применения противоледовой защиты шельфовых сооружений с учетом ледовых нагрузок и управления ледовой обстановкой, проекты Национальной технологической инициативы, вопросы предупреждения и ликвидации аварийных разливов нефти и необходимость внедрения Национального общественного стандарта «Экологическая безопасность Арктики». На сессии «Развитие телекоммуникационной инфраструктуры в Арктике для нефтегазового сектора» внимание участников и гостей форума было сфокусировано на инновационных решениях по реализации государственной программы РФ «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации на период до 2020 года» (направление – развитие инфраструктуры телекоммуникаций), применении инновационных телекоммуникационных технологий для освоения Арктики и решениях по развитию сетей связи и вещания в Арктическом регионе. Сессия «Инновации, технологические и инженерные решения для проектов в Арктике» объединила вопросы внедрения технологических и инженерных решений для строительства и эксплуатации сложных нефтегазовых платформ, строительства и капитального ремонта морских скважин на шельфе, разработки технологий и оборудования для производства СПГ, исследования и экологического мониторинга состояния недр арктического шельфа с использованием современных технологий, обслуживания и ремонта подводных систем и добычи, совершенствования инновационных технологий добычи ресурсов в сложных условиях, применения беспилотных технологий в Арктике и анализа мирового опыта геологоразведочных работ по изучению арктического шельфа.

Сессионное заседание «Арктические проекты и транспортно–логистические комплексы» было посвящено анализу современных арктических транспортно–логистических сетей и систем, разработке новых технологий и инновационных проектов в судостроении, реализации в Арктике проектов с участием механизмов государственно-частного партнерства, значению Северного морского транспортного коридора для развития нефтегазовых проектов в Арктике, транспортной и сервисной инфраструктурам, созданию современного флота для освоения Арктики, эффективным механизмам инвестирования проектов в Арктической зоне РФ и обзору текущих проектов.

В рамках форума также состоялись круглые столы по вопросам подготовки кадров и молодежного сотрудничества в Арктике, а также энергетике и ЖКХ Заполярья. Особое внимание уделялось межотраслевому взаимодействию молодых инженеров в решении задач освоения Арктики, концепции создания и функционирования региональных центров компетенции по арктической повестке на базе региональных вузов, соответствия требованиям рынка современного арктического специалиста, взаимодействия молодых мерзлотоведов для решения исследовательских задач в береговой зоне Арктики, перспективам международного сотрудничества в сфере образования и науки для развития арктической зоны РФ и стратегии взаимодействия государственных и частных предприятий и организаций в подготовке высококачественных специалистов для работы в условиях Севера. Затрагивались вопросы разработки высоконадежных систем жизнеобеспечения в условиях Крайнего Севера, экономического потенциала возобновляемых источников энергетики в Заполярье и инструментов государственной поддержки, региональных особенностей освоения топливно-энергетических ресурсов и энергообеспечения социально-экономического развития, экологических и социальных особенностей развития ЖКХ и промышленного потенциала Заполярья в контексте требований к региональному развитию энергетики и созданию систем атомных станций малой мощности и анализу потенциала развития плавучих атомных электростанций.

Важно отметить, что практически на всех заседаниях арктического форума рассматривалась возрастающая роль в изучении Арктики результатов суперкомпьютерного моделирования, например, в нефтегазовой отрасли. Отмечалась важность их использования для реализации экологических инвестиционных проектов и значимость для устойчивого регионального развития.

Выводы и рекомендации:

1. Одной из ключевых проблем, по-прежнему сдерживающих развитие фундаментальной и прикладной науки в России, является недофинансирование. Ощутимое сокращение в 2017 году средств ожидаемо не оказало позитивного влияния как на результаты проведенных научных исследований, так и на перспективное планирование деятельности ученых. Решение проблемы, в частности, состоит в устранении «хронического академического финансового дефицита», перераспределении потоков средств между наиболее приоритетными и наименее важными программами–проектами (несомненно, в пользу первых!) на уровне федерального и региональных бюджетов.

2. Заметное омоложение научных кадров и академического корпуса на время решают проблему высококвалифицированных кадров в России, но после выборов Президента РФ в 2018 году и принятия ряда принципиальных решений по социально-экономическому и промышленно-технологическому развитию российского государства «кадровый вопрос» будет не менее острым. Для минимизации возможных негативных последствий от результатов обсуждаемого предстоящего повышения пенсионного возраста целесообразна разработка уже в 2017 году долгосрочной Программы развития кадрового потенциала отечественной науки.

3. Необычная программа Общего собрания членов РАН весной 2017 года и не менее неожиданный его результат являются очевидным следствием той ситуации, когда вокруг старейшей отечественной академии намеренно формируется (в том числе, с помощью СМИ) среда, замедляющая принятие решений. История Академии за почти три сотни лет изобилует множеством событий, где в каждом конкретном случае в соответствии с задаваемыми критериями выбиралась оптимальная стратегия, реализуемая академическим сообществом. Ближайшее Общее собрание членов РАН запланировано на осень 2017 года.

4. Наличие в законодательной базе «узких мест» является следствием правовых пробелов и внутренних и внешних противоречий в нормативно-правовой базе. Примерами этого являются не только неполнота определений наряду с излишними отраслевыми ограничениями на применение суперкомпьютерных технологий в высокотехнологичной сфере, но и внутренняя и внешняя противоречивость в сфере экологического инвестиционного законодательства, а также шельфовые нормативно-правовые документы, ориентированные на устойчивое региональное развитие и привлечение капиталовложений в энергетическую отрасль.