Создание энергоэффективных, ресурсосберегающих, импортозамещающих и экологически чистых технологий поиска, разведки и разработки месторождений углеводородовтезисы доклада
Аннотация:UDC 55Eremin N.A. Creation of energy-efficient, resource-saving, import-substituting and environmentally friendly technologies for prospecting, exploration and development of hydrocarbon fields // Modern problems of Earth sciences: theses of the All-Russian Scientific Conference (Moscow, April 11-15, 2022). – Moscow: RAS, 2022. – pp.19-21. ISBN 978-5-907366-66-4In the twentieth century, the active use of mathematical methods of artificial intelligence in the Earth sciences began to search for hidden patterns in Big GeoData, the scientific foundations of geomodeling in the conditions of semi-structured Big GeoData using artificial intelligence methods were laid, and the monograph “Modeling of hydrocarbon deposits using fuzzy logic methods” was published [1 ]. As part of the fulfillment of state tasks of the Federal State Budgetary Institution "Russian Academy of Sciences" in the field of fundamental, prospecting and applied research, the creation of energy-efficient, resource-saving, import-substituting and environmentally friendly technologies for the search, exploration and development of hydrocarbon deposits is being carried out. Fulfilling the instructions of the President of Russia V.V. Putin No. Pr-225, at the request of the President of the Russian Academy of Sciences A.M. Sergeeva, the Ministry of Energy of Russia, institutes of branches of the Russian Academy of Sciences, oil and gas companies and universities submitted 253 proposals for the priority area of scientific and technological development of the Russian Federation "Transition to environmentally friendly and resource-saving energy, increasing the efficiency of production and deep processing of hydrocarbon raw materials, the formation of new sources, methods of transportation and storage of energy ”, which were included in the project of a comprehensive scientific and technical program of the full innovation cycle “Digital and geotechnological modernization of the world's largest West Siberian center for oil and gas production, processing and chemistry”. KSTP mechanism according to V.V. Putin "allowed to combine the capabilities of universities, scientific organizations, private businesses and companies with state participation, so that we could not only create, but also quickly introduce new technologies in accordance with the Strategy for Scientific and Technological Development of Russia." As noted in his letter V.V. President of the Russian Academy of Sciences Sergeev A.M. The Russian Academy of Sciences is interested in joint implementation with oil and gas companies of “the goals set in the development of the oil and gas industry. Oil and gas science, which has provided the creation of technologies for digital modernization of the oil and gas complex, will extend the effective operation of giant oil and gas fields for decades.” At the request of the Ministry of Industry and Trade of Russia and the Chamber of Commerce and Industry of Russia, from the proposals received from the institutes of the Russian Academy of Sciences for the formation of KSTP, codes of existing developments of domestic software and oil and gas technologies were formed to replace imported developments.As part of fundamental and prospecting work, a new deep tectonic element was identified - the North Kuban trough, represented by a sedimentary complex of the Lower Mesozoic-Paleozoic; extended anticline structures of Paleozoic-Mesozoic age were established in the sandy river facies of the Paleo-Don deposits, along which the discovery of large deposits can be expected; the geological structure, stratigraphy and regularities of the location of foreign oil and gas fields in the highly resource oil and gas bearing and potentially oil and gas bearing basins of the Arabian, Maltese and Sinai plates were studied, and monographs were published (“Features of the geological structure and prospectsoil and gas potential of the territory of Jordan” and “Geology and development of deposits in Syria”); methods for modeling dry, wet and super-wet combustion using artificial intelligence methods for the development of high-viscosity oil fields and bitumen have been created and implemented. The scientific foundations for managing the development of Arctic hydrocarbon deposits have been created. The concept of digital geological monitoring of oil spills on the Arctic shelf using fiber optic technologies was developed, and was noted by the Minister of the Ministry of Emergency Situations as one of the most important scientific works performed in 2011. A strategy for the digital modernization of the oil and gas industry was created, which was transferred to the Russian Ministry of Energy in 2020.As part of the applied work, a breakthrough system for geo-controlled development of the Permian-Carboniferous deposit of the Arctic Prirazlomnoye field was created using ultra-long high-rate horizontal and bionic wells, presented to the attention of the world community at the 17th World Petroleum Congress in Rio de Janeiro in 2002, and put into development in severe ice conditions in the end of 2013. For the first time, the influence of the types of geological conditions of sedimentation and lithological types of reservoir rocks in more than 3,000 deposits on the success of the functioning of hydrocarbon deposits was revealed; developed and implemented a method of lithofacies estimation of initial volumes and recoverable hydrocarbon reserves. In 2021, many years of applied work was completed under the Grant of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation to create a unique prototype of an intelligent system for preventing complications during the construction of offshore and onshore wells, which has no analogues abroad [2, 3]. The intelligent system allows you to predict possible complications so that the drilling crew can take timely actions in real time to completely prevent them.УДК 55 Еремин Н.А. Создание энергоэффективных, ресурсосберегающих, импортозамещающих и экологически чистых технологий поиска, разведки и разработки месторождений углеводородов // Современные проблемы наук о Земле: тезисы Всероссийской научной конференции (г. Москва, 11–15 апреля 2022 г.). – М.: РАН, 2022. – сс.19-21. В ХХ веке началось активное использование математических методов искусственного интеллекта в науках о Земле для поиска скрытых закономерностей в Больших ГеоДанных, были заложены научные основы геомоделирования в условиях слабоструктурированных Больших ГеоДанных с применением методов искусственного интеллекта и опубликована монография «Моделирование месторождений углеводородов методами нечеткой логики» [1]. В рамках выполнения государственных заданий ФГБУ «Российская Академия Наук» в области фундаментальных, поисковых и прикладных исследований проводится создание энергоэффективных, ресурсосберегающих, импортозамещающих и экологически чистых технологий поиска, разведки и разработки месторождений углеводородов. Выполняя поручение Президента России В.В. Путина № Пр-225, по обращению президента РАН А.М. Сергеева Минэнерго России, институты отделений РАН, нефтегазовые компании и университеты представили 253 предложения по приоритетному направлению научно-технологического развития РФ «Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработке углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии», которые были включены в проект комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Цифровая и геотехнологическая модернизация крупнейшего в мире Западно-Сибирского центра нефтегазовой добычи, переработки и химии». Механизм КНТП по словам В.В. Путина «позволил объединить возможности вузов, научных организаций, частного бизнеса и компаний с государственным участием, чтобы мы могли не только создавать, но и быстро внедрять новые технологии в соответствии со Стратегией научно-технологического развития России». Как отметил в своем письме В.В. Путину президент РАН Сергеев А.М. Российская академия наук заинтересована в совместной реализации с нефтегазовыми компаниями «поставленных целей в области развития нефтяной и газовой промышленности. Нефтегазовая наука, обеспечившая создание технологий цифровой модернизации нефтегазового комплекса, позволит продлить на десятилетия сроки эффективной эксплуатации гигантских нефтяных и газовых месторождений». По запросу Минпромторга России и ТПП России из поступивших предложений от институтов РАН для формирования КНТП были сформированы своды имеющихся разработок отечественного программного обеспечения и нефтегазовых технологий для замещения импортных разработок.В рамках фундаментальных и поисковых работ был выявлен новый глубокий тектонический элемент – Северо-Кубанский прогиб, представленный осадочным комплексом нижнемезозойско-палеозойского; установлены в песчаных речных фациях отложений палео – Дона протяженные антиклинальные структуры палеозой-мезозойского возраста по которым можно ожидать открытия крупных месторождений; исследовано геологическое строение, стратиграфия и закономерности размещения зарубежных нефтяных и газовых месторождений в высоко ресурсных нефтегазоносных и потенциально нефтегазоносных бассейнах Аравийской, Мальтийской и Синайской плит, и опубликованы монографии («Особенности геологического строения и перспективынефтегазоносности территории Иордании» и «Геология и разработка месторождений Сирии»); созданы и внедрены методы моделирования сухого, влажного и сверхвлажного горения с применением методов искусственного интеллекта для разработки высоковязких нефтяных месторождений и битумов. Созданы научные основы управления освоением арктических месторождений углеводородов. Разработана концепция цифрового геологического мониторинга за нефтяными разливами на Арктическом шельфе с использованием оптоволоконных технологий, и отмеченная министром МЧС в качестве одной из важнейших научных работ выполненных в 2011 г. Создана стратегия цифровой модернизации нефтегазовой отрасли, которая была передана в Минэнерго России в 2020 г.В рамках прикладных работ была создана прорывная система геоуправляемого освоения пермокарбоновой залежи арктического месторождения Приразломное с использованием сверхпротяженных высокодебитных горизонтальных и бионических скважин, представленная вниманию мировой общественности на 17 Мировом нефтяном конгрессе в Рио де Жанейро в 2002 гг, и введенного в разработку в суровых ледовых условиях в конце 2013 г. Впервые выявлено влияние типов геологических обстановок осадконакопления и литологических типов пород-коллекторов по более чем 3000 залежам на успешность функционирования месторождений углеводородов; разработан и внедрен метод литофациальной оценки начальных объемов и извлекаемых запасов углеводородов. В 2021 г. была завершена многолетняя прикладная работа в рамках Гранта Минобрнауки РФ по созданию уникального прототипа интеллектуальной системы предупреждения осложнений при строительстве скважин на море и на суше не имеющего аналога за рубежом [2, 3]. Интеллектуальная система позволяет спрогнозировать возможные осложнения так, чтобы буровая бригада смогла в режиме реального времени совершить своевременные действия по их полному предотвращению или же минимизации возможных последствий. Для осуществления таких прогнозов используются Большие геоданные со станций геолого-технологических измерений буровых станков, получаемые в реальном времени. Отличительной особенностью и достоинством интеллектуальной системы раннего предупреждения осложнений является реализация контура обратной связи на основе организации применения регрессионной модели прогнозирования параметров геолого-технологических исследований и их сравнительного анализа с оценками, полученными по реальным данным, что позволяет автоматически выделять отклонения от штатных режимов бурения, проводить оперативную разметку реально-временных данных и пересчет весовых коэффициентов нейросетевых моделей, см. рис. 1. Апробация прототипа интеллектуальной системы выявления и прогнозирования осложнений при бурении нефтяных и газовых скважин на основе применения искусственной нейронной сети с пошаговой адаптацией к конкретным геолого-геофизическим условиям на тестовых и реальных данных показала сходимость прогнозируемых и реальных данных (корреляция) для осложнений типа «прихват» и «поглощение» – 89%.1. Еремин Н.А. Моделирование месторождений углеводородов методами нечеткой логики / Н.А. Еремин. Москва : Федеральное государственное унитарное предприятие "Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр «Наука», 1994. 462 с. ISBN 5-02-001846-5.2. Патент № 2745136 C1 Российская Федерация, МПК E21B 44/00, G06N 3/02, G05B 13/04. Автоматизированная система выявления и прогнозирования осложнений в процессе строительства нефтяных и газовых скважин : № 2020129671 : заявл. 08.09.2020 : опубл. 22.03.2021 / А.Н. Дмитриевский, Н.А. Еремин, А.Д. Черников [и др.. ; заявитель ФГБУН Институт проблем нефти и газа Российской академии наук.Современные проблемы наук о Земле: тезисы Всероссийской научной конференции (г. Москва, 11–15 апреля 2022 г.). – М.: РАН, 2022. – 330 с., – 18 илл.ISBN 978-5-907366-66-4В сборнике представлены расширенные тезисы докладов, представленные на конференции, организованной Отделением наук о Земле Российской академии наук.Конференция была организована в форме работы двух секций: «Современные проблемы геологии, геофизики, геохимии и горных наук», в рамках которой были представлены доклады по актуальным вопросам современной геологии, включая геологию рудных месторождений, минералогию, петрологию, геохимию с акцентом на осадочные породы, а также новейшие результаты исследований в области геофизики, сейсмологии и вулканологии. Вторая секция «Современные проблемы океанологии, физики атмосферы и географии» включала доклады не только по перечисленным направлениям географической науки, но и сообщения, отражающие современные представления о причинах изменений климата, вопросы общественной и социальной географии, результаты палеогеографических исследований и новейшие данные в области изучения вечной мерзлоты.Сборник будет интересен для специалистов, интересующихся современными результатами в области наук о Земле, а также студентам и аспирантам геологических и географических факультетов университетов и Вузов.
