Главная | Проекты | Интеллектуальная мультиагентная инжиниринговая система (iMAgES)

Интеллектуальная мультиагентная инжиниринговая система (iMAgES)

Цифровая модель и ПО для оптимизации сценариев управления месторождениями нефти

Задача

Создание инструмента для повышения эффективности принятия управленческих решений по распределению ресурсов между месторождениями нефти и определения референтных значений ключевых показателей результативности процесса нефтедобычи.

Цель исследований заключается в создании комплексной интеллектуальной системы оптимизации технических решений, которая будет основываться на всей имеющейся мультидисциплинарной информации для обеспечения сквозного интегрированного процесса планирования и контроля.

Интеллектуальная интегрированная модель на уровне месторождения создается с целью оптимизации сценариев управления месторождением в части планирования бурения новых скважин и реализации геолого-технических мероприятий на базовом фонде скважин.

Решение

Система iMAgES состоит из трех блоков:

  • Интеллектуальная интегрированная модель нефтедобычи уровня Регион;
  • Интеллектуальная интегрированная модель нефтедобычи уровня Месторождение;
  • Онтологическая модель для формализации и систематизации гетерогенных данных о разрабатываемых в рамках проекта математических моделях.

1. Интеллектуальная интегрированная модель нефтедобычи уровня Регион

Модель формирует для заданных проектных долгосрочных решений фронт Парето из сценариев, соответствующих заданным приоритетам обеспечения показателей. При прогнозировании нефтедобычи в модели учитывается изменение базовой добычи, влияние от ввода новых скважин с учетом картографической информации о запасах и свободных участках, изменение дополнительной добычи при выполнении геолого-технических мероприятий (ГТМ).

По прогнозу нефтедобычи выполняется оценка экономических показателей, на основе которой принимается решение, целесообразен ли заданный сценарий развития. Также имеется оптимизатор – надстройка над моделью нефтедобычи уровня Регион, которая генерирует набор сценариев, рассчитывает их с помощью модели и выделяет наиболее эффективные с точки зрения увеличения нефтедобычи или уменьшения затрат.

 

2. Интегрированная цифровая модель (и реализующие её программные средства) уровня Месторождение для прогнозирования добычи нефти от скважин базового фонда и бурения новых скважин.

Модель состоит из двух принципиальных элементов:

  • Прогностической модели, которая предсказывает эффекты от реализации конкретного сценария разработки месторождения в натуральном и финансовом выражении;
  • Модуля оптимизации, который подбирает для прогностической модели параметры сценариев разработки месторождения, соответствующие оптимальным значениям целевых функций.

Результатом работы модели является набор Парето-оптимальных сценариев разработки месторождения при заданных ограничениях на использование материальных и финансовых ресурсов.

Интегрированная модель уровня Месторождение

Интегрированная модель уровня Месторождение

 

3. Онтологическая модель для формализации и систематизации гетерогенных данных о разрабатываемых в рамках проекта математических моделях.

Структура онтологической модели бурения и обустройства обеспечивает:

  • Взаимосвязь проектных решений с показателями геолого-технических мероприятий (ГТМ);
  • Описание видов и структуры удельных показателей затрат по различным видам ГТМ;
  • Описание типовых сценариев развития региона и месторождения;
  • Описание схем расчетов для моделей нефтедобычи уровня региона и месторождения;
  • Хранение информации о возможных рисках.

Технологии

OS Windows
Графовые БД Dgraph, Neo4j
Форматы представления онтологии Owl, RDF
Языки программирования JavaScript, Python 3.10
Фреймворки Node.js, pandas, FastAPI, scipy, scikit-learn

Публикации

    Исполнители

    • Лаборатория виртуально-имитационного моделирования Физико-механического института СПбПУ
    • Лаборатория «Цифровое моделирование индустриальных систем» ПИШ СПбПУ
    • Лаборатория «Промышленные системы потоковой обработки данных» ПИШ СПбПУ

    Ключевые участники

    • Руководитель проекта: М.В. Болсуновская, заведующий Лабораторией «Промышленные системы потоковой обработки данных» ПИШ СПбПУ
    • Руководитель группы разработки модели уровня Регион: С.В. Лупуляк, доцент, заведующий Научно-исследовательской лабораторией виртуально-имитационного моделирования Физико-механического института СПбПУ
    • Руководитель группы разработки модели уровня Месторождение: А.М. Гинцяк, заведующий Лабораторией «Цифровое моделирование индустриальных систем» ПИШ СПбПУ
    • Руководитель группы разработки онтологической модели: М.Б. Успенский, ведущий научный сотрудник Лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» ПИШ СПбПУ

    Заказчик

    Ассоциация «ИИ в промышленности» в интересах ПАО «Газпром нефть»