17 декабря в ГУД прошел Международный научный семинар «Умное бурение: геофизика и цифровизация». Много лет университет готовит специалистов в области общей и прикладной геофизики, развивает идеи и направления исследований научной школы нефтегазовой и инженерной геофизики под руководством профессора Олега Кузнецова. В этот год было решено подвести некоторые итоги исследований и деятельности российских ученых в области геофизики и представить их на семинаре.
Научная школа выступила организатором семинара, а в качестве спикеров участвовали ученые и специалисты научной школы, представители профильных компаний и университетов, приглашенные специалисты из России, Казахстана, Китая, США и Бразилии. Очно и дистанционно семинар собрал 56 участников, включая будущих специалистов – студентов старших курсов кафедры общей и прикладной геофизики. Было представлено 14 докладов, которые охватывали успешные практики и решения, связанные с повышением эффективности бурения, новыми подходами в области геофизического сопровождения бурения глубоких скважин.
С приветственным словом к собравшимся обратилась и.о. проректора Ольга Анисимова – геолог и деятельный участник научной школы:
«Сегодня геофизике отводится важнейшая роль в восполнении ресурсной базы страны, поисках и разведке полезных ископаемых. Очень нужны новые технологии. Еще больше нужны новые кадры».
Обращаясь к студентам:
«Вы сейчас с удовольствием получаете образование, а в дальнейшем, надеюсь, будете приносить пользу стране и получать удовольствие от своей профессии. Быть геофизиком – это интересно, увлекательно, можно реализовать себя в различных сферах, а сегодняшний семинар позволит вам заглянуть в ваше профессиональное будущее, найти там себя».
О научной школе
Научные школы – это фундамент интеллектуального и технологического суверенитета нашей страны. Мы гордимся тем, что в университете «Дубна» есть своя школа – научная школа нефтегазовой и инженерной геофизики.
Ее задачи – реализовывать научно-исследовательские проекты, генерировать новые научные знания, распространять их, организовывая конференции и семинары, готовить высококвалифицированные кадры для отрасли. В этих направлениях уже сделано много.
Одним из основных мотивов для проведения семинара послужил выход в 2024 году книги историка науки и техники Джеймса Поскетта «Незападная история науки: Открытия, о которых мы не знали». Автор книги, с нашей точки зрения, справедливо отметил, что «миф о том, что современная наука была создана в Европе, не только ошибочен, но и глубоко вреден». Другой мотив – показать роль научных открытий российских ученых, в том числе и участников научной школы.
В большом вступительном докладе руководитель научной школы, профессор Олег Кузнецов представил фрагменты истории научной школы и значимые результаты, полученные ей: научные открытия и созданные на их основе новейшие геофизические технологии в области сейсмоакустических исследований для разведки и разработки месторождений нефти, газа и рудных тел (СЛБО, СЛОЭ, АНЧАР, и др.), включая и технологию умного бурения (КБС).
Характеризуя сильную команду школы, Олег Леонидович сказал:
«Каждая научная школа держит над собой свой кусочек неба, а наша школа, может быть, держит еще и кусочек Земли, потому что геофизика – это часть огромной области знаний – наук о Земле».
Умное бурение
Олег Леонидович так определил предмет обсуждения: «“Умное бурение” – это не просто конкретная технология, как наиболее эффективно пробурить горные породы. Это технология, которая должна включать умение определить место, где надо бурить, выбрать координаты заложения скважины и обосновать оптимальную траекторию скважины до целевых горизонтов».
Понятие «умное бурение» характеризует современный этап автоматизации и цифровизации одного из самых высокотехнологичных и затратных процессов в освоении месторождений полезных ископаемых.
Вообще, цифровизация в геофизике началась задолго до появления в 1995 году самого термина “digitalization”. Еще в 1950-е в условиях Холодной войны и нефтяного бума военная наука и геофизика стали основными драйверами развития привычных нам цифровых технологий. По объемам и масштабу востребованности многоканальной цифровой записи данных и ее последующей цифровой обработки на первом месте оказалась геофизика и, если быть точнее, ее раздел нефтегазовая сейсмическая разведка. В 1970–1980 годы наиболее мощные вычислительные комплексы и в нашей стране, и в других ведущих странах создавались по заказам нефтяных компаний. И обрабатывали они в основном материалы сейсморазведки.
Как результат цифровизации сегодня созданы и активно развиваются, в том числе в нашей научной школе, такие технологии, как «умная скважина» и «умное месторождение». Технология «умная скважина» переключает нефтегазовые горизонты одной скважины по мере их истощения для оптимизации добычи, а технология «умное месторождение» управляет добычей интеллектуальным переключением скважин региона.
Для обеих технологий нужны уже пробуренные скважины. При этом теория и система интеллектуального, то есть оптимального и экологически безопасного, управления бурением самой скважины в настоящее время отсутствуют. Все скважины бурятся ручным управлением по проекту на бурение.
Система «умное бурение» должна самостоятельно в режиме реального времени решать на буровой следующие задачи:
– автоматически распознавать горную породу на забое и рассчитывать оптимальные параметры бурения;
– определять оптимальные параметры режима промывки в зависимости от объема выбуренной породы для полной очистки скважины;
– определять оптимальные режимы проведения спуско-подъемных операций для замены бурового инструмента;
– обеспечивать безаварийное бурение скважины посредством раннего распознавания и предупреждения аварий;
– защищать окружающую среду переводом аварийных фонтанов и выбросов нефтепродуктов в безопасные проявления.
Специалистами научной школы уже получен значительный опыт в области создания и применения сейсмоакустических технологий поиска и разведки нефтегазовых залежей, сопровождения бурения глубоких скважин, каротажа в процессе бурения, технологии «каротаж-воздействие-каротаж», мониторинга процесса гидроразрыва пласта, закачки газа в подземные хранилища.
Представленные на семинаре доклады были посвящены использованию разработанных технологий при реализации элементов системы адаптивного управления процессом бурения.
Текст: ученый секретарь научной школы, доцент кафедры общей и прикладной геофизики Степан Каляшин
Фото: Юлия Цепилова