Сотрудники Тюменского государственного университета и нефтяных компаний рассмотрели вопросы разработки онтологических моделей, алгоритмов и программного комплекса для технологических систем, которые выполняются при проектировании нефтегазового месторождения.
В проектировании сложных нефтегазовых систем выделяют концептуальное проектирование и системную инженерию, которые обеспечивают жизнеспособность проекта за счет принятия правильных решений на ранних стадиях разработки. Сложность нефтегазовых проектов, высокая степень неопределенности геологических данных обусловливают необходимость создания систем цифрового инжиниринга, которые способны обеспечить интеллектуальную поддержку процессов концептуального проектирования. Такие системы должны обеспечить генерацию вариантов технологических решений, отвечающих заданным требованиям и существенным условиям эксплуатации.
Таким образом, интеллектуальные системы (ИС) поддержки концептуального проектирования месторождений (ПКПМ) позволяют на ранних этапах нефтегазового проекта разработать технологические варианты с учетом многих требований и условий, в том числе, при разных исходных данных, с учетом возможных ограничений.
Ориентация на ранние этапы концептуальной разработки, интеграция научных методов для осуществления интеллектуальной поддержки принятия решений с генерацией вариантов и возможностью многокритериального выбора позволяет рассматривать ИС ПКПМ как новый вид программных инструментов, отличающий его от других известных систем (MBSE, SysRE, PLM, BIM и так далее).
Статья «Автоматическое конфигурирование системы подготовки газа на основе онтологических моделей» совместного проекта Центра системного инжиниринга Политехнической школы ТюмГУ, ООО «Газпромнефть НТЦ», ООО «Цифровое проектирование» вышла в сборнике «Онтология проектирования».
Статья посвящена ключевым вопросам создания ИС ПКПМ, как нового инструмента поддержки проектной команды при разработке нефтегазового проекта. Рассмотрен онтологический подход к созданию ИС ПКПМ. Разработана онтологическая модель для представления знаний, функционально-ориентированная на задачи концептуального проектирования вариантов технологических решений. Приведен пример разработки онтологии и программного прототипа для автоматического конфигурирования установки комплексной подготовки газа (УКПГ), как одного из компонентов ИС ПКПМ газоконденсатного месторождения.
Онтологическая база знаний является инструментом для сохранения и воспроизведения инфраструктурных решений, показавших эффективность при реализации нефтегазовых проектов. Опираясь на онтологический подход и функционально-ориентированную онтологию, создан программный прототип для решения задач: конфигурирования под требования, проверки исполнения требований и выявление противоречий при изменении конфигураций.
Интеграция методов инженерии знаний и строгих математических алгоритмов в процессах принятия решений позволяет использовать как объективные физические закономерности нефтегазовых процессов, так и менее формализованную информацию об объектах и отношениях между ними. Автоматическая генерация технологических вариантов с учетом множества требований предназначена для использования на ранних этапах проектирования и направлена на ускорение ввода в эксплуатацию и сокращение изменений.
Таким образом, ИС ПКПМ включает онтологическую базу знаний и программный прототип для построения технологических схем системы подготовки газа. ИС ПКПМ выполняет автоматическое конфигурирование системы подготовки газа, включая подбор состава и количества оборудования, построение взаимосвязанной цепочки объектов на основе требований и условий эксплуатации.
По уверению ученых, применение ИС ПКПМ позволит снизить трудоемкость проектных работ и ускорить сроки ввода объектов в эксплуатацию. Тестирование ИС ПКПМ проведено на основе данных одного из газовых месторождений компании «Газпром Нефть».