- Геомеханическое моделирование – одна из сквозных компетенций «Физтех Геосервис». На какие отраслевые вывозы оно позволяет отвечать?
- Запасы легкоизвлекаемых углеводородов иссякают, а добыча трудноизвлекаемых, напротив, растет в объемах, продолжая при этом быть сложной задачей. Традиционные подходы к моделированию и разработке месторождений становятся экономически неэффективными, и мировая нефтегазовая отрасль семимильными шагами движется к решению оптимизационных задач таким образом, когда в масштабах месторождения рассматриваются десятки тысяч сценариев, среди которых ищется оптимальный.
Геомеханика играет огромную, стремительно растущую роль в разработке месторождений трудноизвлекаемых запасов. Причем если раньше она была нужна в основном для целей бурения в плане снижения аварийности, то сегодня это уже неотъемлемая часть планирования разработки любого сколь угодно «проблемного» месторождения. В нефтегазовом инжиниринге всё больше подобных задач (в числе прочего - по гидродинамическому и геомеханическому моделированию месторождений) решается с помощью вычислительно сложных физико-математических методов, в частности - путем решения дифференциальных уравнений на неструктурированных сетках. На первый взгляд, задача несложная, однако, когда сетка состоит из миллионов ячеек, работать в условиях многовариантности и неопределенности, влекущей за собой тысячи расчетов, практически невозможно из-за низкой скорости вычислений. К тому же, в рамках почти каждого из сценариев требуется ряд манипуляций с моделью. Соответственно, скорость расчета и удобство подготовки данных в этом случае играет критическую роль.
ООО «Физтех Геосервис» основано в 2018 году как спин-офф Московского физико-технического института в тандеме с инновационным научно-исследовательским Инжиниринговым центром МФТИ для коммерциализации программных продуктов и технологий. Сотрудничество двух компаний и научный потенциал МФТИ позволяет создавать уникальные решения в области нефтегазового инжиниринга. Приоритетное направление работы Общества – создание и реализация широкой линейки высокотехнологичных инженерных сервисов для разработки углеводородных активов.
- Как подобные задачи решают в «Физтех Геосервисе»?
- Мы считаем, что в применении геомеханики можно не ограничиваться только бурением, где она уже исторически распространена, поскольку геомеханическое моделирование применимо также и в ГРП, и в планировании разработки месторождений. На сегодня мы пришли к формату интегрированных проектов, где геомеханика – сквозная тема в процессе подбора оптимальной стратегии разработки месторождения. Сейчас в пуле нашей компании целый ряд реализованных крупных комплексных интегрированных проектов. Они дают заказчикам весомый экономический эффект: кратное увеличение добычи, значительное снижение аварийности на скважинах. Такой формат крайне востребован для любого типа залежей – нефтяных, газовых, газоконденсатных и даже геотермальных.
География применения геомеханического моделирования очень широкая: оно востребовано практически во всех регионах РФ. Большим количеством проектов, в том числе с трудноизвлекаемым запасами, представлена для нас Западная Сибирь; весьма амбициозны проекты в Заполярье; нарастает активность компаний по разработке ачимовских отложений, где геомеханическое моделирование по максимуму раскрывает свой потенциал. Кроме того, ведем значимые для страны проекты в Восточной Сибири, наращиваем объемы работ в Волго-Уральском регионе с активной тектоникой, где добывающие компании двигаются в сторону разработки доманиковых отложений.
«GEFEST (Geomechanics Finite-Element Simulation Tool) – это симулятор для трехмерного геомеханического моделирования, созданный на основе метода конечных элементов – одного из методов численного решения дифференциальных уравнений на сетках. Цифровой продукт позволяет моделировать напряженно-деформированное состояние среды с большим количеством трещин и разломов, а также рассчитывать модели с высокой степенью неоднородности. Это дает возможность сохранять геологические особенности залежи и учитывать влияние геомеханических эффектов на процессы разработки месторождений, в том числе на этапах строительства и заканчивания скважин. Ключевыми преимуществами нашего продукта является ускорение расчётов за счет распараллеливания основных этапов симуляции и снижения системных требований к вычислительным мощностям. У нас уже имеется ряд успешных примеров, где чуть более чем за 2 часа нам удалось просчитать более 40 миллионов ячеек на крупномасштабных моделях».
- На выставке НЕФТЕГАЗ-2021 большой интерес вызвал новый цифровой продукт GEFEST. Александр, расскажите подробнее про это решение. По каким принципам оно работает, и кто его потенциальный потребитель?
- В ходе нашей производственной работы мы пришли к идее создания симулятора для трёхмерного геомеханического моделирования, который учитывал бы различные особенности строения пласта, но в отличие от многих существующих решений работал бы в разы быстрее, поскольку, повторюсь, ключевой фактор для оптимизации - именно скорость расчетов.
GEFEST мы достаточно долго использовали в своей работе, не выводя на рынок. К моменту, когда было решено это сделать, из полусотни выполненных проектов по геомеханическому моделированию треть была реализована нами с использованием GEFEST. Написать конечно-элементную численную схему – задача сама по себе нехитрая, а вот сделать так, чтобы она стабильно работала с учетом сотен тысяч сценариев для расчета, – это до недавнего времени мало кому удавалось.
Сыграл на руку и тот факт, что все функциональные особенности, заложенные в основу GEFEST, взяты из реальной производственной практики. Наши сотрудники, у которых в бэкграунде работа в крупных мировых компаниях, к началу процесса создания нового продукта уже имели у себя в головах чёткое представление о том, как сделать по-настоящему полезный инструмент для геомеханического моделирования, «зашить» в него только тот функционал, который на самом деле нужен потребителю, а не те 70-80 процентов, за которые обычно платишь, но не используешь. Мы сосредоточились на том, чтобы довести до идеала эти 20-30 полезных процентов.
Целевая аудитория GEFEST – это, в первую очередь, крупные добывающие компании, которые за последние годы осознали для себя важность геомеханического моделирования. Проекты с трудноизвлекаемыми запасами разрабатывать без него практически невозможно, больше того – нецелесообразно. Почти все компании так или иначе создают внутри себя соответствующие компетенции - профильные подразделения, инжиниринговые структуры. Их специалистов мы видим пользователями GEFEST.
- Известно, что у вашего продукта есть сегодня мировые аналоги. Какие преимущества у GEFEST?
- Наверное, самый распространенный на сегодня в отрасли аналог представляет одна из крупнейших американских нефтесервисных компаний. Его минус в том, что этот продукт санкционный. К тому же, его цена достаточно высокая.
В числе конкурентных преимуществ разработанного «Физтех Геосервисом» симулятора, во-первых, тот факт, что GEFEST – не интерфейсное решение, а оптимизированное расчетное ядро, «расчетчик». Поэтому он совместим с абсолютно любой геологической платформой. При заказе программного пакета GEFEST компания-заказчик озвучивает, на какой платформе работает, и наши специалисты предоставляют версию GEFEST, адаптированную таким образом, чтобы она полностью интегрировалась в рабочий процесс заказчика. Важно и то, что, если сотрудник ранее работал в широко распространенном продукте, дополнительных навыков для работы с GEFEST, ему не потребуется.
Во-вторых, скорость расчетов на GEFEST втрое выше по сравнению с мировыми аналогами.
В-третьих, результаты расчетов на GEFEST полностью совпадают с существующим на рынке эталонным продуктом. Мы провели множество сравнительных тестов на большом количестве крупных реальных объектов, количество ячеек в моделях которых измерялось миллионами. Расхождение результатов составило меньше 0,5 процента. В том, что нам удалось добиться такой стабильности расчетов, - заслуга Инжинирингового центра МФТИ, лучшей команды в России в части быстрого и эффективного численного решения сложных систем дифференциальных уравнений на различных типах сеток.
В-четвертых, у GEFEST вдвое ниже требования к вычислительным мощностям. Если американский продукт запускается только на мощных компьютерах, то GEFEST можно использовать на вполне рядовых офисных машинах.
И, наконец, в-пятых, заказчиков привлекает выгодная экономика: GEFEST – хорошее приобретение за относительно невысокую цену. Это важно для всех. «Физтех Геосервис» предлагает триальный период использования программы сроком в один месяц. Мы делаем это потому, что на сто процентов уверены в своем продукте и широко применяем его сами. В пакет входит первый год стандартной техподдержки, плюс покупатель бесплатно получает все обновления, которые мы выпускаем за этот период. Это удобно, потому что продукт новый, и в течение первого года обновлений будет много. Например, скоро мы представим на рынок два новых модуля программы, которые предназначены для 1D геомеханического моделирования и для создания каркаса моделей.
- Ранее Вы упомянули геотермальную энергетику. Насколько это актуально для Вашей компании в плане реализации GEFEST?
- Мы движемся в сторону динамично развивающейся геотермальной энергетики, так как использование тепловой энергии Земли быстро набирает обороты. Геотермы располагаются в тектонически активных регионах – таких, как Камчатка, Эфиопия, Исландия, а это прямая специализация геомеханики, поскольку тектоническая активность сильно усложняет процесс бурения. Сегодня многие компании – и российские, и зарубежные – инвестируют в альтернативную энергетику. Мы ведем переговоры с этими компаниями в разрезе применения геомеханического моделирования. Поскольку геотермальная энергетика низкомаржинальна, и безаварийность бурения здесь – критически важный фактор, наш продукт может быть там широко используем.
Наркэс Гайсина, старший инженер отдела интенсификации притока:
«Как примеры положительного опыта по геомеханическому моделированию объектов у нашей компании есть реализованные проекты на газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождениях. В числе прочего – первая операция по гидроразрыву пласта на горизонтальной скважине, в результате которого она показала высокий уровень притока; построение геологического и геомеханического профилей скважин, что помогло снизить обводненность продукции и почти вдвое повысить показатели добычи».
- Любой продукт создают и двигают люди…
- В «Физтех Геосервис» одна из лучших команд по геомеханическому моделированию в России, и мы очень гордимся этим. Наши эксперты обладают опытом работы в ведущих мировых сервисных и добывающих компаниях – «большой сервисной четверке», крупнейших ВИНКах. А поскольку мы отлично понимаем, насколько мал кадровый рынок специалистов по геомеханическому моделированию, то научились сами воспроизводить для себя кадры: все же работаем на базе лучшего технического вуза страны.
Могу сказать, что корпоративная культура «Физтех Геосервис» базируется на постоянном поиске точек роста, стремлении сделать еще лучше, чем есть. Наша цель - изменить рынок нефтегазового инжиниринга: уйти от устаревших подходов и методик, внедрить в инженерную практику современные решения, сформировать интегрированный подход к решению проблем и транслировать найденные нами решения для «нефтянки» на смежные отрасли промышленности.
