В рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» ученые Пермского Политеха ведут работу над проектом «Цифровые технологии освоения недр», который направлен на удовлетворение потребностей организаций реального и финансового секторов экономики в нефтегазовой отрасли и области освоения недр, социальной сферы, а также вносит вклад в разработку внедрения критических и сквозных технологий.
Прошедший год стал плодотворным для научного коллектива стратегического проекта. Ученым горно-нефтяного факультета удалось достичь впечатляющих результатов по пяти направлениям.
«Интеллектуальные системы управления траекторией ствола скважин при разработке трудноизвлекаемых запасов»
Так, в ходе реализации этого направления исследователи разработали конструкторскую документацию и 3D-модель интеллектуальной системы контроля траектории ствола скважин с использованием искусственного интеллекта и технологии беспроводной связи. Это позволит вести добычу трудноизвлекаемых запасов с учетом экстремальных, сложных скважинных условий и результатов моделирования вероятности повышения температуры элементов деталей. Также в 2023 году был сформирован консорциум с ведущими предприятиями Пермского края, который поспособствует созданию в этом году прототипа разрабатываемой системы на приборах, измеряющих абсолютную угловую скорость, с возможностью работы в условиях высоких широт и на санкционных месторождениях.
«Цифровой двойник месторождений углеводородов»
В рамках подпроекта нефтяники провели работу по созданию отечественного многоуровневого программного продукта, направленного на динамическое управление процессами добычи, сбора, транспортировки и подготовки углеводородов, которые необходимы в химической промышленности для создания, например, каучука, пластмассы или смолы. Полномасштабное внедрение единой интегрированной цифровой модели ожидается к 2030 году. Она поспособствует сокращению эксплуатационных затрат предприятий нефтедобывающей отрасли на 20% и капитальных расходов на 10%.
В ходе реализации направления в 2023 году ученые смогли завершить работы по внедрению модуля «Динамический симулятор технологических процессов» на промышленные предприятия региона. Данная разработка обеспечивает полное импортозамещение иностранных специализированных программных продуктов, которые использовались ранее.
Также политехники разработали ПО «Система обнаружения утечек и несанкционированных врезок», которое позволяет значительно снизить время реагирования при аварийных ситуациях. Опытно-промышленные испытания программного обеспечения разработчики горно-нефтяного факультета провели в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Кроме того, сотрудники ПНИПУ изготовили блочно-модульную установку очистки промышленных стоков для подготовки попутно-добываемой воды к использованию в системах поддержания пластового давления, предотвращающих разрушение горных пород.
«Цифровая мультифункциональная интегрированная платформа «Виртуальные исследования скважин и пластов»
В ходе работ по этому направлению исследователи разработали инновационный модульный сервис автоматизации процессов гидродинамического моделирования и контроля разработки нефтяных месторождений Data Stream Analytics. Предложенный подход к мониторингу разработки нефтяных месторождений позволяет повысить качество планирования мероприятий по управлению активами и снизить сопровождающие их экологические риски. Разработанный модуль автоматизированной экспертизы гидродинамических моделей в значительной степени снижает трудозатраты на проведение соответствующей операции, которая ранее выполнялась вручную и отнимала значительное время инженерных кадров.
Кроме того, политехники провели тестирование сервиса на производственных площадках и переговоры с промышленными предприятиями с целью сотрудничества. В настоящее время заключен договор с ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» на проведение работ в течение 2024 года с использованием разработанного модульного сервиса. Помимо этого, выполняется тестирование сервиса в других нефтегазодобывающих компаниях страны.
«Разработка технологии повышения безопасности и эффективности подземной разработки месторождений твердых полезных ископаемых за счет комплексного анализа и мониторинга геомеханического и геофизического состояния недр»
При разработке технологии ученым удалось провести испытания образцов керна соляных пород территории Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей. Полученные результаты исследований находятся на процедуре защиты прав интеллектуальной собственности. Кроме того, в рамках реализации данного направления прошли переговоры, по итогам которых был заключен договор на выполнение научно-исследовательских работ с академическими партнерами и промышленными предприятиями Пермского Политеха.
«Разработка цифровой платформы горнодобывающего предприятия, обеспечивающей безопасность и снижение финансовых затрат на технологический процесс добычи полезных ископаемых»
При создании цифровой платформы горнодобывающего предприятия исследователи разработали программный продукт, позволяющий интегрировать имитационную подсистему цифрового двойника процесса проветривания подземного горнодобывающего предприятия с сайтом прогноза погоды, что позволит снизить энергопотребление главной вентиляторной установки.
В 2024 году ученые продолжат развитие данных направлений в рамках стратегического проекта. Исследования и полученные результаты позволяют решать широкий спектр научных и производственных задач, что в полной мере соответствует концепциям цифровизации топливно-энергетического комплекса, добывающей и перерабатывающей отраслей промышленности, импортозамещению и импортоопережению с целью обеспечения технологического и энергетического суверенитета России.