В УГНТУ разработали прототип цифровой платформы для работы с трудноизвлекаемыми запасами нефти

фото: УГНТУ

Цифровую платформу для интеллектуального управления осложнённым фондом скважин разрабатывают в Уфимском государственном нефтяном техническом университете. Цель — создать отечественное программное обеспечение для использования в условиях, когда стандартные расчётные схемы неприменимы.

Платформа цифровых двойников «Пласт — скважина — инфраструктура», над которой работают специалисты УГНТУ, ориентирована на работу с трудноизвлекаемыми запасами нефти. Их доля постоянно растёт — из-за увеличения количества осложняющих факторов (повышенная вязкость, нестационарные режимы работы скважины, прорывы воды и газа, механические примеси и т. п.). В этой ситуации стандартные модели и расчётные схемы для управления скважинами не подходят, поскольку не обеспечивают требуемую точность.

— На осложнённом фонде скважинное оборудование нередко работает на пределе или с перегрузкой. В этих условиях типовые расчётные схемы имеют неприемлемую погрешность. Это не позволяет корректно оценить, что именно мешает скважине давать больше нефти или газа и как эти помехи устранить. По оценкам отраслевых экспертов, доля непроизводительного времени работы оборудования на осложнённых объектах достигает 50–70%. Это влечёт за собой потери углеводородов в пласте, перерасход электроэнергии и сокращение межремонтного периода, — объясняет руководитель проекта, заведующий кафедрой «Машины и оборудование нефтегазовых промыслов» УГНТУ Булат Латыпов.

Кроме того, нефтегазовые компании переходят от добычи простой нефти или сухого газа к добыче газоконденсата. Это значительно более сложное сырьё, которое требует принципиально иного подхода к моделированию. Необходимы более сложные математические модели и более умные компьютерные алгоритмы, которые смогут быстро и точно всё это просчитать.

Команда проекта уже разработала вычислительную основу для цифровых двойников системы «Пласт — скважина — инфраструктура». Это решение поможет моделировать работу нефтегазового объекта, сравнивать разные эксплуатационные сценарии и выбирать оптимальные режимы работы оборудования.

Специалисты разработали три взаимосвязанных вычислительных блока. Один из них — программа для расчёта свойств нефти и газа, которая корректно анализирует характеристики пластового флюида: фазовое состояние, плотность, вязкость и прочие параметры. Второй — модель скважины с электроцентробежным насосом для случаев выхода из строя обратного клапана. Третий — модуль управления группой скважин, имеющих взаимное влияние друг на друга.

Данная вычислительная система позволяет значительно ускорить расчёты. По словам Булата Латыпова, при использовании матричного подхода отдельные прогнозные расчёты выполнялись в 880–14 403 раза быстрее, чем с применением базовой модели пласта. Благодаря этому можно за короткое время проверить тысячи вариантов и оперативно оценить последствия изменения режимов добычи.

Достигнутые на сегодня результаты команда проекта уже представила отрасли. На прошедшем в конце августа форуме «Технопром-2026» УГНТУ, наряду с другими программными разработками для ТЭК, презентовал прототип системы поддержки инженерных решений «Цифровой двойник скважины». Это не просто визуальная модель ствола скважины, а комплексный расчётно-диагностический продукт для обеспечения максимально эффективной и безопасной добычи. Он включает в себя все ключевые данные и инструменты (конструкцию скважины, телеметрию, свойства флюида, PVT-модель, расчёт вариантов эксплуатации и т. д.), предусматривает работу с осложнённым фондом и отказами отдельных элементов оборудования. Участники форума — представители добывающих и сервисных компаний — отметили, что впервые видят отечественный инструмент, который объединяет расчётные модули и телеметрию в едином рабочем пространстве без ручной передачи данных между разрозненными программами. Особый отклик вызвал блок моделирования отказов оборудования на осложнённом фонде: по отзывам инженеров-технологов, именно эта функция закрывает давнюю потребность в оперативной оценке рисков и подборе режимов эксплуатации без привлечения сторонних подрядчиков. Несколько недропользователей уже запросили доступ к прототипу для пилотного тестирования на архивных данных собственных скважин.