ЕДИНАЯ БАЗА ДАННЫХ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН - ОСНОВА ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ АО "УЗБЕКНЕФТЕГАЗ"

АННОТАЦИЯ

В статье представлен полный спектр функций созданной базы данных, ее перспективы и связь с программными продуктами партнерских компаний, в частности компании «Schlumberger», с целью оптимизации оцифровки и хранения промысловых данных нефтегазовой отрасли Республики Узбекистан. Описан пошаговый процесс формирования базы данных, механизмы ее управления, структурирования информации и использования аналитики для прогнозирования производственной и экономической эффективности. Детально описаны все три типа программного продукта ProSource Family (ProSource, ProSource Front Office, ProSource Web), позволяющие на новом уровне быстро и эффективно решать задачи, которые ранее реализовывались с большими затруднениями или вовсе не решались. Предоставлена методика индексации каждой скважины с помощью индивидуального номера Unique Well Id (UWI), а также архитектура и методология работы базы данных,  способная обеспечивать надежность и объективность получаемой и используемой информации, на основе которой с высокой степенью достоверности формируется объективная основа для принятия взвешанных управленческих решений и мер по повышению операционной эффективности и оптимизации разработок. Вместе с тем, показаны важные инструменты эффективности созданной базы данных, в том числе, цифровая структурированность, интеграция с ключивыми информационными процессами отрасли, хранение огромных массивов данных, визуализация всей геолого-геофизической информации, которые служат основой для создания цифровых геологических, гидродинамических, сетевых и интегрированных моделей месторождений. Также рассмотрены примеры успешного применения базы данных в различных проектах, показаны результаты повышения эффективности и точности геолого-технических решений. Даны рекомендации по дальнейшему развитию и адаптации базы данных для различных производственно-технологических условий и требований, а также достижения стратегических и оперативных целей.

ABSTRACT

The article presents the full range of functions of the created database, its prospects and connection with software products of partner companies, in particular, Schlumberger, in order to optimize the digitalization and storage of field data of the oil and gas industry of the Republic of Uzbekistan. The step-by-step process of database formation, mechanisms for its management, structuring of information and use of analytics for forecasting production and economic efficiency are described. All three types of the ProSource Family software product (ProSource, ProSource Front Office, ProSource Web) are described in detail, allowing to solve problems that were previously implemented with great difficulty or not solved at all at a new level quickly and efficiently. The article provides a method for indexing each well using an individual Unique Well Id (UWI) number, as well as the architecture and methodology of the database, capable of ensuring the reliability and objectivity of the received and used information, on the basis of which an objective basis for making balanced management decisions and measures to improve operational efficiency and optimize developments is formed with a high degree of reliability. At the same time, important tools for the effectiveness of the created database are shown, including digital structuring, integration with key information processes of the industry, storage of huge data arrays, visualization of all geological and geophysical information, which serve as the basis for creating digital geological, hydrodynamic, network and integrated models of deposits. Examples of successful application of the database in various projects are also considered, the results of increasing the effectiveness and accuracy of geological and technical solutions are shown. Recommendations are given for further development and adaptation of the database for various production and technological conditions and requirements, as well as achieving strategic and operational goals.

Ключевые слова: база данных, программный продукт, цифровизация, моделирование, месторождение, нефть, газ, программное обеспечение, оптимизация, промысловые данные.

Keywords: database, software product, digitalization, modeling, field, oil, gas, software, optimization, field data.

ВВЕДЕНИЕ

Интеграционные процессы различных отраслей экономики и их повсеместная цифровизация, современные задачи, связанные с инновационным развитием производства заставляют искать новые, отвечающие внешним условиям модели их развития, что в полной мере относится и к нефтегазовой отрасли. Производственные процессы, включающие в себя геологоразведку, добычу, хранение, переработку и транспортировку добываемых углеводородов требуют надежного и оперативного управления огромным объемом геолого-геофизической информации, промысловыми данными, технологическими параметрами, диагностическими сведениями и другой критически важной информацией. Внедрение и развитие современных цифровых технологий для хранения и управления подобной информацией на сегодняшний день является решающим фактором обеспечения производственной и экономической эффективности компаний нефтегазовой отрасли.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Решение актуальных проблем нефтегазовой отрасли Республики Узбекистан, включая поиск, геологоразведку, разработку месторождений углеводородного сырья, добычу, переработку, транспортировку, непосредственно связано с эффективным применением современных цифровых технологий, а также оперативным автоматизированным управлением массивами данных при помощи инновационных инструментов на основе IT. Массивы данных в нефтегазовой отрасли имеют свою определенную специфику. Это огромный объем разнородных данных, часть из которых имеет особенность быстро устаревать, в результате чего они требуют постоянного обновления. Это множество различных источников и форматов информации, затрудняющих их структурирование и систематизацию. Это необходимость быстрой и надежной обработки и анализа данных в целях получения достоверной объективной информации для принятия правильных оперативных и долгосрочных производственных, технологических и экономических решений. Вместе с тем цифровая методология сбора данных должна обеспечивать поддержание критически важной информации в актуальном состоянии, ее систематизацию и контроль.

Известно, что в условиях наличия большого количества разнородных данных, в частности, по количеству и мощности скважин, по различным геологическим, промысловым и техническим условиям, другим актуальным оперативным и технологическим параметрам, процесс сбора и обработки информации значительно затрудняется. Это, в свою очередь, влияет на верификацию новых данных, получаемых с месторождений, а также их достоверную обработку. В связи с этим, важнейшей задачей на современном этапе становится создание инновационной цифровой системы мониторинга и аккумулирования массивов геолого-геофизических, технологических, параметрических данных нефтегазовых месторождений, способной системно генерировать и структурировать самые точные технологические параметры. Такая система должна служить достоверной базой для геологического, гидродинамического, сетевого, интегрированного и регионального моделирования месторождений углеводородного сырья. Вместе с тем, ее основными технологическими характеристиками и возможностями должно быть удаленное (сетевое) обслуживание, отображение цифровых и графических данных, создание и обработка 3D изображений, взаимодействие с сейсмической и геофизической визуализацией, геологическое моделирование, систематизация больших массивов данных при их динамической инверсии и лабильности значений.

Решение этой не простой стратегической задачи непосредственно связано с принципиальным решением концепции подхода к реализации создания информационной базы данных. Так, на основе детального анализа возможностей сформировались три основных принципиальных подхода, из которых необходимо было выбрать самый оптимальный.

А именно:

1. Создание Базы данных на основе собственной модели. Для этого требуется:

• создание аппаратного обеспечения (сервер, носители информации и др.), программного обеспечения, а также подготовка специалистов по обслуживанию базы данных;
• затраты по времени, по предварительным расчетам – 5-10 лет;

2. Использование имеющихся положительно зарекомендовавших себя программных продуктов, таких как Microsoft Access. При этом имеют место следующие условия:

• возможность только храния данных, без каких-либо взаимодействий с другими программами;
• возможность загрузки и хранения только цифровых данных (отчетов по добыче углеводородов и технологическому режиму скважины);
• затраты по времени, по предварительным подсчетам – 5-6 месяцев;

3. Привлечение иностранных компаний, имеющих большой опыт в сфере цифровизации, таких как Schlumberger, Halliburton и другие.

При этом имеют место следующие условия:

• возможность загрузки, хранения и отображение как цифровых, так и графических данных (Las файлы, SYG-Y файлы, отчеты по добыче углеводородов и технологическому режиму, конструкция скважин, схемы трубопроводов и др.);
• возможность использования апробированного программного продукта и аппаратного обеспечения;
• наличие технического сопровождения и обучения всех необходимых специалистов;
• затраты по времени, по предварительным подсчетам – 3-5 лет.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

На основе функционального подхода в выборе структурно-параметрической модели базы данных необходимо было учесть наиболее приемлемые и оптимальные условия, обеспечивающие потребности компании, без ущерба ее текущему производственному процессу, а также ламинарный характер ее адаптационного процесса. Таким образом, наиболее оптимальным из представленных вариантов на наш взгляд является вариант привлечения программных продуктов компаний, имеющих большой опыт в сфере цифровизации.

Этот выбор основывается на нескольких факторах. В частности, необходимо отметить, что сегодня АО «Узбекнефтегаз» и его соответствующие структурные подразделения полностью обеспечены всем необходимым оборудованием и программным контентом, которые могут служить необходимой базой для имплементации цифрового контента. Также необходимо отметить, что важную роль при этом сыграло тесное сотрудничество с компанией Schlumberger, которая располагает значительным пакетом программных продуктов, непосредственно обеспечивающих работу цифровой базы данных.

В ходе обращения и технических консультаций, компанией Schlumberger предоставлено программное обеспечение по Базе данных, включая программы ProSource, ProSource Front Office, ProSource WEB, а также серверное оборудование Linux Oracle, Linux ProSource, Linux VDR (Virtual Data Room), Windows ProSource Front Office. На основе этого создан целевой серверный центр, обеспечивающий дистанционный доступ к серверу для загрузки, хранения, мониторинга всех данных через ПО ProSource.

Рисунок 1. Управления информацией на различных этапах

Указанные программные продукты и современное серверное оборудование обеспечивают широкие возможности не только на территории Республики Узбекистан, но и по всему миру. Говоря о возможностях программного продукта ProSource важно отметить его характеристики и функции для управления базой данных: программный продукт ProSource (back office) – является основным инструментом для управления базой данных, который выполняет такие функции как мониторинг, загрузка, администрирование, экспорт данных и другие функции. ProSource используются только администраторами базы данных (рис.2);

Рисунок 2. ProSource (back office) - отображения раздела Field

Программный продукт ProSource Front Office (PSFO) – является ключом для доступа сотрудников АО «Узбекнефтегаз» в базу данных, где каждый сотрудник имеет свой персональный ключ для входа, имеет возможность просматривать и выгружать нужные данные в установленном порядке (рис. 3);

Рисунок 3. ProSource Front Office (PSFO) - Карта Узбекистана с визуализацией загруженных данных

Программный продукт ProSource WEB – является основным инструментом для использования VDR (Virtual Data Room). ProSource WEB используется для предоставления информации по различного рода запросам инвесторов и государственных органов (комитетов, министерств и др.) (рис. 4);

Рисунок 4. ProSource WEB - отображения различных геологических, промысловых и других данных

VDR – это виртуальная комната, куда администратор базы данных выгружает определенные данные, определяет возможные функции для пользователя, а именно администратор создает виртуальную комнату, заполняет её запрашиваемыми данными, ставит ограничения по загрузке, выгрузке, удалению или изменению данных, передает логин и пароль инвестору или запрашиваемому сотруднику, который дистанционно может воспользоваться предоставленной информацией в соответствии с запросом.

Кроме того, производится загрузка и графическое отображения отчетов добычи, сейсмических данных в 2D и 3D форматах, каротажных данных, конструкций скважин и др.

Именно на этих универсальных инструментах сформирована архитектура и технологическая структура инновационной Единой база данных АО «Узбекнефтегаз».

Без преувеличения можно констатировать, что усилием специалистов компании, при тесном взаимодействии с зарубежными партнерами, реализован полномаштабный ГИС-проект (Геоинфармационная Система), обеспечивающий возведение Единой базы данных компании на качественно новый, значительно более высокий технологический уровень. Комплексное решение этого важного вопроса за сравнительно короткий срок позволило значительно усовершенствовать систему управления базами данных, автоматизировав многие процессы и функции, которые ранее создавали серьезную проблему в технолгичеких цепочках.

Здесь важно подчеркнуть, что если раньше все данные нефтегазовой промышленности Республики Узбекистан начиная с начала ХХ века до сегодняшнего дня были разбросаны по всем подведомственным предприятиям АО «Узбекнефтегаз» и хранились только в бумажном варианте, то теперь все данные хранятся исключительно в цифровом формате, обеспечены высокой степенью безопасности, необходимой мобильностью, удобны для оперативной работы и принятия решений не зависимо от местонахождения объектов и специалистов. Это, в свою очередь, значительно повышает производительность труда, эффективность производственной деятельности, а также обеспечивает современные удобства сотрудникам и партнерам компании. Также важным шагом является содействие для привлечения иностранных инвестиций, при предоставлении какой-либо информации для инвесторов.

В данном случае важнейшей информацией для инвесторов, например, является монетизация данных, которая является важным производственно-экономическим параметром в практике многих компаний.

 На сегодняшний день в Единой базе данных имеется более 7000 скважин, каждая из которых имеет свой индивидуальный номер под грифом UWI/UBHI (Unique well ID/Unique Borehole ID), состоящий из 14 цифр (рис. 5). Индивидуальный номер — это систематизированный титул, включающий в себя такие параметры как номер региона, номер района, номер месторождения, номер скважины, номер ствола скважины и др.

Рисунок 5. Расшифровка кодов UWI и UBHI

Необходимо упомянуть о практическом значении базы данных непосредственно для Центра Моделирования. Так как Центр занимается различного рода моделированием месторождений, программный продукт ProSource связан со многими программными продуктами, используемыми в центре. Это такие продукты как OFM, Pipesim, Petrel, Techlog, Eclipse. В программы интегрируется необходимая информация для моделирования месторождений и анализа их разработки. С учетом этого осуществляется тесно взаимосвязанная работа между группами центра – группой моделирования и группой по управлению базой данных, что позволяет облегчить и решать ряд неудобств, которые возникали ранее (например, поиск и получение данных, оцифровка, корректировка данных и др.). Также учитывая, что в базу данных загружаются отчеты по добыче углеводородов с начала эксплуатации каждой скважины, появляется возможность проделать глубокий анализ скважин на программном продукте OFM.

Рисунок 6. Архитектура решения работы базы данных

ВЫВОДЫ

Внедряемая в отраслевую систему нефтегазодобычи База данных позволяет значительно повысить эффективность разработки нефтегазоконденсатных месторождений, повысить актуальную геолого-геофизическую и технологическую информативность практически каждой скважины в режиме реального времени, обеспечить достоверность и объективность данных при составлении проектных документов разработки, ведении геолого-технологической модели месторождений, полностью автоматизировать процесс сбора информации.

Важной особенностью базы данных является также то, что информационное и программное обеспечение может быть модифицировано и адаптировано с учетом геолого-технических особенностей любых газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. Кроме того, база данных способствует улучшению координации между различными подразделениями и организациями, участвующими в разработке и эксплуатации месторождений. Это позволяет значительно сократить время на обмен информацией и принятие решений, что особенно важно в условиях динамично изменяющейся обстановки на месторождении.

С внедрением новой Базы данных изменилась производственно-технологическая экосистема АО «Узбекнефтегаз», расширились возможности ее полноправной интеграции в мировое нефтегазовое пространство, увеличилась технологическая «капитализация» ее производственных процессов, что в конечном итоге обеспечивает повышение ее конкурентоспособности на рынке углеводородов. 

Таким образом, современные базы данных являются ключевым инструментом для достижения высоких показателей в разработке и эксплуатации нефтегазоконденсатных месторождений, обеспечивая надежность, точность и оперативность в управлении информацией и процессами на современном уровне.

Список литературы:

1. Указ Президента Республики Узбекистан от 05.10.2020г. №УП-6079 «Об утверждении стратегии «Цифровой Узбекистан-2030» и мерах по ее эффективной реализации».
2. Schlumberger Information Solutions «Инструкция ProSource Front Office». С. 9-18
3. Schlumberger Information Solutions «ProSource Enterprise 2021 Administration Guide» 2020 г. С. 12-21
4. Дейт К. Дж. Введение в системы базы данных. 8-е изд. 2005 г. С. 43-54
5. Oracle Database Concepts, 11g Release 2 // ORACLE. URL: https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/19/sutil/oracle-database-utilities.pdf (обращение 22.11.2023)
6. SQL Data Warehouse Documentation // Microsoft. URL: https://learn.microsoft.com/en-us/azure/synapse-analytics/sql/overview-architecture (обращение 04.10.2023)