Интеллектуальный анализ геофизических данных в процессах разработки полезных ископаемых
Типология проекта: Естественные науки
Тематика проекта: Научный
Дата завершения проекта: 29.12.2023
Краткое описание проекта и его рамки

Краткое описание проекта и его рамки



Тренды повышения энергоемкости мировой экономики, повышения внимания к экологическим вопросам, задаче снижения карбонового следа, концепции ESG влияют на корпоративные стратегии компаний, добывающих полезные ископаемые и приоритизируют задачи автоматизации и оптимизации процессов добычи и транспортировки, создания безлюдных месторождений, создания полигонов улавливания и хранения CO2 в пластах, автоматического контроля безопасности инженерных сооружений (трубопроводов, хранилищ). Все эти задачи нуждаются в технологии автоматизированного распределенного сбора и интеллектуальной обработки геофизических данных.

В рамках проекта планируется создание универсальной программной системы для сбора данных геофизических сенсоров, обработки данных для калибровки математических моделей и формирование рекомендаций для заказчика. Будут разработаны математические модели для описания и прогноза процессов для ряда задач в области разработки месторождений: контроль профиля притока в скважине; мониторинг полигонов захоронения СО2, мониторинг и оптимизация разработки месторождений углеводородов, контроль  безопасности эксплуатации трубопроводов в сейсмоактивных районах и районах дислокации многолетнемерзлых пород.


Цель(и) проекта

Автоматизация процессов сбора, анализа и обработки данных геофизического мониторинга, а также прогноза состояния геологических сред на базе единой платформы за счет использования современных технологических решений и математических моделей.

 

На базе создаваемой платформы будут реализованы следующие системы геофизического мониторинга:
  1.      Система сейсмического и микросейсмического мониторинга месторождений углеводородов и твёрдых полезных ископаемых.

  2. Система мониторинга состояния многолетнемерзлых грунтов.

  3. Система мониторинга состояния инженерных объектов и трубопроводов.

  4.     Скважинная система оптоволоконного мониторинга.

  5.  Система мониторинга карбоновых полигонов.

Задачи проекта
Задача 1 Разработка единого аппаратно-программного комплекса геофизического мониторинга, позволяющего производить автоматический сбор и обработку данных в реальном времени.
Задача 2 Внедрение современных технологий спутниковой передачи данных с автономных устройств в отдаленных районах.
Задача 3 Разработка новых методов комплексной обработки и интерпретации геофизических данных на основе нейронных сетей.
Задача 4 Интеграция современных математических моделей для анализа данных и прогноза.
Задача 5 Разработка системы оперативного принятия решений и оповещения о критических изменениях в геологической среде, а также нарушениях целостности инженерных сооружений, позволяющая предотвратить аварийные ситуации.
Качественные результаты проекта (ожидаемый эффект)
На уровне НГУ
На уровне НГУ

Будет сформирован коллектив и создана единая платформа для разработки и создания систем геофизического мониторинга.

К участию в работах по проекту будут привлечены студенты НГУ.

По тематике проекта будет создан ряд курсов ДПО.

Научные результаты будут использованы для повышения публикационной активности.

На региональном и/или отраслевом уровне
На региональном и/или отраслевом уровне
В рамках единой платформы будут созданы системы геофизического мониторинга, которые будут востребованы в нефтегазовой отрасли и в горнодобывающей промышленности.
На национальном уровне
На национальном уровне
Повышение эффективности прогноза процессов в геологических средах за счет использования современных систем мониторинга и математических моделей.
Антон Альбертович Дучков
Руководитель образовательной программы «ИТ - геофизика» (Product), Руководитель Центра компетенций «Нефтегазовый инжиниринг», заместитель директора Института нефтегазовой геологии и геофизики им. Трофимука СО РАН
Петр Александрович Дергач
Старший научный сотрудник
Александр Викторович Яблоков
Старший научный сотрудник, разработчик программно-алгоритмической части, к.ф.-м.н.
Алексей Юрьевич Задоев
Инженер ПИШ НГУ

Ключевые вехи проекта

30.04.2023 г.
Создание прототипа системы мониторинга температуры на базе оптоволоконных сенсоров (DTS).
Запущен сервер для сбора данных с системы наземной и скважинной термометрии DTS. Создан WEB-интерфейс для визуализации и анализа данных. Прототип системы установлен на тестовой скважине.
30.06.2023 г.
Создание прототипа системы сейсмического мониторинга месторождений углеводородов и твердых полезных ископаемых.

Запущен сервер для сбора и обработки непрерывного потока данных на базе SeisComp. Настроена потоковая передача данных с регистраторов D-REG. Доработан и запущен на сервере алгоритм детектирования сигналов от землетрясений на основе свёрточных нейронных сетей. Разработаны WEB-интерфейсы:

·       контроль и управление аппаратной частью системы;

·       оповещение о локальной сейсмичности на основе нейронных сетей;

·       контроль качества автоматической обработки непрерывных записей;

·       анализ результатов сейсмического мониторинга.

Прототип системы установлен на тестовой площади.
30.09.2023 г.
Создание прототипа системы мониторинга карбоновых полигонов.

Разработан прототип автономной метеостанции с возможностью передачи данных по стандарту LoRaWan. Создан WEB-интерфейс для контроля работоспособности системы и визуализации показаний автономных метеостанций.

Произведен тестовый запуск системы мониторинга  карбонового полигона в НСО.
29.12.2023 г.
Создание прототипа системы мониторинга многолетнемерзлых грунтов и крупных инженерных сооружений.

Произведены экспериментальные исследования по мониторингу мощности слоя сезонной мерзлоты методом MASW с использованием портативного вибрационного источника низкочастотных колебаний на территории НСО. Доработаны алгоритмы инверсии данных MASW на основе искусственных нейронных сетей.

Создан прототип стационарной системы активного сейсмического мониторинга ММГ на поверхностных волнах.
Газпром нефть