Проект завершён, 2019–2022
Система для Digital Petroleum, которая по данным с буровых в реальном времени предупреждает об аварийных ситуациях и показывает, какую породу проходит долото. Два модуля — «Прогноз аварийных ситуаций при бурении» и «Реконструкция прочностных свойств породы в процессе бурения» — в закрытом контуре Лукойла.
Digital Petroleum делает для нефтяников модели, которые по данным геолого-технологических исследований (ГТИ), приходящим с буровой в реальном времени, предсказывают осложнения при бурении и определяют свойства породы. Для Лукойла такие модели нужно было превратить в рабочий инструмент технологов: каждые несколько секунд забирать данные со всех буровых обществ и ТПП, прогонять через модели и показывать результат так, чтобы риск на скважине замечали до аварии.
Перед нами стояла задача построить всю систему вокруг моделей: получение телеметрии по протоколу WITSML, справочник обществ, месторождений, кустов, скважин и стволов, хранение и пересчёт результатов, события и оповещения, отчёты, вход через корпоративный каталог и веб-интерфейс для обоих модулей. Работать всё это должно внутри закрытой сети заказчика, без доступа в интернет.
У каждого ствола карточка: месторождение, куст и скважина, статус («без осложнений», «возможно осложнение», «риск аварии»), текущая операция — бурение, наращивание, СПО, проработка, — качество данных и время с последней синхронизации. Цвет рамки показывает, можно ли верить данным. Поиск, группировка по статусу или месторождению, обновление каждые 10 секунд.
Технолог держит в поле зрения все свои скважины и сразу видит ту, где растёт риск.
Шкалы и графики во времени по ГНВП, поглощению, прихвату и промыву, красная линия — порог срабатывания. Рядом забой, глубина долота, операция и качество данных. Переключатель времени открывает архив: состояние ствола на любые прошедшие дату и час.
Видно не только что риск высокий, но и какой именно и как он нарастал.
В версии AIDRILLING к четырём осложнениям добавлены слом инструмента и сальникообразование. Логотип, цвета и контакты задаются настройками: у Лукойла система в его фирменном стиле, как самостоятельный продукт Digital Petroleum — под брендом AIDRILLING.
Одна система ставится разным заказчикам без переделки.
Дерево доступных стволов: общество, ТПП, месторождение, куст, скважина, ствол — с поиском по любому уровню и галочкой «Только активные стволы». Ползунок от 0,4 до 0,9 задаёт, с какой вероятности система поднимает тревогу. Какие стволы видны, зависит от прав пользователя.
Каждый следит за своими скважинами и сам выбирает, насколько чувствительной быть тревоге.
Если данные пришли с опозданием или прогноз нужно перепроверить, пользователь выбирает период до 24 часов, и система ставит его в обработку. Таблица показывает каждый отрезок: не обработан, в обработке, обработка завершена. Доступ к разделу выдаётся через группы корпоративного каталога.
Пропуски в прогнозе закрываются без участия разработчиков.
Второй модуль на той же платформе. Карточка ствола показывает самую вероятную породу — глину, песчаник или твёрдые породы — с процентом, глубину, на которой её обнаружили, и проходку без изменений. Если на стволе не бурят, карточка бледнеет. Группировка — по типу породы или месторождению.
Смену породы видно в тот момент, когда долото в неё входит.
Текущая порода и вероятности трёх классов, положение долота и забоя, лента литотипов по метрам проходки и отдельные графики глины, песчаника и твёрдых пород.
Разрез скважины по породам строится прямо во время бурения.
Вход через корпоративный каталог Active Directory, без регистрации на сайте; доступ к разделам — по группам каталога. Система разворачивается в Kubernetes заказчика без интернета. На схеме — её части: импорт телеметрии, блок моделей со своей базой, сервисы данных, пользователей и оповещений, наблюдение за здоровьем всех сервисов. В справке есть инструкция, как переобучить модели на новых данных и выкатить их внутри контура.
Данные о бурении не покидают сеть компании.
Осенью 2019 года, ещё до договора, мы собрали интерактивный прототип прогноза: вход, мониторинг с группировкой и поиском, выбор стволов, страница ствола с графиками вероятностей, события и справка — для компьютера и телефона, с пояснениями к каждому состоянию карточки.
Заказчик увидел, как будет работать система, до начала разработки.
Колокольчик в шапке собирает события по выбранным стволам: высокая вероятность осложнения, смена литотипа, данные не поступают 5 или 15 минут, бурение завершено. Те же события приходят на почту, а у каждого ствола есть своя лента событий.
О риске узнают, даже если не смотрят на экран.
Отчёт по выбранным стволам за период и отчёт по действиям пользователей — входы, изменения списка скважин и порога срабатывания — скачиваются файлом.
Руководитель видит, как идёт бурение и кто как пользуется системой.
По каждому модулю — статьи о каждом экране с иллюстрациями, от входа до отчётов. Новые статьи добавляются файлом без доработки интерфейса.
Новому пользователю не нужен отдельный учебный курс.
Сервис импорта каждые 10 секунд забирает телеметрию буровых по протоколу WITSML, а справочник скважин — из инженерных баз заказчика, и передаёт данные в общую шину. Сервис с моделями Digital Petroleum считает по телеметрии вероятности осложнений и литотипы; результаты сохраняются, отдаются веб-приложению и превращаются в события для оповещений. Для испытаний без буровой мы сделали генератор, который ведёт себя как настоящая скважина и отдаёт данные по WITSML.
Масштаб: 19 репозиториев и около 3 700 коммитов — веб-приложение, двенадцать сервисов и общая библиотека, сервис моделей, тестовый каталог пользователей, чарты развёртывания и документация API. К сдаче — по два десятка документов на каждую систему: техническое описание, руководства пользователя и администратора, руководство по переобучению моделей, программа и методика испытаний, регламенты и соглашения об уровне сервиса. На нагрузочных испытаниях в ноябре 2020 года прогноз обрабатывал данные 22 бурящихся скважин одновременно, реконструкция — 20; путь от WITSML-сервера до готового результата занимал в среднем 22 и 20 секунд.
Вероятность каждого осложнения пересчитывается по свежей телеметрии: на испытаниях прогноз был готов в среднем через 22 секунды после того, как данные пришли на WITSML-сервер. Карточка меняет статус, когда прогноз переходит порог.
Технолог следит за стволами разных обществ и ТПП сразу, а не открывает каждую скважину по отдельности.
Прогноз аварий и реконструкция пород пользуются общими сервисами данных, входом, событиями и отчётами.
Без интернета, со входом через корпоративный каталог и с переобучением моделей на месте.
К каждой системе — руководства, регламенты, программа испытаний и соглашения об уровне сервиса: эксплуатация не зависит от разработчиков.
Бренд и состав разделов меняются настройками, поэтому систему можно ставить другим заказчикам.
Проект завершён. Работали в 2019–2022 годах: от прототипа осенью 2019-го до поддержки системы в закрытом контуре Лукойла, последние изменения — апрель 2022 года.
Расскажите о ней — ответим в течение рабочего дня и предложим, с чего начать.
Telegram: @spacetab_bot · Почта: bip@spacetab.io
