Участники – получатели грантов Президента РФ и молодые люди, чьи достижения включены в государственный информационных ресурс о детях, проявивших выдающиеся способности, студенты четырех российских вузов – Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Московского физико-технического института (государственный университет), Самарского государственного технического университета и Новосибирского государственного университета.
В научном парке «Сириус» завершился проектно-образовательный практикум по цифровизации процессов обработки и интерпретации геолого-геофизической информации. Программа, разработанная Фондом «Талант и успех» совместно с Научно-Техническим Центром «Газпром нефти», была ориентирована на студентов, имеющих уверенные математические знания, а также навыки программирования и моделирования физических процессов. Итогом их работы стала презентация научных проектов. Рассказываем об идеях и решениях, которые участники представили на защите.
Применение алгоритмов машинного обучения в задаче выделения интервалов нефтенасыщенных пород по данным геофизических исследований скважин
Геологическая информация – данные о геологическом строении недр, составе, свойствах и условиях залегания горных пород, полезных ископаемых, подземных вод и других геологических образований. Для задач создания максимально репрезентативной модели нефтегазовой залежи специалисты-геологи используют самые разнообразные источники информации. Они записывают значения различных физических полей (так называемой каротажной информации, получаемой в результате геофизических исследований скважин), интерпретируют их поведение и могут достаточно детально описать геологический разрез и его свойства и даже выделить потенциально нефтенасыщенные интервалы, определив дальнейшее направление работ по добыче ресурсов.
Но в этой отлаженной схеме тоже есть свои пробелы. Например на проведение расчетов и интерпретацию данных, затрачивается огромное количество времени, иногда на это уходят месяцы. Чтобы решить задачу, участники придумали способ автоматической интерпретации данных исследований скважин, который, опираясь только на имеющуюся информацию, умеет выделять нефтенасыщенные интервалы в геологическом разрезе, оценивать их потенциал или качество.
Реконструкция трехмерной топологии пористой структуры горных пород из двумерных срезов
Задачи обработки изображений возникают во многих отраслях академической и прикладной науки, но каждая из них имеет свою специфику, определяющую использование тех или иных алгоритмов. В нефтегазовой отрасли можно отметить большое количество двумерных фотографий шлифов (тонкой пластинки горной породы или минерала, приклеенной на стекло) при, фактически, отсутствии соответствующего кернового материала (образца породы). При этом пористость, размеры и связность пор, топологические особенности их «стенок» являются определяющими параметрами любой поровой структуры для оценки потенциала залежей.
Так как в нефтяной промышленности пористость является главным параметром при подсчете запасов конкретного коллектора, участники решили создать математическую модель (методику) с набором инструментов для автоматической реконструкции трехмерных изображений пористой структуры горных пород по их двухмерным срезам и представили на защите свой способ определения пористости образца породы и его проницаемости (свойство пропускать сквозь себя жидкость и газы при перепаде давления). Расчет проницаемости студенты проводили на уже имеющемся апробированном гидродинамическом симуляторе.
Применение теории сложных систем для анализа и обобщения информации по стоимости исследований месторождений компании
Геолого-экономическая оценка проявлений месторождений, отбраковка проявлений не представляющих промышленной ценности – еще одна ключевая задача специалиста-геолога. Эту работу усложняет отсутствие унифицированного инструмента сравнения и обобщения данных, позволяющих однозначно определить стоимость программы изучения месторождения при разных стадиях ее жизни и ключевые риски, зависящие от строения пласта.
Задумавшись над этой проблемой, молодые геологи решили создать прототип информационной системы, позволяющий проводить анализ сложности месторождения и на основе статистических данных, полученных ранее, оценивать предположительные затраты на исследования месторождения.
Реализацию методологии участники представили в виде отчета с описанием способов систематизации и анализа имеющихся данных по месторождениям и средним стоимостям исследований в индустрии. Презентация включала в себя подробное описание последовательности действий по определению сложности, оценки неоднородности материалов, визуализацию результатов на графике с предварительно полученными статистическими данными по месторождениям и затратам на их исследования.
Разработка автоматизированной системы по созданию и использованию онтологий в промышленной компании
Современное производство, особенно в нефтедобывающей отрасли, нуждается в совершенствовании методов обработки большого объема информации. К тому же с целью решения трудностей нефтегазовых операций и упрощения добычных работ, в настоящее время возрастает интерес к цифровизации промышленности. Поэтому в целях формализации знаний о предметной области специалисты разрабатывают интеллектуальные системы управления и хранения контента.
Важнейшим элементом современных информационных технологий являются онтологии (концептуальные схемы подробной формализации данных), которые позволяют производить автоматизированную обработку семантики информации, предоставленной через Интернет, и эффективно ее использовать. Но в компаниях с широким полем деятельности такой словарь онтологий может содержать миллионы значений и неограниченное количество связей, которые к тому же еще и постоянно актуализируются. Из-за сложностей оперативного получения словарей проведение оперативных операций и экспериментов для подтверждения ряда бизнес-гипотез становится невозможным.
Чтобы решить эту проблему, участники создали прототип программного продукта для автоматизации задач, связанных с построением и использованием онтологий в компании. Согласно условиям проекта, система не только минимизировала время администратора на коррекцию связей и терминов в системе, но и максимально снижала модерирование и правки конфликтов, а затем быстро выделяла нужную предметную область.
