Ин­ду­стри­аль­ный блокчейн в неф­те­га­зо­вом сер­ви­се

Неф­тя­ная и га­зо­до­бы­ва­ю­щая от­рас­ли — од­ни из наи­ме­нее вос­при­им­чи­вых к но­ва­ци­ям, но и сю­да при­хо­дят но­вые тех­но­ло­гии. В част­но­сти, для уда­лен­но­го мо­ни­то­рин­га гео­ло­го-гео­фи­зи­че­ских дан­ных се­год­ня при­ме­ня­ет­ся ин­ду­стри­аль­ный блокчейн.

Otkrytye sistemy. SUBD. - - СОДЕРЖАНИЕ - Сер­гей Ко­сен­ков, Ан­дрей Шай­ба­ков, Юрий Че­ты­рин

Неф­тя­ная и га­зо­до­бы­ва­ю­щая от­рас­ли — од­ни из наи­ме­нее вос­при­им­чи­вых к но­ва­ци­ям, но и сю­да при­хо­дят но­вые тех­но­ло­гии. В част­но­сти, для уда­лен­но­го мо­ни­то­рин­га гео­ло­го­гео­фи­зи­че­ских дан­ных се­год­ня при­ме­ня­ет­ся ин­ду­стри­аль­ный блокчейн.

Клю­че­вые сло­ва: блокчейн, неф­те­га­зо­до­бы­ча, боль­шие дан­ные Keywords: Blockchain, Oil and gas production, Big Data

Са­ми по се­бе тех­но­ло­гии блок­чей­на вряд ли мож­но на­звать но­ва­ци­он­ны­ми, од­на­ко их ак­тив­ное внед­ре­ние мо­жет со­здать кри­ти­че­скую мас­су и за­пу­стить цеп­ную ре­ак­цию из­ме­не­ний в биз­нес-мо­де­лях и про­цес­сах, це­поч­ках по­ста­вок и от­но­ше­ни­ях ком­па­ний с кли­ен­та­ми во всех сек­то­рах эко­но­ми­ки [1]. Се­год­ня в раз­лич­ных об­ла­стях для по­вы­ше­ния эф­фек­тив­но­сти су­ще­ству­ю­щих про­из­вод­ствен­ных и тех­но­ло­ги­че­ских про­цес­сов, а так­же оп­ти­ми­за­ции сфе­ры услуг все ча­ще при­ме­ня­ет­ся «ин­ду­стри­аль­ный блокчейн» — тех­но­ло­гии блок­чей­на вне пе­ри­мет­ра фи­нан­со­вой сфе­ры. Не стал ис­клю­че­ни­ем и неф­те­га­зо­вый сер­вис, где со­от­вет­ству­ю­щие тех­но­ло­гии ис­поль­зу­ют­ся для об­ра­бот­ки пер­вич­ных дан­ных.

Один из ви­дов гео­фи­зи­че­ских сер­ви­сов, предо­став­ля­е­мых в про­цес­се раз­ра­бот­ки неф­те­га­зо­вых ме­сто­рож­де­ний, — про­ве­де­ние гео­ло­го-тех­но­ло­ги­че­ских ис­сле­до­ва­ний (ГТИ) сква­жи­ны. В хо­де этих ис­сле­до­ва­ний вы­пол­ня­ет­ся гео­ло­го-тех­но­ло­ги­че­ский мо­ни­то­ринг, ко­то­рый пред­став­ля­ет со­бой уда­лен­ный кон­троль за про­цес­са­ми, про­ис­хо­дя­щи­ми на бу­ро­вой при стро­и­тель­стве сква­жи­ны, со­про­вож­да­е­мый по­лу­че­ни­ем тех­но­ло­ги­че­ских, гео­ло­ги­че­ских, гео­фи­зи­че­ских и про­из­вод­ствен­ных дан­ных. Мо­ни­то­ринг сква­жин со­сто­ит в обоб­ще­нии на­коп­лен­но­го опы­та ре­тро­спек­тив­ных про­ек­тов и ин­фор­ма­ци­он­но­го со­про­вож­де­ния сква­жи­ны на всем про­тя­же­нии жиз­нен­но­го цик­ла неф­те­га­зо­во­го ме­сто­рож­де­ния с об­ра­бот­кой дан­ных, по­сту­па­ю­щих в ре­жи­ме ре­аль­но­го вре­ме­ни.

Еже­се­кунд­но со сква­жи­ны на «Боль­шую зем­лю» в раз­лич­ные цен­тры мо­ни­то­рин­га (рис. 1) пе­ре­да­ет­ся око­ло 150 гео­ло­ги­че­ских, тех­но­ло­ги­че­ских и гео­хи­ми­че­ских па­ра­мет­ров, ре­ги­стри­ру­е­мых в ав­то­ма­ти­че­ском ре­жи­ме, что да­ет по­ряд­ка 700 Мбайт в сут­ки. Ана­лиз по­сту­па­ю­щих дан­ных поз­во­ля­ет про­гно­зи­ро­вать ава­рии и из­ме­не­ния ре­жи­мов экс­плу­а­та­ции сква­жи­ны, а так­же про­кла­ды­вать оп­ти­маль­ную тра­ек­то­рию для по­вы­ше­ния де­бе­та сква­жи­ны. С уче­том то­го, что про­цесс стро­и­тель­ства экс­плу­а­та­ци­он­ной сква­жи­ны за­ни­ма­ет от 30 до 60 су­ток, а на ме­сто­рож­де­нии од­но­вре­мен­но стро­ят­ся 20–30 сква­жин, за­да­чу об­ра­бот­ки всей те­ле­мет­рии вполне мож­но от­не­сти к об­ла­сти ра­бо­ты с боль­ши­ми дан­ны­ми и Ин­тер­не­том ве­щей [2].

Для ра­бо­ты с боль­ши­ми дан­ны­ми се­год­ня при­ме­ня­ют­ся ре­ше­ния, поз­во­ля­ю­щие ав­то­ма­ти­че­ски вы­пол­нять ру­тин­ные опе­ра­ции по за­ра­нее из­вест­ным пра­ви­лам. Кро­ме то­го, на­би­ра­ют по­пу­ляр­ность сер­ви­сы на ос­но­ве обу­ча­е­мых ней­рон­ных се­тей, в ря­де слу­ча­ев поз­во­ля­ю­щие

оп­ти­ми­зи­ро­вать на­строй­ки ал­го­рит­ма об­ра­бот­ки дан­ных. Од­на­ко, неза­ви­си­мо от на­ли­чия или от­сут­ствия у си­сте­мы ко­гни­тив­ных спо­соб­но­стей, ни один из ее ал­го­рит­мов не смо­жет вы­дать пра­виль­ный ре­зуль­тат, опи­ра­ясь на дан­ные, ко­то­рые бы­ли слу­чай­но ли­бо умыш­лен­но из­ме­не­ны.

При ра­бо­те с боль­ши­ми дан­ны­ми на пер­вое ме­сто вы­хо­дят ка­че­ство и неиз­мен­ность пер­вич­ной ин­фор­ма­ции — в про­тив­ном слу­чае вме­сто «боль­шо­го про­ры­ва» мож­но по­лу­чить «боль­шую ошиб­ку».

Се­год­ня, в свя­зи с осо­бен­но­стью ра­бот, про­во­ди­мых на сква­жине, необ­хо­ди­мо учи­ты­вать рис­ки из­ме­не­ния ис­ход­ных дан­ных. Рис­ки свя­за­ны в первую оче­редь с че­ло­ве­че­ским фак­то­ром и опре­де­ля­ют­ся уча­сти­ем в про­цес­се лиц, не за­ин­те­ре­со­ван­ных в на­ли­чии дан­ных, ко­то­рые поз­во­ля­ют в слу­чае воз­ник­но­ве­ния ава­рий или ослож­не­ний по­лу­чить ис­тин­ную кар­ти­ну про­ис­ше­ствия. Тех­но­ло­гии блок­чей­на мо­гут по­мочь при про­вер­ке неиз­мен­но­сти дан­ных, по­сту­па­ю­щих на вход в цен­тры мо­ни­то­рин­га.

В си­сте­му уда­лен­но­го мо­ни­то­рин­га (рис. 2), со­здан­ную в На­уч­но-про­из­вод­ствен­ном объ­еди­не­нии «Со­юз­неф­те­газ­сер­вис», бы­ли ин­те­гри­ро­ва­ны сле­ду­ю­щие ре­ше­ния из ар­се­на­ла блок­чей­на: • по­сле­до­ва­тель­ное шиф­ро­ва­ние с ис­поль­зо­ва­ни­ем клю­ча, по­лу­чен­но­го на преды­ду­щем эта­пе; • рас­пре­де­ле­ние дан­ных в од­но­ран­го­вой се­ти; • си­сте­ма кон­сен­су­са по опре­де­ле­нию ва­лид­но­сти дан­ных.

Ин­ду­стри­аль­ный блокчейн для мо­ни­то­рин­га сква­жин со­сто­ит из уз­лов блокчейн-плат­фор­мы (Blockchain Platform, BCP) и уз­лов хра­не­ния дан­ных, со­еди­нен­ных од­но­ран­го­вой се­тью.

В ка­че­стве ба­зо­вой блокчейн-плат­фор­мы рас­смат­ри­ва­лись Hyperledger (www.hyperledger.org) и Corda (www. corda.net), од­на­ко пред­по­чте­ние бы­ло от­да­но Openchain (www.openchain.org), ко­то­рая оп­ти­маль­но под­хо­ди­ла для си­сте­мы уда­лен­но­го мо­ни­то­рин­га. Вы­бор был обу­слов­лен сле­ду­ю­щи­ми фак­то­ра­ми: плат­фор­ма рас­про­стра­ня­ет­ся сво­бод­но, а от­кры­тый код поз­во­ля­ет до­ра­ба­ты­вать ее яд­ро; плат­фор­ма ди­на­мич­но раз­ви­ва­ет­ся, и име­ет­ся хо­ро­шо до­ку­мен­ти­ро­ван­ная ста­биль­ная вер­сия. От­кры­тость га­ран­ти­ру­ет от­сут­ствие «за­кла­док», что прин­ци­пи­аль­но важ­но при об­ра­бот­ке кон­фи­ден­ци­аль­ной ин­фор­ма­ции, при­ме­ром ко­то­рой яв­ля­ют­ся гео­ло­го-гео­фи­зи­че­ские ха­рак­те­ри­сти­ки раз­ра­ба­ты­ва­е­мо­го неф­те­га­зо­во­го ме­сто­рож­де­ния.

Си­сте­ма со­хра­ня­ет бло­ки ин­фор­ма­ции с па­ра­мет­ра­ми стро­и­тель­ства сква­жин, ре­ги­стри­ру­е­мы­ми стан­ци­ей ГТИ, уста­нов­лен­ной непо­сред­ствен­но на сква­жине. По­сту­па­ю­щие в ре­жи­ме ре­аль­но­го вре­ме­ни бло­ки дан­ных шиф­ру­ют­ся, опре­де­ля­ет­ся их кон­троль­ная сум­ма, ко­то­рая со­хра­ня­ет­ся в ба­зе блок­чей­на. Каж­дая по­сле­ду­ю­щая шиф­ра­ция и опре­де­ле­ние кон­троль­ной сум­мы про­ис­хо­дят с уча­сти­ем кон­троль­ной сум­мы (хэ­ша), по­лу­чен­ной на преды­ду­щем эта­пе. Бло­ки ин­фор­ма­ции по­сле­до­ва­тель­но рас­пре­де­ля­ют­ся по уз­лам од­но­ран­го­вой блокчейн-се­ти Openchain.

С по­мо­щью под­си­сте­мы ва­ли­да­ции про­из­во­дит­ся про­вер­ка дан­ных на пред­мет неиз­мен­но­сти. При отоб­ра­же­нии ин­фор­ма­ции ли­бо при вы­пол­не­нии клю­че­вых кри­ти­че­ски важ­ных рас­че­тов про­из­во­дит­ся за­прос до­сто­вер­но­сти ис­ход­ных дан­ных. Ва­ли­да­ция поз­во­ля­ет про­ве­сти по­сле­до­ва­тель­ный пе­ре­счет кон­троль­ных сумм для под­твер­жде­ния аутен­тич­но­сти пер­вич­ных све­де­ний. Ва­ли­да­ция мо­жет

про­ис­хо­дить в фо­но­вом ре­жи­ме ли­бо по за­про­су.

Клю­че­вая осо­бен­ность тех­но­ло­гии уда­лен­но­го мо­ни­то­рин­га — ис­поль­зо­ва­ние от­кры­тых меж­ду­на­род­ных стан­дар­тов пе­ре­да­чи дан­ных WITS и WITSML, что поз­во­ля­ет объ­еди­нить в еди­ную струк­ту­ру оте­че­ствен­ные и за­ру­беж­ные ГТИ, стан­ции кон­тро­ля це­мен­ти­ро­ва­ния, си­сте­мы кон­тро­ля про­цес­са бу­ре­ния, стан­ции (си­сте­мы) гео­фи­зи­че­ских ис­сле­до­ва­ний в сква­жине на тру­бах и на ка­бе­ле, а так­же ряд дру­гих стан­ций.

Вся по­лу­чен­ная ин­фор­ма­ция мо­жет быть ис­поль­зо­ва­на для де­таль­но­го мо­де­ли­ро­ва­ния и углуб­лен­но­го ана­ли­за. Бла­го­да­ря стан­дар­там WITSML, блокчейн-си­сте­ма мо­жет ра­бо­тать с лю­бой пер­вич­ной гео­ло­го-гео­фи­зи­че­ской ин­фор­ма­ци­ей, обес­пе­чи­вая кон­троль неиз­мен­но­сти дан­ных.

По срав­не­нию со ста­рой схе­мой мо­ни­то­рин­га при­рост объ­е­ма дис­ко­во­го про­стран­ства со­ста­вил 11% для од­ной сква­жи­ны, а объ­ем ин­фор­ма­ции в ба­зе дан­ных уве­ли­чил­ся на 62 Мбайт в сут­ки для од­ной сква­жи­ны, или на 86 тыс. за­пи­сей при еже­се­кунд­ном об­нов­ле­нии. При­ме­не­ние но­вой си­сте­мы поз­во­ли­ло при незна­чи­тель­ном уве­ли­че­нии объ­е­мов пе­ре­да­ва­е­мой и со­хра­ня­е­мой ин­фор­ма­ции по­лу­чить га­ран­тию це­лост­но­сти пер­вич­ных гео­ло­го-гео­фи­зи­че­ских дан­ных.

Си­сте­ма ин­ду­стри­аль­но­го блок­чей­на для уда­лен­но­го мо­ни­то­рин­га поз­во­ли­ла по­вы­сить до­сто­вер­ность пер­вич­ных гео­ло­го-гео­фи­зи­че­ских дан­ных, по­лу­ча­е­мых со сква­жин в ре­жи­ме ре­аль­но­го вре­ме­ни, что да­ло воз­мож­ность сни­зить рис­ки при­ня­тия оши­боч­ных управ­лен­че­ских ре­ше­ний, непо­сред­ствен­но вли­я­ю­щих на эко­но­ми­че­ские по­ка­за­те­ли сква­жи­ны и на­деж­ность ее экс­плу­а­та­ции.

ЛИ­ТЕ­РА­ТУ­РА

1.

Алек­сандр Про­зо­ров, Дмит­рий Вол­ков. Как ре­а­ли­зо­вать по­тен­ци­ал блок­чей­на? // От­кры­тые си­сте­мы.субд. — 2018. — № 1. — С. 28–29. URL: www.osp.ru/ os/2018/01/13053938 (да­та об­ра­ще­ния: 18.05.2018). 2.

Нир Кшет­ри. Мо­жет ли блокчейн за­щи­тить Ин­тер­нет ве­щей? // От­кры­тые си­сте­мы.субд. — 2017. — № 4. — С. 20– 22. URL: www.osp.ru/os/2017/04/13053377 (да­та об­ра­ще­ния: 18.05.2018)

Сер­гей Ко­сен­ков (kosenkov@nposngs.ru) — ру­ко­во­ди­тель Ит-про­ек­тов, Ан­дрей Шай­ба­ков (shaybakov@nposngs.ru) — ру­ко­во­ди­тель про­ек­тов, Юрий

Че­ты­рин (chetyrin@nposngs.ru) — ве­ду­щий про­грам­мист, На­уч­но­про­из­вод­ствен­ное объ­еди­не­ние «Со­юз­неф­те­газ­сер­вис» (Москва).

Рис. 1. При­мер форм уда­лен­но­го мо­ни­то­рин­га стро­и­тель­ства сква­жин

Рис. 2. Схе­ма ин­ду­стри­аль­но­го блок­чей­на при мо­ни­то­рин­ге стро­и­тель­ства сква­жи­ны

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.