Содержание
Роль информатики в нефтегазогеологии. 1
Введение в теорию информации. Основные характеристики информационных процессов 3
Перспективные исследования в информатике и применение их в нефтегазовом деле. 6
Роль информатики в нефтегазогеологии
Под «нефтегазовым делом» будем понимать все технологические процессы начиная от поиска нефти (слово «газ» далее опускаем, подразумевая, что оно тоже присутствует), кончая переработкой и продажей нефти и нефтепродуктов. Эти процессы известны и, без излишней детализации, их можно сформулировать следующим образом.
1. Поиск нефти
2. Разведка нефти
3. Проектирование и разработка месторождения
4. Добыча нефти
5. Транспортировка и хранение нефти
6. Переработка нефти
7. Реализация нефти и нефтепродуктов
Для последовательного «сближения» технологических процессов с информационными технологиями, представим последние также в виде нескольких крупных разделов, учитывая специфику нашей задачи.
1. Деловая информатика
2. Пакеты программ для инженерных расчетов и проектирования
3. Сетевые технологии и системы хранения данных
4. Базы данных и системы на их основе
5. Компьютерная графика и визуализация
6. Суперкомпьютеры, кластеры и методы вычисления
7. Интегрированные системы управления предприятиями (ERP)
Первый раздел не вызывает никаких сомнений в необходимости, в той или иной мере уже используются на всех этапах бизнес-процесса «нефтегазовое дело» за редким исключением, например, для геолога, находящегося в полевой партии или бурильщика на буровой установке. Но это сейчас, - через 5-10 лет, когда предстоит работать именно Вам, скорее всего даже эти инженеры будут оснащаться ноутбуками с выходом в Интернет через спутниковую связь. Технологически для этого и сейчас нет проблем, вопрос только в соответствии затрат на такое оснащение и получаемой отдачи.
Далее рассмотрим каждый раздел бизнес-модели по порядку.
1. Поиск нефти осуществляется сочетанием геологических, геофизических и геохимических методов. Задачей геологического этапа является составление структурных карт с характеристиками осадочных и горных пород. Поскольку все карты сейчас составляются в электронной форме, присоединим сюда раздел 5 (Компьютерная графика и визуализация) из IT-модели. В геофизических методах при поиске нефти преобладает сейсморазведка, задачей которой является восстановление геометрии подземных пород по распространению сейсмических колебаний, возникающих при искусственных взрывах. А это очень вычислительно-затратные задачи. Поэтому присоединяем сюда раздел 6 (Суперкомпьютеры, кластеры и методы вычисления). Для геохимических методов ничего не будем присоединять, так как они состоят в химическом анализе проб газа, взятых из бурового раствора или керна. Результирующей информацией этого этапа является установления факта наличия месторождения нефти и предварительная оценка его запасов.
2. Разведка нефти заключается в бурении разведочных скважин для того, чтобы обозначить (оконтурить) залежи, определить мощность и нефтегазонасыщенность пластов и горизонтов месторождения. Подсчитывается промышленный запас нефти, определяются ее характеристики. Этот этап, видимо, не требует особых информационных технологий, кроме раздела 1 и частично раздела 2.
3. Этап проектирование месторождения, очевидно, требует раздел 2 (Пакеты программ для инженерных расчетов и проектирования), но мы добавим и раздел 4 (Базы данных и системы на их основе), применение которых делает процесс проектирования более эффективным. Используются мощные современные пакеты программ, работающие в стандарте POSC (Petrotechnical Open Software Corporation - международный консорциум по разработке стандартов для прикладного ПО в нефтегазовой отрасли). Следование стандартам POSC обеспечивает сопоставимость, сравнение и интеграцию данных по разведке и добыче (exploration & production) нефти и газа различных компаний. Стандарт POSC поддерживают более 80 компаний - Oracle, Schlumberger, CGG, BP, Shell, Landmark Graphics, Chevron, Hewlett-Packard, IBM и др. Для проектирования объектов обустройства месторождения применяются системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Лидеры в этой области информационных технологий применяемых в нефтегазовой промышленности являются компании "Autodesk" (AutoCAD, PlanCAD) и "Microstation" (Microstation)
4. Добыча нефти c позиции информационных технологий требует в связи с территориальной распределенностью применения сетевых технологий (раздел 3) а также суперкомпьютерных вычислений (раздел 6) для моделирования гидроразрыва пласта и повышения нефтеотдачи. Все процессы по подъему и промысловой подготовке товарной нефти и газа в настоящее время в передовых фирмах полностью автоматизированы, т.е снабжены множеством датчиков, информация от которых передается в компьютерные центры мониторинга и управления процессом
5. Транспортировка и хранение нефти имеет основную информационную задачу – учет и контроль. Поэтому присоединяем сюда базы данных (раздел 4) и сетевые технологии (раздел 3) в связи с территориальной распределенностью.
6. Переработка нефти осуществляется, как правило, самостоятельными юридическими предприятиями. Поэтому с информационных позиций присоединяем сюда в первую очередь раздел 7 -Интегрированные системы управления предприятиями (ERP)
7. К этапу реализация нефти и нефтепродуктов в качестве основного присоединяем базы данных (раздел 4)
Приведенная выше модель условна, показывает только основные тенденции и предназначена только для того, чтобы сориентировать первокурсников в их выборе собственной траектории изучения информационных технологий в соответствии с той специализацией нефтегазового дела, которую они выберут.
Государственный образовательный стандарт для направления «Нефтегазовое дело», утвержденный в 2000 году по информатике содержит следующее:
понятие информации, общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации; технические и программные средства реализации информационных процессов; модели решения функциональных и вычислительных задач; алгоритмизация и программирование; языки программирования высокого уровня; базы данных; программное обеспечение и технологии программирования; локальные и глобальные сети ЭВМ; основы защиты информации и сведений, составляющих государственную тайну; методы защиты информации; компьютерный практикум.
Однако информатика и информационные технологии, последние десятилетия находятся в состоянии непрерывной технической революции, поскольку новые технологические решения не только быстро изобретаются, но и не менее быстро внедряются в производство, меняя кардинальным образом информационные возможности техники и заставляя нас переучиваться как минимум раз в 5 лет. Эта тенденция нашла свое отражение в международном стандарте по изучению информатики в университетах, получившему название: “Computing Curricula 2001”. Но этот очень объемный и достаточно подробно расписанный документ предназначен в первую очередь для подготовки IT-специалистов. Для подготовки прикладных инженеров изучение информатики заключается в выборке из этого плана тех конструкций, которые более всего необходимы в их будущей профессиональной деятельности.
В таких условиях изучение информатики на первом курсе ВУЗа не должно приводить к тому, что к моменту получению диплома выпускником его знания, полученные на первом курсе, оказались морально устаревшими и ненужными. Поэтому, наполнение вышеперечисленного стандарта конкретным материалом, на наш взгляд, должно быть, по-возможности, максимально фундаментальным.
Введение в теорию информации. Основные характеристики информационных процессов
Существует множество определений терминов «информатика» и «информация». Мы, в силу вышесказанного, выберем определение информатики, сформулированное в Оксфордском университете: «Информатика – это наука об информационных процессах и связанных с ними явлениями в природе, обществе и человеческой деятельности». Для инженерного образования это определение без потери сущности можно ограничить: «Инженерная информатика - это наука об информационных процессах и связанных с ними явлениями в профессиональной деятельности инженера». В этом определении главную роль играет связь между информационными процессами и теми явлениями, которые их вызывают. Чтобы уметь ее устанавливать, нужно научиться извлекать информацию из данных. Такие знания являются фундаментальными и мало зависят от того, какой Pentium, или какая операционная система сейчас в моде.
В соответствии с таким подходом то, что ранее называли информацией, в настоящее время подразделяют на данные, информацию и знания.
Данные – это отображенные на некотором носителе свойства объектов, которые могут быть измерены или сопоставлены с определенными эталонами.
Информация – осознанные (понятые) субъектом (человеком) данные, которые он может использовать в своей (профессиональной) деятельности.