Как мы разработали SaaS-платформу для инженеров-нефтяников
Создали облачную платформу, моделирующую СКО-обработку скважин, с уникальным интерфейсом и высокой точностью расчетов для нефтяной отрасли
Разработали инженерную SaaS-платформу для моделирования СКО с точностью 80% и реальным эффектом на добычу нефти и снижение рисков.
Задача:
Разработать масштабируемую онлайн-платформу для моделирования солянокислотной обработки скважин, исключающую ошибки и повышающую нефтеотдачу.
Причина:
MVP-приложение заказчика успешно прошло пилотное тестирование, но требовался надежный, удобный и визуально понятный сервис для передачи клиентам.
Разработать масштабируемую онлайн-платформу для моделирования солянокислотной обработки скважин, исключающую ошибки и повышающую нефтеотдачу.
Причина:
MVP-приложение заказчика успешно прошло пилотное тестирование, но требовался надежный, удобный и визуально понятный сервис для передачи клиентам.
Проект начался с запроса на доработку MVP Windows-приложения, разработанного заказчиком для моделирования процессов при солянокислотной обработке (СКО) нефтяных скважин. MVP использовался для пилотных расчетов и позволил заключить первые контракты с нефтяными компаниями, однако не обеспечивал возможности масштабирования и применения в производственных условиях: интерфейс был неудобен, отсутствовала визуализация, а распространение среди большого числа пользователей было затруднено.
Ключевая задача заключалась в переносе сложной математической модели, учитывающей десятки параметров геологии, характеристик скважин, оборудования и химических составов, в формат онлайн-сервиса с высокой производительностью, стабильностью и простотой использования.
Для проектирования решения была проведена детальная проработка предметной области: анализ конфигураций скважин, стадий разработки месторождений, свойств коллекторов и технологических особенностей СКО. Эта процедура применяется для восстановления проницаемости пластов при снижении дебита, однако ошибки при ее проведении могут не только нивелировать эффект, но и привести к закупорке скважины и падению добычи, что чревато значительными финансовыми потерями.
СКО предполагает поочередную закачку кислот и отклонителей в пласт с целью повышения нефтеотдачи. Алгоритм расчетов учитывает более 20 параметров по каждому из 10–40 пластов: пористость, давление, степень загрязненности, водонасыщенность, скин-фактор, а также характеристики насосного оборудования и химических реагентов. Это требует выполнения десятков миллионов итераций для каждой скважины, что стало основанием для разработки высокопроизводительного SaaS-решения.
Для серверной части был выбран фреймворк Ruby on Rails, а математическое ядро реализовано на Go, что позволило ускорить расчеты. Система обрабатывает миллиарды операций на одну скважину, сохраняя предсказуемость и воспроизводимость результатов.
Пользовательский интерфейс разработан с нуля и адаптирован для работы с любого устройства. Он позволяет добавлять собственные насосы, реагенты, работать с библиотеками оборудования и химии, а также сравнивать несколько сценариев обработки. Реализована проверка вводимых данных, логика обработки массивов, подсказки и маски, что снижает вероятность ошибок при расчетах.
Визуальная часть включает 2D-графики, отражающие изменение проницаемости пласта в зависимости от хода закачки. Такой формат облегчает анализ сценариев для инженеров и специалистов, принимающих решения по проведению работ.
Для проектирования решения была проведена детальная проработка предметной области: анализ конфигураций скважин, стадий разработки месторождений, свойств коллекторов и технологических особенностей СКО. Эта процедура применяется для восстановления проницаемости пластов при снижении дебита, однако ошибки при ее проведении могут не только нивелировать эффект, но и привести к закупорке скважины и падению добычи, что чревато значительными финансовыми потерями.
СКО предполагает поочередную закачку кислот и отклонителей в пласт с целью повышения нефтеотдачи. Алгоритм расчетов учитывает более 20 параметров по каждому из 10–40 пластов: пористость, давление, степень загрязненности, водонасыщенность, скин-фактор, а также характеристики насосного оборудования и химических реагентов. Это требует выполнения десятков миллионов итераций для каждой скважины, что стало основанием для разработки высокопроизводительного SaaS-решения.
Для серверной части был выбран фреймворк Ruby on Rails, а математическое ядро реализовано на Go, что позволило ускорить расчеты. Система обрабатывает миллиарды операций на одну скважину, сохраняя предсказуемость и воспроизводимость результатов.
Пользовательский интерфейс разработан с нуля и адаптирован для работы с любого устройства. Он позволяет добавлять собственные насосы, реагенты, работать с библиотеками оборудования и химии, а также сравнивать несколько сценариев обработки. Реализована проверка вводимых данных, логика обработки массивов, подсказки и маски, что снижает вероятность ошибок при расчетах.
Визуальная часть включает 2D-графики, отражающие изменение проницаемости пласта в зависимости от хода закачки. Такой формат облегчает анализ сценариев для инженеров и специалистов, принимающих решения по проведению работ.
В основе расчетной модели используются алгоритмы Монте-Карло и метод имитации отжига, позволяющие определять оптимальные параметры закачки с учетом технологических и эксплуатационных ограничений. Результаты расчетов включают прогноз изменения дебита скважины, снижения скин-фактора, оценку экономической эффективности, а также динамику давления, глубину проникновения кислоты и соотношение затрат и эффекта.
Сервис формирует отчеты, которые можно использовать для обоснования планов работ перед руководством или регуляторами. Доступ к системе осуществляется через авторизацию, данные защищены, расчеты сохраняются и могут быть воспроизведены.
Архитектура решения выполнена модульной, что позволяет расширять функционал. В рамках последующего развития планируется создание дополнительных инженерных приложений, в том числе:
- симулятора кислотного гидроразрыва (КГРП);
- симулятора ремонтно-изоляционных работ (РИР);
- инструмента расчета блокирующих пакетов и глушения скважин (ГС);
- модуля прогнозирования солеотложений при эксплуатации.
Результат:
- Платформа переведена в SaaS-формат с высоким уровнем доступности
- Поддержка кастомных жидкостей, оборудования и параметров
- Расчеты подтверждены промышленными данными (80% сходимости)
- Используется при СКО сотен скважин ПАО «Башнефть» и ПАО «НК Роснефть»
- Визуализация улучшила понимание процессов и снизила риски
- Платформа стала ядром маркетплейса инженерных решений
- Высокая производительность при миллиардных расчетах
- Расширяемость под другие сценарии добычи
