Завтра начинается сегодня

Путешествия во времени — излюбленный сюжет у писателей-фантастов и предмет мечтаний их поклонников. Однако пока ученые умы выдвигают теории, обычные геофизики совершают путешествия по времени, заглядывая глубоко в прошлое Земли — на миллионы и даже миллиарды лет. О том, что сегодня могут узнать геофизики о подземных кладовых и изменится ли процесс изучения в ближайшем будущем, в преддверии Дня нефтяника мы побеседовали с генеральным директором геофизической компании ТНГ-Групп Яном Шариповым.

— Ян Галимович, для начала хотелось бы разобраться, чем геофизика отличается от геологии. Это одна наука или все-таки разные?

—  Считается, что геофизика как более молодая наука является частью геологии. Общее между ними очевидно — изучение Земли, только инструментарий разный. Если лозунг геолога — «Умом и молотком», то у геофизиков технологий и оборудования побольше будет. Это почти как в медицине. Возьмем врачей общей практики — они многое знают о человеческом теле, первичный диагноз ставят по жалобам, а их обычное «орудие труда» — градусник, фонендоскоп и тонометр. Геологи также многое знают о Земле и могут многое рассказать о слоях горных пород под землей. Однако когда врачам нужно уточнить диагноз, они прибегают к помощи рентгена, МРТ, КТ или другого высокотехнологичного оборудования. Также и геофизики с помощью своих методов и оборудования помогают проникнуть гораздо глубже внутрь Земли, на тысячи метров. 

— Как глубоко удалось заглянуть в недра планеты? Насколько востребовано сверхглубокое бурение сегодня?

— Согласно Книге рекордов Гиннесса, самым глубоким вторжением человека в земную кору является Кольская сверхглубокая скважина. Ее бурили на протяжении двадцати лет: с 1970 по 1990 год. Глубина скважины достигла 12 262 метров. Это безусловно глубоко, но с другой стороны, буровая установка за два десятилетия преодолела земную кору лишь на треть. Добраться до мантии или как можно глубже пытались и американцы. Амбициозный проект стартовал в 1950 году, но американцам не удалось достигнуть отметки в 10 тысяч метров к моменту, когда правительство страны решило отказаться от финансирования работ. В 1990 году в Баварии немцы запустили программу континентального глубокого бурения и добрались до глубины 9 км. В настоящее время, насколько я знаю, в рамках Международной программы океанографических открытий есть проект сверхглубокого бурения, на который выделен 1 млрд долларов. Цель прежняя — достичь мантии и достать ее образцы.

— А татарстанским геофизикам с какими скважинами, как правило, приходится иметь дело?

— С самыми разными, бурящимися и действующими, благо имеющееся у нас оборудование позволяет проводить исследования и на больших глубинах, при высоком давлении и высоких температурах, на суше и с морской платформы.

Времена легкой добычи полезных ископаемых остались в прошлом. В производство вовлекаются всё более сложные запасы во всё более труднодоступных регионах. Всё чаще требуются исследования и работы, проводимые при аномально высоких термобарических условиях — с температурой более 175 °С и давлении свыше 140 МПа. Приходится отклоняться от классических подходов при исследованиях сложнопостроенных коллекторов и добыче трудноизвлекаемых запасов. В настоящее время, к примеру, мы выполняем промыслово-геофизические работы в Бухаро-Хивинском нефтегазоносном регионе Узбекистана. По плану нам предстоит провести около 1300 исследований. Во многих скважинах высокое содержание сероводорода, поэтому применяем специальное оборудование, приборы, выдерживающие работу в такой среде.

— Технологии и оборудование — это действительно главное конкурентное преимущество геофизической компании?

— Да, это так. Именно поэтому техническому вооружению придается первостепенное значение и ставка делается на хай-тек.

— Но ведь хай-тек в геофизике всегда был прерогативой западных компаний-грандов? Вы поможете с ними конкурировать?

— Да, и делаем это давно и вполне успешно. К примеру, мы разработали и внедрили технологии для оценки состояния обсадной колонны с помощью эхозондирования и новой ультразвуковой техники. Комплекс аппаратуры — кстати, единственный российский аналог оборудования известного международного бренда — позволяет безошибочно оценить состояние цементирования и коррозийный износ колонны в режиме реального времени. 

В числе последних разработок и приборы кросс-дипольной версии премиум-класса, позволяющие определять различные свойств породы, вскрытой скважиной. Так, наш модуль, в отличие от аналогичных приборов западных и российских производителей является автономным, что позволяет проводить исследования в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.

Можно упомянуть и скважинные магнитные телевизоры, предназначенные для диагностики обсадных колонн нефтяных и газовых скважин. Наш интроскоп позволяет проводить исследования в скважинах с любым заполнением (вода, нефть, эмульсии) и даже в «сухих» скважинах. С его помощью можно увидеть даже незаметный дефект колонны — сквозное отверстие условным диаметром 4 мм.

— Сейчас много внимания уделяется применению искусственного интеллекта. Есть ли ему место в геофизике?

— Конечно. Искусственные нейронные сети (ИНС) в настоящее время применяют практически во всех прикладных областях исследований: биологии, медицине и т.д. Они предоставляют возможность любому специалисту, не являющемуся экспертом в области математического анализа и вычислительной математики, выявить и использовать на практике закономерности в экспериментальных данных. Причем процесс добычи и накопления знаний осуществляется нейронной сетью автоматически. Ее создателю необходимо только правильным образом разработать архитектуру сети и подготовить представительные данные для обучения.

В ближайшее время мы планируем обучить свои магнитные интроскопы, чтобы в результате можно было не только проводить первичную обработку полученных данных непосредственно на скважине, но и выдавать впоследствии заключения данных магнитной дефектоскопии в двухмерной развертке и трехмерной объемной картинке.

— А в разведке новых месторождений технологии меняются?

— Скажу больше: мы стоим на пороге революционных изменений в геологоразведке. Бескабельные системы сбора полевых данных, дроны, глубоководные аппараты, исследования из космоса — это всё будущее геофизики, которое входит в нашу жизнь уже сегодня.

В сейсмической разведке, к примеру, это переход на беспроводные технологии. Представьте: не связанные между собой небольшие приборы расставляются на заданной территории в заданном порядке и чутко улавливают сигналы из земных глубин. Чтобы расставить такое оборудование, требуется меньше времени и сил. Плюс отпадает необходимость вырубать просеки и есть возможность сохранить деревья. В производственных условиях мы уже протестировали несколько вариантов разных автономных, или, как их еще называют, нодальных, систем. Вывод однозначный — будущее за ними как более компактными, удобными и эффективными. Они просто незаменимы в густых лесах, поймах рек, полях с особенно дорогими потравами. У нодальных систем есть преимущество перед кабельными аналогами и на особо охраняемых территориях, сильно пересеченной местности, в населенных пунктах.

— Вы упомянули глубоководные аппараты и исследования из космоса. Геофизики используют и их?

— Используют, а в ближайшем будущем, уверен, будут использовать еще активнее. Но и сегодня в нашем арсенале есть не менее интересные технологии и приборы. Скажем, в Сибири с высоты 2700 метров с помощью лазерного сканирования и аэрофотоснимков мы получили материалы, в разы превосходящие точность спутниковых данных. Точность масштабного цифрового плана составила 15 см.

Цифровизация позволяет наращивать объем получаемой информации, разнообразить ее и выбирать дополнительные данные для более качественных исследований. Кратное повышение геолого-геофизической информативности исследований — еще один тренд геофизики будущего. Следовательно, не за горами внедрение механизмов искусственного интеллекта по анализу больших данных геологической информации, что означает качественные прорывные изменения точности определения параметров структур и дальнейшей разработки месторождений. Геологи смогут строить точные копии месторождений — их цифровые двойники, и разгадывать земные тайны станет легче.

— Похоже, новым поколениям геофизиков знаний только геологии и физики будет явно не хватать…

— Согласен. Геофизика будущего — это сложные вопросы и непростые в исполнении решения. Это качественно новый, значительно более высокий уровень компетенций и навыков инженерно-технических работников и рабочего персонала. Отныне мало знать геологию и физику, нужно разбираться в информационных технологиях и уметь без труда работать в условиях мультизадачности. Только так можно соответствовать требованиям геофизики будущего.