Эксоцман
на главную поиск contacts

Виртуальное месторождение в реальном учебном процессе

31.10.2012
Нефтяные и газовые компании, куда идут работать выпускники Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина, предъявляют к ним ряд требований. Среди них можно выделить умение работать в командах, где геологи, разработчики, экономисты, менеджеры решают сложные проектные или промысловые задачи, и выполнять конкретные операции при наличии представления о технологическом процессе в целом. Чтобы выпускники соответствовали этим требованиям, в РГУ нефти и газа был создан Центр управления разработкой месторождений (ЦУРМ), где студенты разных факультетов изучают междисциплинарные курсы с использованием виртуальных образовательных технологий.

История ЦУРМ отсчитывается с 2008 года – он появился благодаря нацпроекту «Образование», в рамках которого РГУ получил грант на реализацию своей инновационной образовательной программы. ЦУРМ – высокотехнологичный двухэтажный зал, представляющий возможности стерео-визуализации, видео-конференц-связи, получения данных в реальном времени и др. Нечто подобное есть и в нефтяных компаниях – Роснефти, Лукойле, ТНК-BP. Главное отличие – специалисты компаний имеют дело с реальными месторождениями и реальным оборудованием, в ЦУРМ же имеются все средства для их имитации.

Обучаясь в «виртуальной среде профессиональной деятельности», студенты могут почувствовать себя сотрудниками нефтяной или газовой компании, осваивающими конкретное месторождение, а это хорошая подготовка к практической работе. Другое преимущество – поскольку занятия проводятся для команды студентов разных направлений, они учатся взаимодействовать друг с другом, чего, как правило, не предусмотрено в учебном процессе на отдельных факультетах.

 

  Оцениваем геологические и извлекаемые запасы нефти

 Месторождения – объекты изучения студентов – не являются полностью вымышленными. Придумать нефтяное или газовое месторождение вообще невозможно, поэтому основные характеристики действительных залежей нефти и газа университету передали компании «РИТЭК» и «Газпром». Преподаватели каждый год корректируют отдельные характеристики и показатели, чтобы задания для студентов разных лет не повторялись – допустим, площадь месторождения.

Одну стену в двухъярусном зале, где проходят занятия, целиком занимает 3D-экран, на котором, например, демонстрируется месторождение в разрезе в стерео-режиме. Вот на экране трехмерная модель нефтяного месторождения. По оси ординат – глубина ее залегания, нефть – красного цвета, вода – синего. Зеленые и синие полосы – это многочисленные добывающие и нагнетательные скважины. Вода начинает вытеснять нефть: синие и красные зоны на экране задвигались, видно, как нефть вытесняется к забоям добывающих скважин. В зале – пять столов, каждый рассчитан на пять человек. На столах – компьютеры с огромными экранами – на них изображается то же, что и на большом, но в уменьшенном масштабе и без эффекта 3D.

На примере смоделированного месторождения можно изучать самые разные сценарии изучения и разработки месторождения, учитывая геологические, техногенные и экономические факторы. Как происходит бурение скважины? Как оценить запасы нефти? Как оценить перспективность разработки месторождения, исходя из пакета первичных геологических данных? Современное профессиональное программное обеспечение, точно такое же, как в нефтяных компаниях, в совокупности с навыками, полученными студентами, позволяет отвечать на эти вопросы.

В ЦУРМе обучаются и бакалавры, и магистранты, но курсы, разработанные для них, естественно, различаются.

 

  Междисциплинарные выпускные работы

 Для бакалавров разработан курс «Проектирование разработки нефтяного и газового месторождения в виртуальной среде профессиональной деятельности». Он факультативный, рассчитан на два семестра для студентов четвертого года обучения. Желающих много – с помощью тестирования отбирают лучших: количество мест ограничено. Но есть квоты для представителей каждой специальности (экономисты, разработчики, геологи, геофизики, буровики, технологи) – в зависимости от того, сколько специалистов должно быть в командах. Так, для технологов только шесть мест, поэтому отбираются студенты с высоким средним баллом.

Главная задача курса для бакалавров – создать единый рациональный вариант разработки месторождения: от интерпретации данных геофизических исследований и построения геологической модели до расчета оптимального способа разработки месторождения и расчета экономических показателей. Занятия проходят раз в неделю, и на каждом рассматривается один из этапов цепочки. Поскольку курс междисциплинарный, ведут его шесть преподавателей: блок, связанный с геофизикой, — геофизики, с бурением – буровики и т.д. Все преподаватели должны иметь опыт практической работы на реальном месторождении: специалист по бурению, к примеру, работает супервайзером по бурению нефтяных скважин.

Итогом работы бакалавров должны стать проектные документы на разработку месторождения углеводородов. Темы дают преподаватели, каждый проект создается командой студентов (до десяти человек). При этом вклад каждого студента может быть представлен отдельно и даже доведен до уровня выпускной работы.

Пример проекта для команды из 4-6 человек – оценить запасы месторождения, обосновать возможные стратегии его разработки, провести все необходимые технико-экономические расчеты и рекомендовать вариант его разработки. Для команды из трех человек (разработчик, экономист, буровик) – обоснование целесообразности бурения новой скважины бицентричным долотом. Студенты, выполнявшие этот проект, распределили обязанности так: разработчик подобрал место для скважины, буровик рассчитал время строительства скважины при бурении обычным долотом – и бицентричным, а экономист рассчитал, какой вариант выгоднее: обычное долото существенно дешевле, но бицентричное ускоряет процесс бурения и тем самым позволяет раньше получить добычу нефти и окупить затраты.

Важно, что в комиссию, оценивающую проекты студентов, входят преподаватели, не ведущие занятий по данным курсам.

 

  Произошла авария на месторождении…

 Для магистрантов разработан курс «Оперативное управление промыслом». Этот курс по выбору, он предназначен для студентов первого года обучения по магистерским программам таких направлений подготовки, как «Нефтегазовое дело», «Машины и оборудование», «Экономика и менеджмент». Курс рассчитан на один семестр. Набор магистрантов составляет 70-80 человек, в этом году набрали 71 человека. Обычно в одной группе – 25 человек, которых во время занятия делят на пять команд. Занятия проходят раз в неделю, причем иногда могут продолжаться по 6 часов. На каждом занятии рассматривается типовая ситуация на нефтяном или газовом производстве.

В зависимости от поставленных задач магистрантов делят на группы по профессиональному принципу – или междисциплинарному.

В первом случае группа – это отдел или управление виртуальной компании (бурения, разработки, геологии, финансовый, экономический и т.д.). Преподаватель задает ситуацию: «произошла авария на месторождении». Каждому отделу выдается необходимая документация, отводится некоторое время на совещание, и дальше магистранты должны предложить способ ликвидации последствий, обосновать его и найти виновника произошедшего. При этом объективно «виноватого» может не быть, просто такая задача оживляет работу команд, создает атмосферу конкуренции – то есть реальную рабочую обстановку. Затем руководители каждого из отделов предлагают решение, выработанное общими усилиями. Остальные задают вопросы или критикуют коллег — экономисты, например, объясняют, что на решение буровиков нет денег, разработчики утверждают, что на самом деле виноваты геологи, предоставившие неправильную информацию... В конце каждого занятия преподаватель оценивает работу групп и объясняет, кто на сей раз был наиболее убедителен.

Во втором случае за каждым столом – команда, имитирующая нефтяную компанию с определенными характеристиками (доля на рынке, уставной капитал), состоящая из экономиста, менеджера, разработчика, геолога и т.д. Преподаватель выступает от лица Министерства природных ресурсов и экологии РФ, которое продает на аукционе лицензию на добычу углеводородов на определенном месторождении. Информации столько, сколько обычно предоставляется компаниям в таких случаях, то есть очень мало. Задача студентов — решить, за какую цену можно купить эту лицензию, и обосновать свое решение. Задача сложнее, чем может казаться, так как требует всестороннего грамотного анализа имеющейся информации. В конце занятия преподаватель «раскрывает черный ящик» и объясняет, получит ли выгоду компания, которая предложила самую высокую цену.

Сложность в проведении занятий по курсу часто возникает из-за того, что в отличие от бакалавриата квот в магистратуре нет, любой желающий может выбрать данную дисциплину, и в группе оказывается, например, больше экономистов – или буровиков. В таком случае роль того или иного технического специалиста выполняют по очереди представители смежных специальностей – геофизики выполняют функции геологов, разработчики – буровиков (такого, чтобы экономист работал за геофизика, не было ни разу). И в этом тоже есть польза: в перспективе, проработав несколько лет, предположим, буровиком, этот специалист может стать разработчиком.

 

  Учеба в стерео-очках?

 Интерес к проектам ЦУРМа у студентов РГУ нефти и газа очень высок – в прошлом году курс для магистрантов по их просьбам даже продлили на второй семестр. Объясняется это не только содержанием обучения, но и формой. «Составляющей учебного процесса становится игра, и студентам это нравится, – говорит Петр Пятибратов, заместитель директора Центра инновационных образовательных проектов и проблем управления РГУ нефти и газа. – Мне в свое время было скучновато на лекциях. А когда человек задействован в коллективном проекте, когда на нем лежит ответственность, когда он в процессе обучения общается со своими товарищами, – это совсем другое дело».

В ближайших планах ЦУРМа – привлечь к своим проектам химиков, сначала преподавателей, а потом и студентов. Вместе с одной из крупнейших в мире нефтесервисных компаний «Шлюмберже» ведется работа по совершенствованию программного обеспечения. Вскоре в ЦУРМ можно будет воспроизвести весь жизненный цикл месторождения – от бурения первой разведочной скважины, изучения месторождения, его разработки, экономической оценки до ликвидации последней эксплуатационной скважины. В такой тренажер можно будет загрузить информацию о большом количестве реальных случаев на производстве, и в зависимости от действий студентов он сможет автоматически генерировать «поведение» как отдельных скважин, так и месторождения в целом. Еще одна задумка – сделать такую виртуальную модель оборудования нефтедобывающего комплекса, чтобы можно было, надев стерео-очки, ходить по производству, отодвигать задвижки, крутить вентили…

Другой вопрос, что для дальнейшего развития проекта требуется не только желание молодых сотрудников и преподавателей создавать новые образовательные технологии и поддержка со стороны руководства вуза, но и серьезное финансирование.

Екатерина Рылько