Актуальность исследования

Проект направлен на разработку и внедрение современных математических моделей и методов для повышения точности разведки и мониторинга нефтегазовых месторождений в Республике Казахстан с использованием высокопроизводительных вычислительных комплексов.

Основная проблема, на решение которой ориентировано исследование, связана с недостаточной точностью текущих методов прогнозирования динамики нефти в пластах и высокой стоимостью проведения повторных разведочных работ. Это усложняет эффективную добычу нефти, особенно в условиях сложных геологических и технологических факторов.

Цель и задачи проекта

Общая цель этого проекта: создание новых математических моделей, которые позволят точно прогнозировать изменения местоположения нефти в процессе эксплуатации месторождений. В рамках проекта использоваться искусственная генерация гравиметрических данных, обученная на реальных данных с помощью нейронных сетей. Это позволит улучшить качество анализа и повысить точность прогнозов.

Задачи проекта:

1. Анализ существующих методов прогнозирования.
2. Сбор и подготовка данных.
3. Искусственная генерация гравиметрических данных.
4. Обучение нейронных сетей.
5. Создание и тестирование математических моделей.
6. Валидация и адаптация моделей.
7. Разработка рекомендаций для внедрения.

Эти задачи позволят создать математические инструменты, способные повысить точность прогнозирования изменений местоположения нефти и оптимизировать процессы ее добычи.

Ожидаемые результаты

• Разработка и внедрение математических моделей и алгоритмов для нефтегазовой отрасли;
• Искусственная генерация гравиметрических данных;
• Будут опубликованы не менее 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50;
• Научно-техническая документация.

Достигнутые результаты

Создана нейронная сеть на основе сгенерированных синтетических данных. Обучена нейронная сеть на основе метода Physics - Informed Neural Networks (PINNs). Получены предварительные результаты счета.

Исследовательская группа

Научный руководитель Проекта – Кенжебаева М.О., PhD, и.о. доцента.

По теме научных исследований опубликовано 15 научных статей. Занимается вопросами исследования корректности математических моделей нелинейных физических процессов, разработкой разностных схем и эффективных численных алгоритмов.

Scopus Author ID: 57221849248

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7982-9804

Серовайский С.Я. — д.ф.-м.н., профессор Казахского национального университета имени аль-Фараби.

Scopus Author ID: 14623297700

Список публикаций

1. Serovajsky S.Ya., Kenzhebayeva М.О. Modeling of the potential of the gravitational field at the upper boundary of the region with the existence of a subterranean anomaly // International Journal of Mathematics and Physics. – 2018. – №1. – С. 20–26. https://ijmph.kaznu.kz/index.php/kaznu/issue/view/31
2. Kenzhebayeva M.O. The restoration of the density of a homogeneous anomaly from the measurement of the gravitational potential and its derivative on the earth's surface: International conference Inverse problems in Finance, Economics and Life Sciences (Almaty, 26 - 28 December 2017 г.). Almaty: Conf. org., 2017. С. 16.
3. S.Ya. Serovajsky, A.A. Azimov, M.O. Kenzhebayeva, D.B. Nurseitov, A.T. Nurseitova, M.A. Sigalovskiy. Mathematical problems of gravimetry and its applications // International Journal of Mathematics and Physics. – 2019. – №1 – P. 29–35. https://ijmph.kaznu.kz/index.php/kaznu/issue/view/33
4. М.А. Марченко, С.Я. Серовайский, Д.Д. Смирнов, М.О. Кенжебаева. Решение обратной задачи гравиметрии методом Монте-Карло на суперкомпьютере с использованием распределённых вычислений. Параллельные вычислительные технологии – XIII международная конференция, ПаВТ’2019, г. Калининград, 2–4 апреля 2019 г. С. 327-338.
5. Кенжебаева М. О. Определение приближенного горизонтального месторасположения аномалии на основе гравиметрических показании. V Международной конференции «Фарабиевские чтения» (КазНУ им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан, апрель 2018 г.)
6. Кенжебаева М. О. Влияние подземной аномалии на гравитационное поле поверхности земли Казахский национальный педагогический университет имени Абая. Вестник серия «Физико-математические науки». №3(63) 2018. С. 269-274. https://bulletin-phmath.kaznpu.kz/index.php/ped/issue/view/12
7. Nurseitov D.B., Toiganbayeva N.A., Kenzhebayeva M.O. Images converter of geologic-lithographic profiles. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technology sciences. 1(445) January – February 2021. P. 121-126. http://www.geolog-technical.kz/images/pdf/20211/121-126.pdf
8. Азимов А.А., Кенжебаева М.О., Нурсеитов Д.Б., Нурсеитова А.Т., Серовайский С.Я., Сигаловский М.А. Оптимизационные методы решения обратной задачи гравиразведки. Четырнадцатая Международная Азиатская Школа-семинар «Проблемы оптимизации сложных систем». Кыргызская Республика 20-31 июля 2018 г. С. 72-79
9. Кенжебаева М. О. Постановка обратной задачи гравиметрии на реальных данных. Одиннадцатая международная молодежная научная школа-конференция «Теория и численные методы решения обратных и некорректных задач» (НГУ, Новосибирск, Академгородок, Россия, август 2019 г.)
10. Kenzhebayeva М.О. Formulation of the gravimetry inverse problem for real data. Одиннадцатая международная молодежная научная школа-конференция «Теория и численные методы решения обратных и некорректных задач» (НГУ, Новосибирск, Академгородок, Россия, август 2019 г.)
11. Toyganbaeva N.А., Kenzhebayeva M.О. Development of a program for converting graphic information of geological and lithographic profiles into digital information. Традиционная международная апрельская математическая конференция в честь Дня работников науки Республики Казахстан, посвященная 1150-летию Абу Насыр аль-Фараби и 75-летию Института математики и математического моделирования. 01.04-03.04.2020 С. 143- 144
12. Kenzhebayeva M.O. Analysis of the gradient and potential of the anomaly gravitational field. Вестник Карагандинского университета. Серия «Математика». №1(93) /2019 С 140-145. http://rmebrk.kz/magazines/journal/show/5272
13. Кенжебаева М.О. Использование возможностей Wolfram mathematica 7.0 при решении задач механики. "Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы информатики, механики и робототехники. Цифровые технологии в машиностроении." 4-5 октября 2018 г. Алматы, КАЗАХСТАН, Институт механики и машиноведения имени У.А.Джолдасбекова, 04.10.2018-05.10.2018 С.91-92
14. Кенжебаева М.О. Сравнение показании потенциала гравитационного поля и его градиента. Конференция "Десятая международная молодежная научная школа-конференция «Теория и численные методы решения обратных и некорректных задач» Новосибирск, Академгородок, 10-13 октября 2018 года", уровень Международный, РОССИЯ, Новосибирск, Академгородок, 10.10.2018-13.10.2018 С.30.
15. Нурсейтов Д.Б., Тойганбаева Н.А., Кенжебаева М.О. Авторское свидетельство №9556 от 30.04.2020 года.
16. Kenzhebayeva M.O. Two optimization methods for solving the inverse gravimetrical problem. Journal of Physics: Conference Series, 2021, 2092(1), 012017. DOI: 10.1088/1742-6596/2092/1/012017