Нейросеть определяет качество природного газа за секунды вместо 40 минут

Учёные РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина и Института проблем управления РАН имени В. А. Трапезникова создали инновационную технологию экспресс-анализа природного газа. Благодаря разработанной нейросети стало возможным в режиме реального времени оценивать качество газа за считанные секунды, тогда как традиционные методы на основе газовой хроматографии занимают от 20 до 40 минут.



По словам доцента кафедры автоматизации технологических процессов Губкинского университета Ивана Брокарева, новинка позволит существенно повысить скорость и точность мониторинга газотранспортной системы, а также оперативно реагировать на любые отклонения и нештатные ситуации. Технология уже успешно прошла испытания на промышленных объектах, подтвердив соответствие результатов нормативным требованиям для коммерческого учёта. Результаты исследований опубликованы в «Вестнике Томского государственного университета».

В основе метода лежит специально обученная нейросеть, обработавшая данные более миллиона газовых смесей. Учёные также создали модель «псевдогаза» — виртуального аналога природного газа, который позволяет математически описывать разнообразие возможных составов. Благодаря этим инструментам количество ключевых параметров, необходимых для анализа, удалось сократить до нескольких: скорость звука в газе, его теплопроводность и концентрация углекислого газа. Нейросеть самостоятельно рассчитывает все остальные показатели качества.

Для сравнения: стандартная газовая хроматография требует анализа десятков компонентов, а процедура занимает десятки минут. При этом оборудование дорогостоящее, громоздкое и требует регулярного обслуживания. Новая технология использует более компактные и доступные измерительные приборы суммарной стоимостью до сотен тысяч рублей, что делает экспресс-анализ доступным и повсеместным.

Второй этап проекта позволил разработать методику многоэтапной проверки точности результатов и компактный модуль для замеров, который может устанавливаться на узлах учёта и других объектах газотранспортной системы.

Разработанная технология открывает возможности для анализа природного газа промышленного назначения, биогаза, сжиженного природного газа (СПГ), а также для мониторинга газа после гидроразрыва пласта на месторождениях.

Длина газотранспортной системы России превышает 180 тысяч километров, что делает её крупнейшей в мире. Качество газа критически важно для эффективной и безопасной работы всей цепочки поставок — от заводов и электростанций до бытовых плит. Частые изменения состава газа из разных месторождений создают сложности для точного учёта и справедливого ценообразования. Новая разработка позволяет учитывать эти вызовы, включая труднодоступные запасы и нетрадиционные источники, и является частью глобального тренда цифровизации и интеллектуализации нефтегазовой отрасли.

Читайте также: