Виртуальный расходомер нефтяника

Задача

Газпром нужен был инструмент, прогнозирующий дебит скважины после замены насосного оборудования. Замена насоса дорогостоящая операция, и важно понимать, какой выход скважина даст не в момент пуска, а спустя месяцы стабильной эксплуатации. Заказчик ставил задачу спрогнозировать дебит на горизонте 6 месяцев после замены насоса. Сложность в том, что физический расходомер на каждой скважине ставить нерентабельно, а зависимость дебита от параметров скважины нелинейна и зашумлена историческими данными разного качества.

Решение

Мы разработали виртуальный расходомер, предсказывающий дебит скважины через 6 месяцев после замены погружного насоса. В основе линейная модель с регуляризацией монотонности: она удерживает физически осмысленные зависимости, например, что рост определённого параметра не может приводить к разнонаправленным скачкам прогноза. Это критично для доверия инженеров к модели, ведь нефтяник должен видеть в прогнозе физику пласта, а не артефакты обучения.

Технологии

На каждую скважину формируется 84 признака, описывающих геологию, режим работы и историю эксплуатации. Модель обучается с регуляризацией монотонности через оптимизатор scipy, что позволяет накладывать ограничения на знак влияния признаков. Линейная архитектура выбрана сознательно: она интерпретируема и устойчива на ограниченных и неоднородных данных, типичных для скважинного фонда.

Результат

Модель достигает MAE 67.1 на прогнозе дебита, оставаясь полностью интерпретируемой для инженеров. Монотонность гарантирует, что рекомендации согласуются с физикой процесса, а не противоречат ей. Виртуальный расходомер позволяет оценивать целесообразность замены оборудования заранее, без установки дорогих физических датчиков на каждую точку фонда.