Использование HPC-кластера для расчета сейсмических данных

Высокопроизводительные вычислительные кластеры (High Performance Cluster) фактически позволяют заменить суперкомпьютеры для ряда ресурсоемких задач. В нефтегазовой отрасли одной из таких задач является расчет сейсмических данных. Сейсморазведка — один из наиболее эффективных способов поиска залежей нефти и газа; этот метод основан на различных скоростях распространения упругих волн в различных горных породах. Волны эти генерируются источником колебаний, а на определенном расстоянии от него регистрируются сейсмоприемниками. Искажения по сравнению с эталонным сигналом, отраженные на сейсмограммах, позволяют получить весьма точную картину строения земной коры на конкретном участке без бурения многочисленных скважин. 

При этом площади анализируемых участков, как правило, измеряются тысячами квадратных километров, а объемы данных сейсмограмм — десятками терабайт. Для их обработки используются HPC кластеры, количество которых в стране ограничено, а стоимость организации такого кластера у себя — очень высокая. Сегодня подобные вычисления стали доступнее благодаря облачным HPC-кластерам.

Многие компании уже воспользовались преимуществом «Yandex.Cloud» для осуществления такого рода расчетов. Среди них есть как производители специализированного ПО (Halliburton, Сейсмотек и др.), так и нефтяные компании. Yandex.Cloud дает возможность автоматизировать развертывание вычислительного кластера и подключать необходимое количество ресурсов тогда, когда это необходимо. Посекундная тарификация дает максимальный экономический эффект при проведении расчетов в Облаке: заказчик всегда оплачивает только те ресурсы, которые нужны в данный момент времени, без каких-либо простоев. Все больше и больше компаний отказываются от закупки дорогостоящего оборудования и отдают предпочтение облачным вычислениям для такого рода задач. 

Платформа для создания цифровых продуктов и сервисов

На базе облачных платформ создаются цифровые сервисы и продукты, позволяющие контролировать и оптимизировать все процессы в нефтяной компании от разведки, до сбыта продукции. Например, на одном из российских месторождений уже реализована «уберизация» транспорта — для каждой задачи по перемещению сотрудника или группы сотрудников автоматически подбирается наиболее подходящий автомобиль (алгоритм учитывает удаленность автомобиля и его текущий пробег), что позволяет минимизировать холостые пробеги, обеспечить равномерный износ и расход топлива, а также оптимизировать загрузку водителей. 

Или, например, машинное зрение для контроля за сотрудниками — при помощи камер автоматически отслеживается соблюдение правил техники безопасности. Например, если сотрудник коснется груза на кране до его полной остановки, это будет зафиксировано; сотрудник без каски, перчаток или защитной куртки также получит предупреждение, а если водитель поднес руку к голове, значит, он курит или говорит по телефону, что запрещено.  Точность такова, что можно даже проверять, на сколько оборотов повернули штурвал на кране трубопровода.

Сейчас при создании цифровых продуктов и сервисов важнейшим — даже первоочередным — аспектом становится так называемый time to market, то есть, скорость его вывода на рынок. Наш опыт показывает, что нефтегазовые компании также ставят во главу угла именно этот параметр. Создание цифровых сервисов и продуктов на Облачной платформе «Yandex.Cloudо» позволяет сократить срок создания продукта в несколько раз. Уже сейчас многие продуктовые команды крупнейших нефтегазовых компаний перевели процессы разработки и тестирования своих решений в «Yandex.Cloud», что позволило им более чем в 5 раз повысить скорость вывода продуктов и релизов. В «Yandex.Cloud» используется принцип Infrastructure-as-a-Сode (IaaC), то есть, управление инфраструктурой при помощи конфигурационных файлов, что создает очень гибкие возможности по масштабированию инфраструктуры и подключению новых сервисов. Это значительно снижает нагрузку команд разработки и позволяет им работать гораздо эффективнее, делая больше итераций в единицу времени.

Сбор и анализ Big Data на месторождении

Сбор и обработка больших данных считается основным фактором повышения эффективности. Однако на современной нефтяной платформе, например, установлено в среднем порядка 80 тыс. датчиков, которые генерируют до 2 ТБ данных ежедневно. Локально обработать удается лишь около 5% этих данных, в основном они используются для принятия точечных, ситуативных решений применительно к конкретному элементу оборудования. 

Остальные 95% не используются именно из-за недостатка вычислительных мощностей и систем хранения данных. Собирать и, главное, анализировать такие объемы данных можно с помощью масштабируемой облачной платформы. Это позволит получить полную картину, расширить возможности аналитики и применить когнитивные технологии – например, для прогнозирования сбоев и неполадок оборудования и проведения превентивного обслуживания без простоев; оптимизации кадровых ресурсов и т.п.

Для таких сценариев и задач отлично подойдет запущенный компанией «Yandex.Cloud» в сентябре 2020 г. новый продукт — Distributed Cloud. Принцип гибридного (распределенного) облака заключается в том, что теперь можно иметь все возможности «Yandex.Cloud» в своем дата-центре, в том числе расположенном в труднодоступных локациях, в местах, где идет генерация основных массивов данных. Это позволяет в принципе изменить бизнес-процессы компании и подход к работе с данными: благодаря этой технологии становятся еще более доступными и реализуемыми для нефтегазовых компаний такие сценарии, как «цифровой двойник», «цифровая буровая» и т.п.

Развертывание IT-инфраструктуры для нужд временных офисов и проектной работы

У нефтегазовой отрасли есть своя специфика. Во-первых, это временный характер работы многих офисов. Зачастую такой офис разворачивается лишь на период строительства того или иного объекта в непосредственной близости от площадки, а затем, спустя несколько месяцев, нужда в нем отпадает. В такой ситуации строительство в офисе полноценной IT-инфраструктуры даже для простых задач вроде работы с документами, бухгалтерией и т.п. нецелесообразно как с точки зрения вложений в оборудование, его поддержку и администрирование, так и с точки зрения времени, требующегося на запуск и отладку. Облачная же инфраструктура готова к работе сразу после открытия офиса и позволяет практически «бесшовно» и мгновенно перевезти ее на другую площадку, как только это потребуется.

Еще одна особенность — это большое количество проектных задач, связанных с разработкой конкретных решений, часто сторонними подрядчиками. «Одноразовый» характер работы также делает нецелесообразным приобретение IT-инфраструктуры под конкретный проект в собственность. Удобнее и дешевле использовать облачную инфраструктуру по модели IaaS и PaaS, оплачивая вычислительные ресурсы по мере необходимости.

У многих российских нефтегазовых компаний есть добывающие активы и разрабатываемые месторождения в разных странах и регионах. Под их освоение создаются временные (на несколько месяцев, до года) офисы, и для сотрудников в данных офисах нужны базовые IT-сервисы. Строительство даже мини-датацентров под такие проекты зачастую не всегда оправдана с финансовой точки зрения и очень часто не окупается. Появление облачных решений, таких как «Yandex.Cloud», помогает получить необходимые сервисы быстро и оплачивать их только по факту использования, тем самым полностью избавив компанию от капитальных затрат и затраты на деинсталляцию или перенос этого дата-центра в другое место. Кроме того, IT-служба компании, расположенная в штаб-квартире, получила возможность централизованного управления и администрирования нескольких таких временных офисов, что повысило уровень прозрачности и безопасности IT-инфраструктуры, а также позволило снизить трудозатраты.

Александр Машика,
Руководитель направления по работе с нефтегазовым сектором
Yandex.Cloud.