Как мы разработали SaaS-платформу для инженеров-нефтяников

Проект начался с запроса на доработку MVP Windows-приложения, разработанного заказчиком для моделирования процессов при солянокислотной обработке (СКО) нефтяных скважин. MVP использовался для пилотных расчетов и позволил заключить первые контракты с нефтяными компаниями, однако не обеспечивал возможности масштабирования и применения в производственных условиях: интерфейс был неудобен, отсутствовала визуализация, а распространение среди большого числа пользователей было затруднено.

Ключевая задача заключалась в переносе сложной математической модели, учитывающей десятки параметров геологии, характеристик скважин, оборудования и химических составов, в формат онлайн-сервиса с высокой производительностью, стабильностью и простотой использования.

Для проектирования решения была проведена детальная проработка предметной области: анализ конфигураций скважин, стадий разработки месторождений, свойств коллекторов и технологических особенностей СКО. Эта процедура применяется для восстановления проницаемости пластов при снижении дебита, однако ошибки при ее проведении могут не только нивелировать эффект, но и привести к закупорке скважины и падению добычи, что чревато значительными финансовыми потерями.

СКО предполагает поочередную закачку кислот и отклонителей в пласт с целью повышения нефтеотдачи. Алгоритм расчетов учитывает более 20 параметров по каждому из 10–40 пластов: пористость, давление, степень загрязненности, водонасыщенность, скин-фактор, а также характеристики насосного оборудования и химических реагентов. Это требует выполнения десятков миллионов итераций для каждой скважины, что стало основанием для разработки высокопроизводительного SaaS-решения.

Для серверной части был выбран фреймворк Ruby on Rails, а математическое ядро реализовано на Go, что позволило ускорить расчеты. Система обрабатывает миллиарды операций на одну скважину, сохраняя предсказуемость и воспроизводимость результатов.

Пользовательский интерфейс разработан с нуля и адаптирован для работы с любого устройства. Он позволяет добавлять собственные насосы, реагенты, работать с библиотеками оборудования и химии, а также сравнивать несколько сценариев обработки. Реализована проверка вводимых данных, логика обработки массивов, подсказки и маски, что снижает вероятность ошибок при расчетах.

Визуальная часть включает 2D-графики, отражающие изменение проницаемости пласта в зависимости от хода закачки. Такой формат облегчает анализ сценариев для инженеров и специалистов, принимающих решения по проведению работ.

В основе расчетной модели используются алгоритмы Монте-Карло и метод имитации отжига, позволяющие определять оптимальные параметры закачки с учетом технологических и эксплуатационных ограничений. Результаты расчетов включают прогноз изменения дебита скважины, снижения скин-фактора, оценку экономической эффективности, а также динамику давления, глубину проникновения кислоты и соотношение затрат и эффекта.

Сервис формирует отчеты, которые можно использовать для обоснования планов работ перед руководством или регуляторами. Доступ к системе осуществляется через авторизацию, данные защищены, расчеты сохраняются и могут быть воспроизведены.

Архитектура решения выполнена модульной, что позволяет расширять функционал. В рамках последующего развития планируется создание дополнительных инженерных приложений, в том числе:

• симулятора кислотного гидроразрыва (КГРП);
• симулятора ремонтно-изоляционных работ (РИР);
• инструмента расчета блокирующих пакетов и глушения скважин (ГС);
• модуля прогнозирования солеотложений при эксплуатации.