РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина совместно с Институтом проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН разработали технологию экспресс-анализа качества природного газа с применением нейросети. По информации Губкинского университета, показатели качества пробы рассчитываются за секунды вместо 20−40 минут при газовой хроматографии; нейросеть обучили на данных более чем 1 млн газовых смесей.
Разработчики заявляют, что метод прошёл испытания на производственных объектах и по точности соответствует нормативным требованиям для коммерческого учёта.
В основе подхода — нейросеть и «модель псевдогаза» (виртуальный двойник природного газа), которая математически описывает множество возможных смесей. Эти инструменты сократили набор исходных измерений до нескольких параметров: скорости звука в газе, теплопроводности и концентрации углекислого газа. Требуемые показатели качества нейросеть определяет самостоятельно на основе анализа входных данных.
Для сравнения, при традиционном анализе с помощью газового хроматографа оценивается концентрация нескольких десятков компонентов. Пробоотбор и исследование пробы занимают до 40 минут, что затрудняет работу в тех точках, где параметры нужно фиксировать в реальном времени.
В рамках проекта разработана многоэтапная оценка точности анализа — дополнительная проверка достоверности каждого результата. Также исследован компактный измерительный модуль: он снимает необходимые показатели и передаёт их на вычислительный блок. Такой комплект предполагается устанавливать на узлах учёта и других объектах газотранспортной системы.
Один из разработчиков нейросетевой модели, доцент кафедры автоматизации технологических процессов Губкинского университета Иван Брокарев отмечает, что около 99% анализов качества природного газа сегодня выполняется традиционными методами, прежде всего газовой хроматографией. По его оценке, один газовый хроматограф может стоить десятки миллионов рублей, громоздок и требует регулярного и дорогого обслуживания, тогда как нейросетевой метод рассчитан на коммерчески доступные измерительные приборы суммарной стоимостью до сотен тысяч рублей. В качестве прикладного эффекта он выделяет более оперативную реакцию на нештатные ситуации при транспортировке и поставке газа потребителям.
Разработку предполагается доработать под другие задачи, включая анализ природного газа промышленного назначения, биогаза и СПГ, а также мониторинг газа после гидроразрыва пласта на месторождениях.
