Нефтедобыча традиционно является ключевой отраслью промышленности для региона и страны в целом. Несмотря на значительный прогресс техники и технологий, совершенствование управления добывающим фондом скважин в осложнённых условиях (снижение продуктивности, рост обводнённости, высокий газовый фактор и другие) остаётся одним из приоритетных направлений. Особое место здесь занимает оперативное управление, требующее своевременной и адекватной реакции на изменяющиеся условия, зачастую сопровождающиеся значительной неопределённостью.

Суть работы Олега Лапика заключается в разработке алгоритмов управления частотно-регулируемым электроцентробежным насосом (ЭЦН), одновременно учитывающих как плановый объём добычи, так и близость к двум критическим ограничениям – по свободному газу и динамическому уровню жидкости над приёмом насоса. Поскольку не все режимные и предельные состояния скважины доступны для контроля средствами телеметрии в режиме реального времени, основой алгоритмов служит намеренно упрощённая гидродинамическая модель скважины типа «приток – подъёмник – ЭЦН – устье».

Такой подход позволяет максимально выполнять план добычи и упреждать срыв подачи с последующим аварийным остановом скважины и образованием недоборов нефти, повышая надёжность и информативность оперативного управления в условиях неполной информации.

«Тематика исследования привлекла меня своей высокой сложностью и прикладной направленностью, работой на стыке науки и реального производства, – отмечает Олег Лапик. – Для решения поставленной задачи пришлось пройти весь путь: от глубокого анализа предметной области до построения математической модели и создания работающих алгоритмов, в которых необходимо одновременно учитывать цель управления и действующие лимитирующие факторы, специфику объекта и регламент промыслового контроля. Успешное решение подобной задачи – бесценный опыт и новые навыки».

Научная деятельность Олега Лапика опирается на прочный фундамент семейных традиций, связанных с университетом. 

«Родоначальником нашей научно-педагогической династии является мой дед по отцу – Лапик Валентин Васильевич, кандидат технических наук и специалист в области нефтепереработки и нефтехимии, работавший буквально с момента создания Тюменского индустриального института на кафедре «Химии и технологии нефти и газа», – рассказывает учёный.

Кафедра кибернетических систем также стала родной для его семьи. 

«На ней уже много лет работает моя мать – Лапик Наталья Владиславовна, и в эту сферу я погружён буквально с юных лет, – продолжает он. – Более 25 лет она преподаёт точные дисциплины: диагностику и надёжность, измерительные системы, контрольно-измерительные приборы и метрологию. Многие из них теперь мы ведём совместно».

По словам Олега, при взаимодействии с индустриальными партнёрами многие из них, будучи выпускниками кафедры, сами с теплом и благодарностью вспоминают студенческое время.

Путь к защите диссертации занял пять лет с момента поступления в аспирантуру в 2021 году. К этому моменту Олег уже был выпускником двух кафедр ТИУ: техносферной безопасности (бакалавриат и магистратура) и кибернетических систем (бакалавриат «Автоматизация технологических процессов и производств»), получив все три диплома с отличием. Одновременно с аспирантурой он начал свою преподавательскую деятельность. За это время он выступил примерно на 40 международных, всероссийских и отраслевых конференциях, неоднократно занимая призовые места.

Впервые с математическими методами в научных исследованиях он столкнулся в 2016 году на кафедре техносферной безопасности, когда под руководством Аллы Александровны Загорской занимался разработкой коагулянтов для систем водоснабжения и возникла необходимость обработки результатов лабораторных экспериментов.

«По существу, научная и преподавательская деятельность для меня – предопределённый путь, а студенческое время только укрепило моё желание развиваться в данном направлении», – признаётся кандидат наук. Объясняя выбор специальности, он подчёркивает: «Междисциплинарность этой области и универсальность методологического аппарата системного анализа позволяют построить адекватные математические модели и синтезировать эффективные алгоритмы управления тогда, когда стандартные инженерные подходы заходят в тупик».

Ключевой вклад в успешное завершение исследования и становление Олега как специалиста сыграл научный руководитель – кандидат технических наук, доцент кафедры кибернетических систем ТИУ Илья Георгиевич Соловьёв – и коллектив под его началом, который уже много лет занимается исследованиями в области управления скважинными системами. 

«Их огромный опыт поистине бесценен. Всестороннюю поддержку на каждом этапе – от обсуждения первых гипотез до предзащиты диссертации – оказывал коллектив кафедры КС, а ТИУ предоставил исследовательскую и техническую базу для выполнения исследований», – резюмирует Олег Лапик.

Задачи управления в нефтедобыче обширны, что открывает широкие горизонты для дальнейших исследований. Развивая полученные результаты, учёный планирует дополнить разработанные алгоритмы учётом температурных ограничений погружного электродвигателя и ввести критерий оптимальности предписанной производительности, учитывающий показатели ресурсно-энергетической эффективности ЭЦН при частотном регулировании. Не менее важным направлением станет адаптация созданных методов к газовым и газонефтяным скважинам, специфика которых кардинально меняет спектр технологических проблем и постановок задач.