Федор Ширшиков, учащийся магистерской программы «Управление исследованиями, разработками и инновациями в компании» ВШЭ, предложил инновационную технологию поиска нефтегазовых месторождений на основе выявления микробов-индикаторов с помощью ПЦР-тестов. Новый метод поможет снизить количество дорогостоящих сухих бурений. С этим проектом студент прошел в финал акселератора технологических стартапов «GreenTech Устойчивое развитие» Фонда «Сколково». Почему биолог решил учиться управлению инновационными разработками и как нефть стала идеей для стартапа, он рассказал в интервью.
— Как вы пришли к теме проекта?
— По первому образованию я микробиолог. Учился в Казанском федеральном университете, но работал в Москве и Санкт-Петербурге на стыке микробиологии с молекулярной биологией и биоинформатикой. После аспирантуры по молекулярной биологии в ИБХ РАН и первого опыта работы в коммерческой лаборатории по выявлению опасных для картофеля микробов я понял, что мне интересна проектная деятельность. Но мне не хватало навыков в управлении процессом исследований и разработок, поэтому я решил научиться этому. А в НИУ ВШЭ была профильная образовательная программа.
Проект, который стал инициативной темой моей курсовой работы, посвящен разработке и коммерциализации более точной технологии поисков залежей нефти и газа с помощью микробов-индикаторов. Идея стартапа возникла на основе моего десятилетнего опыта и уже написанной кандидатской диссертации по разработке диагностических тестов одним из вариантов метода ПЦР — полимеразной цепной реакции, ставшей широко известной в период пандемии коронавируса. Работа направлена на создание новой коммерческой услуги, и в ходе исследований планируется оценка ее экономического эффекта. Экономическая часть работы выполняется под научным руководством старшего преподавателя Школы инноватики и предпринимательства НИУ ВШЭ Анны Александровны Солодихиной. За биологическую часть отвечаю сам.
Однажды я услышал цитату академика Юрия Анатольевича Овчинникова, и она стала моим мотиватором: «Надо браться за такую работу, которая сегодня кажется совершенно нереальной и невыполнимой. Через год это будет то, что надо». Поэтому было решено снова бросить себя в совершенно новую область — в нефтяную микробиологию и геологоразведку, где я абсолютный дилетант.
Таким же дилетантом я когда-то был в области ПЦР, придя туда из структурной биоинформатики белков, не умея капать реагенты в пробирки. Какие-то основы показывали коллеги, а остальное приходилось осваивать по научным статьям, постепенно нарабатывая навыки в мокрой биологии. Опыт работы в ИБХ РАН формирует, как мне кажется, определенный стиль исследований, который мне хочется переносить на каждый новый проект. Я не могу его описать, но он обычно чувствуется интуитивно.
— Кто целевая аудитория вашего стартапа?
— Проект получил название OASYS (от англ. Oil Assessment Systems). В России «оазисами» для некоторых микробов являются залежи углеводородов. В качестве нового инструмента для поиска микробов-индикаторов предлагается создать быстрые тесты на основе ПЦР. Уже готов минимальный список перспективных мишеней в геноме микробов-индикаторов, который будет постепенно дополняться с помощью собственного алгоритма MorphoCatcher. Идея нового способа поисков и разведки нефти достаточно простая, поэтому ее принцип и способы реализации сейчас готовятся к патентованию.
Целевой аудиторией являются геологоразведочные подразделения нефтегазодобывающих и нефтесервисных компаний. Сейчас в России эра зеленой сейсмики, когда геофизическая разведка осуществляется быстрым и экологичным способом без вырубки большого количества деревьев. В лесах Сибири остаются просеки, или своеобразные сетки, заметные с высоты, — эти тропинки можно применять по-новому. Однако метод применим не только на суше, но и в море.
До сегодняшнего дня самый точный способ узнать о наличии нефти в недрах — это бурение скважины. Черный фонтан является главным признаком успешного бурения.
Проблема первая заключается в том, что бурить скважины дорого. Особенно в Арктике и на шельфе. При этом эффективность бурения крайне низка. Примерно 88% скважин оказываются сухими, в них нефти нет. Даже в самых разбуренных регионах, таких как Западная Сибирь или Татарстан, минимальная стоимость поискового бурения составляет 1 млрд рублей. Отсюда понятно, что проблема крайне острая даже для обладающих финансовым ресурсом нефтяных компаний. Месторождения истощаются, и в перспективе проблема будет только усиливаться.
Технология зеленой сейсмики позволяет увидеть геологическое строение недр и выявить в них полости, в которых обычно скапливаются нефть и газ. Но она не позволяет понять, какие полости точно содержат нефть, а какие окажутся ложным признаком залежи. Чтобы не бурить каждую потенциально нефтеносную область и сократить издержки на геологоразведку, необходим относительно дешевый и быстрый способ определения контуров залежей углеводородов на карте местности.
Геохимики примерно 100 лет назад заметили, что грунт, расположенный над нефтяной или газовой залежью, буквально пропитан низкомолекулярными углеводородами. Для некоторых видов микробов метан, этан, пропан и другие горючие газы являются обычным питательным субстратом. Съедая углеводороды, мигрирующие с глубины, микробы способны вносить существенные погрешности в метод газовой съемки — известный метод поисков нефти, когда летучие углеводороды определяют напрямую с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии. Кроме того, существуют группы микробов, которые сами образуют метан, его можно отличить только изотопным анализом, и это тоже важно учитывать.
Микробы, горные породы, нефть и микропросачивания газа составляют единую природную экосистему, которую некорректно исследовать и анализировать по отдельности. Анализ углеводородов, углеводородокисляющих микробов и результаты сейсмической разведки должны дополнять друг друга. Ни один метод не может быть универсальным и не дает полной картины. А когда разные методы применяются для решения одной задачи, появляется эффект синергии.
Советский геохимик Григорий Могилевский впервые предложил обнаруживать таких микробов, выращивая их в лаборатории, а полученные данные он использовал для построения прогнозных геологических карт. Получалось уточнять контуры нефтяных залежей, давать более точный прогноз нефтеносности, чем с помощью метода газовой съемки. И тут появляется вторая проблема. Она заключается в том, что не всех микробов удается вырастить в лаборатории и существует множество некультивируемых видов, для роста которых необходимо естественное микробное сообщество.
Моя цель — повысить точность микробиологического метода Могилевского с помощью молекулярных тестов на основе ПЦР для обнаружения микробов-индикаторов среди сотен тысяч видов других микробов. Это задачка со звездочкой. В конечном итоге издержки на бурение скважин получится существенно сократить, а экономический эффект может быть приравнен к издержкам на каждую сухую скважину, которую удастся избежать.
— Как прошел финал акселератора?
— Проекты оценивали представители топ-менеджмента научно-технического центра «Татнефти» и профильной дочерней компании «ТН-Биотех». Сама возможность выступить перед руководителями одного из отраслевых гигантов дорогого стоит. Особенно для меня, потому что среди других участников я был единственным студентом — основателем стартапа без юридического лица. Хочется выразить признательность экспертам Фонда «Сколково» за то, что они смотрели на содержание заявки и на прогресс в работе над проектом.
Основной целью участия было протестировать спрос на предложенный способ обнаружения микробов — индикаторов нефти с помощью метода ПЦР. Подавая заявку на участие в акселераторе, в своих навыках разработчика тестов я был уверен полностью. И по части биоинформатики, и по части мокрой молекулярной биологии у меня уже имелись готовые решения, применимые в разных сферах биотеха. При этом я понимал, что полноценная тест-система появится только с привлечением профильного индустриального партнера.
— Каковы перспективы развития проекта?
— Многие знают, что такое ПЦР, как она работает и как создаются тесты. Однако в сфере диагностики есть много подводных камней. Поиск микробов-индикаторов в почве можно сравнить с поиском иголки в стоге сена.
Пока я могу и буду развивать проект собственными силами. По части теоретической это возможно в рамках инициативной темы курсовой работы в Вышке. По части практической буду совершенствовать программное обеспечение, позволяющее искать новые гены-мишени в микробных геномах. Работы предстоит много. Проект новый и молодой, а я полон вдохновения.
Прошла пандемия, каждый успел услышать и даже попробовать на себе ПЦР-тесты, но идея применить их для поисков и разведки нефти пришла сначала одному человеку. Возможно, независимо — кому-нибудь еще. После финала акселератора об этой идее знают уже гораздо больше людей. Она распространилась, но идея о способе ее реализации осталась у автора. Жизнь идей — удивительное явление.
Иногда те, кто первым выводит продукт на рынок, терпят неудачу, распугав клиентов и консервируя рынок. И повезти может тому, кто станет вторым или даже третьим, но только если он учтет ошибки предшественников.
Этому нас учат в магистратуре Вышки. Рад, что могу на себе испытать то, что слышу от преподавателей, рассказывающих нам об идеях, инновациях, стартапах, их головокружительных и неповторимых успехах и таких же громких провалах. Интересно, что больше всего полезны ошибки, поскольку только они учат и формируют опыт. Поэтому надо пробовать снова и снова.
Сил и идей хватит, надеюсь, на разные отрасли и другие акселераторы. Поэтому отдельно хотелось бы выразить слова благодарности за веру в этот проект и обсуждение идей своему научному руководителю Анне Александровне Солодихиной, Дмитрию Владимировичу Огнёву за его интереснейшие лекции по изобретательству, а также Наталии Владимировне Поляковой за бесценные советы в рамках курса по управлению интеллектуальной собственностью.
Акселератор помог оформить проект под нефтегазовую отрасль, поэтому я признателен также трекеру и всем организаторам этого мероприятия от Фонда «Сколково».
Но лучшим акселератором для меня является Вышка
Сконцентрированный опыт и знания преподавателей в области предпринимательства, передаваемые в стенах университета студентам, заряжают, и этот драйв не позволяет останавливаться.
— Как вы думаете, сумеете ли использовать опыт участия в акселераторе в коммуникации с инвесторами или заказчиками?
— Уверен, что статус финалиста акселератора Фонда «Сколково» даст преимущества. Теперь детально проработана презентация, отшлифован текст речи, понятный целевой аудитории. На программу были поданы сотни заявок, до финала дошли несколько десятков проектов. Значит, проект соответствует запросам реальных компаний. Кто знаком с процедурой работы акселераторов Фонда «Сколково», оценит это достижение как знак качества.