На конец 2017 года известные мировые запасы углеводородов составили 1,6 трлн баррелей, сообщала  ОПЕК. Текущий уровень мирового потребления составляет 90,5 млн баррелей нефти в день. Поэтому запасов должно хватить на 50 лет, подсчитали эксперты. Также растет конкуренция со стороны возобновляемых источников энергии.

Ученые регулярно пугают нефтедобывающие страны заявлениями о скором конце эры нефти и о грядущем исчерпании легкодоступных углеводородов.

Цифровизация нефтегазовой отрасли позволяет:

• упростить добычу труднодоступной нефти;

• продлить «срок службы углеводородов» более чем на десять лет.

В то же время нефтегазовые и добывающие компании консервативны. Многие организации реализуют проекты в области профилактического обслуживания, а использование продвинутых решений для оптимизации производства, например, искусственного интеллекта (ИИ), только тестируется.

Ключевые предпосылки

Зачем оцифровывать?

Интеллектуальное нефтяное месторождение – это месторождение, в котором для управления нефтяным резервуаром и увеличением объема добычи используется набор программных и аппаратных систем. Эффект прежде всего достигается за счет увеличения объемов добычи и повышения эффективности всего процесса.

Оцифровка управления нефтяными пластами помогает компаниям снижать затраты на производство энергии. Внедрение умных технологий в нефтегазовой отрасли также зависит от стоимости сырья, конкуренции со стороны других видов энергоресурсов и государственной политики. Например, в Норвегии закон требует от компаний сократить выбросы углекислого газа на  50% за тридцать лет.

Какие шаги предпринять?

Существует несколько обязательных этапов в разработке умных нефтяных месторождений. Первый этап включает в себя создание моделей скважин на стадии разработки и запись различных измерений в процессе производства. Различные типы утечек моделируются и обеспечивается подготовка к реагированию на чрезвычайные ситуации.

В результате умные технологии дают удаленный доступ ко всему нефтепромысловому оборудованию и позволяют проводить диагностику техники. На интеллектуальном месторождении применяются умные электросети для распределения энергии.

Отличительными чертами умного месторождения нефти стали моделирование, планирование и минимизация влияния человеческого фактора.

Умные месторождения сократят расходы компаний на 7-10%

Общий эффект от внедрения умных нефтяных месторождений приведет к снижению операционных затрат на 7-10%, считают ведущие отраслевые эксперты. Эти достижения – результат оптимизации работы и сокращения производства. Согласно Gartner, применение концепции умного нефтяного месторождения поможет нефтяным компаниям сократить расходы на 5% и увеличит объем производства на 2%. Аналитики международной исследовательской компании IHS CERA считают, что время простоя нефтяных скважин сокращается до 4%, а экономия на рабочей силе достигает 25%. За счет перехода на умные технологии нового поколения можно будет увеличить мировую добычу нефти на 30-50%.

Успехи ExxonMobil, Shell и «Газпром нефть»

Одним из факторов цифровизации нефтяной промышленности стала разработка труднодоступных месторождений, в первую очередь морских. Компания ExxonMobil запустила комплексную поддержку бурения в режиме реального времени. Этот процесс базируется на трех видах деятельности:

• сбор данных от сотен датчиков на дне скважины и на буровой установке;

• передача данных, полученных удаленным центром поддержки буровых работ;

• обновление цифровой модели скважины в режиме реального времени с обратной связью с буровой установкой.

За последние пять лет компания достигла 50% роста производительности В ноябре 2018 года ExxonMobil представила новую платформу SMART, состоящую из единого облачного решения. Система имеет множество функций, позволяющих выполнять ключевые действия в одном месте, включая управление профилями поставщиков.

Shell увеличила добычу на три тысячи баррелей в день

Руководство Shell заверяет о том, что компания одной из первых в мире внедрила технологию умных нефтяных месторождений. Shell и сейчас активно внедряет беспилотные технологии, к примеру, на платформах в Северном море. С помощью удаленного управления компания внешние факторы и автоматически регулирует добычу нефти.

Клапаны и насосы отправляют данные о температуре, давлении и других параметрах месторождения нефти на морском шельфе в береговые центры управления. Команды инженеров контролируют производство в режиме реального времени. Все решения принимаются на постоянной основе. Раньше этот процесс занимал минимум неделю.

Данные собираются с помощью приемников, датчиков, дронов и спутников, а  затем отправляются в единый центр управления. Мониторинг и анализ показателей происходит автоматически. Живому персоналу нет необходимости присутствовать на платформах. Это снижает риски травм и операционные расходы. Компания отчиталась о росте добычи на три тысячи баррелей в сутки.

«Газпром нефть» ускоряет добычу

В 2019 году «Газпром нефть» – одна из крупнейших российских нефтяных компаний, совместно с группой «Цифра», начала внедрять умные решения. Компания рассчитывает сократить вдвое сроки реализации крупных проектов и ускорить добычу.

В 2018 году только 16 тыс. скважин были оснащены цифровыми технологиями. Цифровизация помогает использовать скважины безаварийно и с максимальной отдачей.

Цифровая модернизация отечественной нефтегазовой отрасли позволит повысить добычу к 2024 году на 25-30 млн тонн нефти и примерно 20-25 млрд кубометров газа. Запасы легкой нефти и сухого газа возрастут на 3,8%.

Представитель ИПНГ РАН отметил, что компании в отрасли внедряют технологии Интернета вещей, цифровых двойников и квантовую передачу данных.

«Газпром нефть» планирует реализовать около 500 инициатив в области цифровизации и цифровой трансформации, создав кластер технологических центров, выступающих в качестве операторов разработок в области прикладных информационных технологий. Для стимулирования создания новых ИТ-решений компания разрабатывает собственную цифровую платформу управления производством. В частности, создаются цифровые близнецы всех производств для интеграции в единую систему управления.

Несмотря на положительные примеры, внедрение цифровых решений происходит не массово. Прогресс заметен только в отдельных сегментах продукции.

Препятствия на пути цифровизации

Первое препятствие – это организационная готовность: есть ли реальный интерес предприятий к цифровизации? Нефтегазовая промышленность – это капиталоемкий, технологически устоявшийся процесс. Не все видят перспективы в интенсификации производства за счет цифровизации.

Второе препятствие – это технологическая готовность: позволяет ли текущий ИТ-ландшафт и, прежде всего, собираемые данные, начать применение цифровых возможностей? Например, для того, чтобы прогнозная аналитика могла строить расчеты на три года вперед, технологии искусственного интеллекта должны использовать данные, накопившиеся предприятием за десять лет работы. Главное, чтобы данные были качественными.

Третье препятствие – это ценность цифровой инициативы для компании. В некоторых технологических областях эффективность внедрения цифровых решений очень низка, что дает прирост от одного до двух процентов. Таким образом, компании не видят смысла в улучшениях.

Четвертое препятствие заключается в трудности реализации умных решений для нефтяных месторождений. Компания, возможно, собирала данные и определила преимущества, но, по различным причинам, успешно реализовать проект практически невозможно. В случае внедрения Интернета вещей в нефтяную промышленность существуют риски для кибербезопасности.

Бархатная цифровая революция

Внедрение современных технологий в нефтедобыче, в частности, искусственного интеллекта и IoT, снижает затраты на добычу ресурсов и способствует повышению конкурентоспособности по отношению к другим источникам энергии. В долгосрочной перспективе это обстоятельство продлит срок службы углеводородных ресурсов более чем на 50%.

Технологии, разработанные в отрасли, также найдут применение в других секторах. Например, нефтегазовые решения IoT могут принести пользу горнодобытчикам. Как и в промышленной сфере, революция не произойдет в одночасье. Она потребует времени и коллективных усилий, прежде чем новая технологическая эра для нефтегазовой отрасли станет реальностью.

Автор: Дмитрий Луковкин, предприниматель из сферы высоких технологий