Цифровые технологии в добыче нефти и газа в Арктике

Технологии Энергетика
Максим Майоров
1 Октября, 2020 | 05:34
Цифровые технологии в добыче нефти и газа в Арктике
Фото: Getty Images

 

Несмотря на то, что в последнее время активно обсуждается тема использования альтернативных и других источников энергии в Арктике, основным ее богатством пока остаются углеводороды. По современным оценкам, в Арктике сосредоточено около 22% мировых конвенциональных запасов нефти и газа (около 29,9 млрд тонн н.э.), что составляет 13-16% от мировых неразведанных запасов нефти и 28-30% от мировых неразведанных запасов природного газа. В российском сегменте Арктики сейчас добывается около 80% газа и 60% нефти от совокупной добычи страны.

В то же время, с каждым годом нефтегазовая отрасль постоянно сталкивается с рядом препятствий, которые тормозят ее развитие, негативно влияя при этом на развитие экономики страны в целом. Кандидат физико-математических наук Дмитрий Намиот считает, что одной из самых острых проблем нефтегазовой отрасли на данный момент является потеря нефти и нефтепродуктов на всем пути их прохождения, начиная от скважины и заканчивая конечным потребителем. По его данным, теряется около до 10% всей добываемой нефти, что является весьма значимым для нефтяников.

Кроме того, с каждым годом количество месторождений с легко добываемыми запасами нефти в России сокращается, а вот с трудноизвлекаемыми только увеличивается. Это же верно и для Арктики с ее природными и климатическими условиями, в которых и без того добывать углеводороды очень непросто. Согласно расчетам Минэнерго, эффективность добычи нефти и газа на месторождениях Западной Сибири ежегодно уменьшается на 4-5%. Поэтому затраты компаний на добычу нефти будут только расти: по данным профессора Академии народного хозяйства при Правительстве РФ Юрия Щербанина, по сравнению с 2017 годом, они увеличились уже на 50%.

Падает и качество нефти. Известно, что при начальной разработке нефтяных месторождений она выходит из скважины в так называемом «чистом виде», то есть без различного рода примесей и воды. Но затем начинает появляться не только нефтяной продукт, но и пластовые воды, которые сильно отличаются по химическому и бактериологическому составу. Происходит ухудшение качества нефти, да и транспортировка становится более нерентабельной, с учетом постоянного износа всего задействованного в этом процессе оборудования.

Все это заставляет задуматься о том, что же можно сделать для выхода из создавшегося положения. Одним из возможных решений здесь называется применение цифровых технологий, поскольку в наше время решающим фактором для нефтедобычи становится ее эффективность, от которой будет зависеть положение компании на рынке. Тем более, что возможные последствия применения «цифры» внушают оптимизм нефтяным генералам: по прогнозам специалистов British Petroleum, при использовании цифровых технологий добыча нефти к 2050 году может вырасти на 40% с одновременным сокращением себестоимости на 1/3.

 

Южно-Приобское месторождение. Фото: «Газпром нефть»

 

Как это выглядит в действительности

Сейчас цифровые технологии активно используются в западных компаниях, но их начали использовать и на российском рынке. Тем более, что отечественные фирмы начали разработку арктических месторождений, где способность «цифры» работать в непростых условиях очень востребована.

Суть системы «Интеллектуальное месторождение» заключается в том, что в единое целое объединяются различные датчики, сенсоры, мобильные устройства и дроны, вся информация с которых в круглосуточном режиме поступает в единый оперативный центр, в котором происходит ее анализ, и принимаются те или иные решения. Собранная информация позволяет управлять удаленными активами: следить за уровнем добычи нефти, за показателями вплоть до характеристик скважины, которые могут меняться в процессе добычи – движением грунтов, температурой, давлением и так далее. В итоге деятельность компании оптимизируется, что позволяет снижать затраты.

На Южно-Приобском месторождении «Газпромнефть-Хантос» в «Интеллектуальное месторождение» входит специальная система, управляющая 40 единицами спецтехники: цементировочными агрегатами, автоцистернами, самосвалами, автокранами. В случае необходимости, программа автоматически выявляет доступную технику, которая затем быстро приезжает на объект и решает поставленную задачу. Благодаря этому, обеспечивается оптимальная загрузка транспортного парка и контроль за проведением работ в режиме реального времени.

«Цифровые технологии открывают для нас новые возможности в плане более эффективного использования имеющихся ресурсов, оперативного принятия решений. В то же время инновации требуют и перестройки некоторых бизнес-процессов, изменения организационной структуры. С помощью искусственного интеллекта наши специалисты смогут качественно и эффективно распределять ресурсы», – говорит генеральный директор «Газпромнефть-Хантоса» Алексей Кан.

В 2008 году «умные месторождения» были запущены компанией «Салым Петролеум Девелопмент Н.В.» на Западно-Салымском месторождении. Благодаря их внедрению, добыча выросла в среднем на 2-2,5 процента в год, сократились внеплановые простои. В среднем на 15-20 единиц увеличилось и число скважин, которые обслуживает один оператор по добыче.

 

«Салым Петролеум Девелопмент». Фото: ugra-news.ru

 

Сейчас «Интеллектуальное месторождение» работает уже на 40 таких проектах, с их помощью добывается 140 млн тонн в год — 27% от общего объема российской добычи. Его применение оказалось очень выгодным: по экспертным оценкам, добыча в рамках интеллектуального месторождения дает снижение операционных затрат на 10%, а капитальных — до 50%.

Как уже говорилось выше, серьезной проблемой является потеря нефти и газа при их транспортировке. Для ее решения и одновременно безопасного и бесперебойного вывоза топлива компания «Газпромнефть» разработала и внедрила интеллектуальную систему «Капитан». В круглосуточном режиме туда поступают самые различные данные: объем нефти в нефтехранилищах, графики приливов и отливов, данные о количестве судов и их положении на маршруте, ледовая и климатическая обстановка и другая информация. Всего в нее ежедневно загружается до 7000 разных параметров, на основании анализа которых «Капитан» рассчитывает до 1 миллиона вариантов провоза грузов. Причем график отгрузки может формироваться на период до 3 лет. Такой подход к делу дал и соответствующие результаты.

«Применение цифровых технологий позволило нам повысить эффективность работы компании в российской Арктике. Уже по результатам опытно-промышленной эксплуатации системы «Газпром нефть» добилась снижения затрат на 10% в рамках действующей логистической схемы круглогодичного вывоза нефти арктических сортов. По итогам года система комплексно продемонстрирует преимущества нового подхода компании к организации логистики для транспортировки растущих объемов нефти с месторождений, расположенных в арктической зоне. В перспективе «Капитан» имеет потенциал стать частью комплексного плана по модернизации и расширению магистральной инфраструктуры для увеличения грузопотока по Северному морскому пути», — говорит председатель Правления «Газпром нефти» Александр Дюков.

Встает вопрос и об использовании больших данных и Интернета вещей. По подсчетам специалистов Vygon Consulting, среднее месторождение, оснащенное интернетом вещей, генерирует примерно 15 петабайт (15*1015 байт) информации в год. Это очень большой объем информации, который, конечно же, нуждается в обработке. В 2015 году «Газпром нефть» с помощью BigData выяснила причины сбоя автоматического перезапуска насосов после аварийного отключения электропитания. Для этого были использованы более 200 млн записей с контроллеров систем управления на 1649 скважинах. В итоге были созданы визуализированные модели цепочек событий, влияющие на работу насосов и карты вероятностного распределения причинно-следственных связей.

 

Фото: «Газпром нефть»

 

Новые горизонты

Приведенные выше примеры показывают, что востребованность «цифры» в нефтегазодобыче есть и будет только увеличиваться.

Ожидается, что следующим этапом цифровизации нефтегазовой отрасли будет создание т.н. «сетей отраслевой кооперации». В добыче, переработке и сбыте будут созданы платформы, на которых будет обрабатываться информация, начиная от скважины и заканчивая бензоколонкой.

«Мы ожидаем развития нового тренда, который называем «сети отраслевой коопетиции». Соединение элементов производственно-сбытовой цепи даст конкурентное преимущество компаниям, использующим возможности создания партнерских и деловых союзов в рамках всей производственно-сбытовой работы. Подобно компании Amazon, которая организовала работу системы цепочек транспортировки и доставки потребительских товаров, нефтегазовые предприятия будут соответственно реагировать на рыночные и производственные возможности и проблемы ценообразования», – говорит Рон Бек из AspenTech.

Цифровизация нефтяной отрасли затронет не только оборудование, но и людей. Концепция Connected Worker («Подключенный работник») предусматривает ношение всеми сотрудниками специальных устройств, с помощью которых люди смогут связаться с экспертами или обратиться к электронной базе данных, чтобы получить ответ на интересующий вопрос. В нефтянку придут технологии виртуальной и дополненной реальности – с их помощью будут обучать людей.

«Топливно-энергетическая отрасль в наибольшей степени подвержена революционным изменениям в будущем», — говорит Трейси Кантримен из Accenture.

И, судя по всему, это действительно так.

 

***

Максим Майоров, специально для GoArctic

далее в рубрике