Институт развития технологий ТЭК (ИРТТЭК)
Статьи, аналитика

Инфотехнологический прорыв: к чему ведет цифровизация нефтегаза

Инфотехнологический прорыв: к чему ведет цифровизация нефтегаза
19.07.2022

В ноябре 2020 года Минэнерго России провело совещание рабочей группы по цифровой трансформации нефтегазовой отрасли. По итогам заседания было сказано много вдохновляющих слов, в том числе о роботизации сектора. В Министерстве заверили, что к 2030 году в нефтегазовой промышленности и смежных отраслях будут задействованы более 1 млн роботов.

В конце декабря 2021 года премьер-министр России Михаил Мишустин утвердил стратегическое направление цифровой трансформации топливно-энергетического комплекса. Новый документ включал в себя развитие в целом ряде направлений, от робототехники для более эффективной разработки труднодоступных месторождений до Big Data и беспроводной связи для мониторинга и диагностики объектов ТЭК и персонала. Была учтена в том числе и безопасность: новые меры были призваны снизить количество внештатных ситуаций.

А в начале 2022 года компания Vygon Consulting обьявила, что к 2030 году в России благодаря цифровым технологиям будет добываться на 155 млн тонн нефти больше. Конечно, прогнозы были сделаны до начала спецоперации, тем не менее, они вполне помогают понять значение цифровизации для отрасли.

Цифровая трансформация в нефтегазовой отрасли ускоряется. Первые попытки были сделаны еще в 1980-х годах, однако по-настоящему процесс набрал темп после 2016 года. Основными толчками стали экономический спад в 2014-2015 годах и пандемия.

И вот уже к 2026 году, благодаря новому подходу к энергетической бизнес-модели, более 50% крупных нефтяных компаний будут использовать цифровых двойников для эффективного проектирования, эксплуатации и управления активами.

Так что же такое информационные технологии в нефтегазе и как они применяются?

В первую очередь, речь идет о развитии технологий искусственного интеллекта, и ТЭК с некоторых пор активно в этом процессе участвует. «Умные» месторождения – это явление вышло отсюда. Любая компания заинтересована в оптимизации, а любая нефтегазовая компания – в оптимизации разработки месторождений. Пару лет назад эксперты спрогнозировали, что с помощью цифровизации в 2021-2030 годах с помощью оптимизации режимов работы погружного оборудования на месторождениях можно будет сэкономить до 300 млрд рублей.

Использование Bid Data и искусственного интеллекта помогают повысить операционную и управленческую эффективность, снизив количество сбоев в цепочке поставок нефти и газа. Передовая аналитика помогает снизить затраты на инфраструктуру, а также изучать сейсмические данные, прогнозируя риски и экономию, изучать уровень нефти в пластах.

Интернет вещей (англ. internet of things, IoT) позволяет более эффективно осуществлять мониторинг трубопроводов, насосов и фильтров. Речь идет о концепции сети передачи данных между физическими объектами, оснащёнными встроенными средствами и технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. То есть в данном случае есть еще и положительный экологический эффект, а не только финансовый, потому что происходит меньше вредных утечек. Необходимость следовать политике устойчивой энергетики и сокращения выбросов парниковых газов побуждают нефтегазовые компании все чаще обращаться к автоматизации. В том числе для замены человеческого труда в рутинных процессах.

Использование IoT также чрезвычайно удобно для получения данных на труднодоступных морских буровых установках, а также для более точных измерений на нефтеперерабатывающих заводах. Что касается автоматизации, то Robotic Process Automation (RPA) — вид технологии автоматизации бизнес-процессов, основанный на использовании программных роботов (software robots) и искусственного интеллекта – может снизить риск человеческих ошибок в рабочем процессе и автоматизировать операции по закупкам.

Коронавирус и «зеленая» энергетика как импульсы к развитию

Пандемия, охватившая весь мир весной 2020 года, принесла не только один сплошной негатив. В какой-то степени, у нее был и позитивный эффект. Например, компании всего мира стали задумываться, как себя обезопасить от подобных катаклизмов, в том числе с помощью информационных технологий.

Нефтегазовые компании тоже стали действовать активнее. Та же Газпром-нефть смогла за считанные недели настроить механизм дистанционной работы сотрудников и адаптировала средства корпоративной коммуникации.

По результатам опроса IBM, 60% организаций ускорили внедрение цифровых технологий после пандемии коронавируса и увеличили инвестиции в эту область. Целью было стимулировать восстановление и заложить основу для последующего инновационного рывка. Пандемия сильно ударила по финансовой стабильности, поэтому компаниям необходимо было сократить расходы, что и было сделано с помощью применения информационных технологий в том числе.

Еще одним фактором, который побудил нефтегазовые компании идти на цифровизацию, стала растущая угроза конкурентов из «зеленой» энергетики. Отрасль ВИЭ уже сейчас представляет серьезную силу, а к 2027 году будет оцениваться в 1,1 трлн долларов, по некоторым прогнозам. В свете этого нефтегазовому сектору ничего не остается, как совершать цифровую трансформацию.

Российский опыт

В феврале 2022 года появилась важная для мира ТЭК новость, связанная с цифровизацией: Транснефть собирается вложить 38 млрд рублей в цифровую трансформацию, как следует из новой IT-стратегии компании. В чем эта трансформация будет заключаться? В целом ряде направлений, например, в цифровом инжиниринге, цифровом бэк-офисе и цифровизации управления финансами. Не забыли и про импортозамещение, потому что Транснефть планирует перейти на российское программное обеспечение. Кстати, в 2019 году в России были введены новые меры, по которым доля отечественного ПО в закупках госкомпаний к 2021 г. должна была составить 50%, а к 2024 г. - 70%. На деле получилось чуть меньше, однако, процесс идет.

К слову, импортозаместиться компания намерена не только в «цифре». В мае 2022 года на международной выставке «Газ. Нефть. Технологии — 2022», которая прошла в Уфе, Транснефть представила свои собственные разработки магистрального и подпорного насоса, а также электродвигателя, а также электропривод для запорной арматуры. Все производится на собственном заводе в Челябинске.

Еще один российский нефтяной гигант – Газпром-нефть – также вовсю развивается в цифровом направлении. Более того, эта компания первой в России провела экологическую экспертизу с помощью дополненной реальности (AR). Это технология, которая совмещает в себе цифровые компоненты и действительность. С помощью этой современной методики была проведена дистанционная инспекция новых скважин «Газпромнефть-Оренбурга» на Ягодном месторождении. Работникам не пришлось ехать в оренбуржские степи, а процесс контролировался прямо из офиса.

В Газпром-нефти процессом остались очень довольны и отметили, что с помощью такого механизма можно сократить расходы на посещение новых объектов, к тому же на 80% повышается скорость приемочных работ. В результате заключение Росприроднадзора было получено быстрее обычного.

Также Газпром-нефть заключила соглашение с мобильным оператором МТС для развертывания сети LTE между единым центром управления сервисами на производственных площадках, разбросанных по всей стране. Это помогло ускорить обмен данными, в том числе с труднодоступными площадками, затерянными в Сибири.

Наконец, доля российского ПО в сфере разведки и добычи в компании к концу 2020 года достигла существенных 75%, хотя еще в 2015 году эта доля была нулевой.

Лукойл в 2019 году подписал с российской компанией 1С меморандум о намерениях в плане сотрудничества в области IT, а в 2021 году было заявлено об активном примененийй бизнес-критичных решений на базе 1С. Также в 2021 году Лукойл продолжал активно сотрудничать с немецкой компанией SAP, крупнейшим в Европе производителем программного обеспечения. А первый проект на платформе SAP HANA был реализован еще в 2018 году.

Также Лукойл сотрудничает с МТС в плане слежения за состоянием скважин с помощью технологии интернета вещей NB-Iot (Narrow Band IoT). Впервые автоматические датчики, которые сами в онлайн-режиме отправляют параметры работы скважин на серверы корпоративной сети, были использованы в 2018 году в Прикамье, а затем уже стала расширяться и на другие регионы. Как мы уже отмечали, одним из главных преимуществ является снижение издержек.

В свою очередь Татнефть – в мае 2022 объявила о внедрении цифровых технологий для мониторинга и предотвращения техногенных аварий. В сотрудничестве с Ростелекомом была запущена система мониторинга резервуаров для хранения нефтепродуктов. Конечно, это лишь одно из направлений. У компании большие планы на цифровизацию в этом году с целью более эффективного использования данных. Весной 2022 года компания объявила о работе над единой системой сбора данных телеметрии. Также Татнефть использует для сбора информации беспилотники, и даже разработала собственное мобильное приложение для управления процессами.

Зарубежный опыт

Разумеется, те же формы цифровизации вроде искусственного интеллекта (ИИ), Big Data, облачные вычисления, кибербезопасность, Интернет вещей (IoT) и робототехника в повседневных нефтегазовых операциях используются и зарубежными компаниями. Еще несколько лет назад внедрение цифровых технологий в нефтегазовой отрасли сдерживалось опасениями по поводу безопасности данных и неопределенностью затрат и выгод. А еще как в России, так и за рубежом все еще недостаточно квалифицированных технических специалистов – и это один из сдерживающих факторов.

По некоторым данным, почти 90% руководителей нефтегазовых компаний планируют продолжать увеличивать инвестиции в цифровые технологии в ближайшие годы. Еще больше – 94% - жалуются на то, что компании сталкиваются с трудностями при поиске хороших и подходящих для этого кадров.

Поэтому имеет смысл обращаться к компаниям, которые занимаются информационными технологиями. Компании заказывают разработать индивидуальные цифровые решения, отвечающие их потребностям.

Ведущими нефтегазовыми компаниями, связанными с темой цифровизации, являются ADNOC, BP, Chevron, Eni, ExxonMobil, Equinor, Repsol, Shell, Sinopec, Saudi Aramco и TotalEnergies.

Например, Total Energies сотрудничает с IBM для разработки предиктивной аналитики с целью повышения точности бурения. Но, конечно, на этом партнере «диджитализация» компании не заканчивается.

В 2021 году Total договорился с компанией Amazon. Ожидается, что сделка поможет Amazon достичь цели по обеспечению своих глобальных операций полностью возобновляемой энергией к 2030 году и достичь нулевого уровня выбросов к 2040 году. Цифровизация становится ключевым элементом энергоперехода, а котором столько говорится в последние годы. Поэтому для сохранения конкурентоспособности TotalEnergies будет использовать облачные сервисы Amazon для ускорения своей цифровой трансформации. Amazon также предоставит инфраструктуру, скорость, надежность и инновационные услуги, что позволит энергетической компании улучшить управление рабочими процессами и ускорить внедрение инноваций.

По подобной схеме в том же 2021 году Total объявила о сотрудничестве с Microsoft. Представители компании Microsoft заявили, что стратегическое партнерство с Total позволит им применить возможности Azure, Microsoft 365 и Power Platform для ускорения цифровой трансформации, в свою очередь Microsoft рад приблизиться к будущему с нулевыми выбросами. Microsoft стремится уйти от дизельного топлива к 2030 году.

За несколько лет до этого события, в 2017 году, похожее сотрудничество с Microsoft заключила еще одна энергетическая компания – Chevron, а Microsoft Azure стало ее основным облачным сервисом.

«Azure будет очень полезен для получения данных в реальном времени, обработки больших объемов данных и даст нам возможность масштабировать и применять аналитику, ведь у нас есть огромное количество данных, получаемых с наших производственных объектов, буровых судов и оптоволоконных кабелей внутри обсадных труб», заявил тогда Билл Браун, директор по информационным технологиям Chevron.

Еще в начале 2000-х в компании Chevron задумались об инструментах и ​​приложениях, которые могли бы помочь оцифровать нефтяные месторождения. И вот спустя 20 лет этот процесс практически внедрен в жизнедеятельность компании.

«Цифровое путешествие» компании BP, к слову, тоже сотрудничающей с Microsoft, началось примерно в 2016 году, когда топ-менеджеры решили провести серьезные изменения в развитии компании. В итоге использование компанией цифровых технологий и новых рабочих процессов, которые должны их дополнять, позволило сэкономить миллиарды долларов и создать новые возможности для получения доходов.

Приведем наглядный пример эффективности нового подхода в BP, в частности, что касается шельфовых проектов. В 2019 году компания заявила, что завершила проектирование и бурение глубоководной скважины в Мексиканском заливе за 13 недель, что вдвое меньше обычного. А на шельфе Тринидада компания выполнила план бурения скважин всего за 4 недели по сравнению с обычными 4 месяцами. Положительный эффект от цифровых технологий опять налицо.

Но больше всего в компании полюбили так называемые «цифровые двойники» — компьютерные модели физических систем – запущенные в 2017 году. BP начала создавать цифровые двойники производственных объектов для оптимизации производства. И что же, результат не заставил себя ждать, да еще и всего через год. С помощью программы APEX, собственной системы моделирования и наблюдения, компании удалось в 2018 году получить дополнительные 19 000 баррелей в сутки к базовому уровню добычи.

Также в BP создали собственное сейсмическое устройство Wolfspar, с помощью которого было обнаружено более 1 миллиарда баррелей нефти в месторождении Thunder Horse в Мексиканском заливе. В общем, BP с готовностью инвестирует миллиарды в цифровые технологии, надеясь стать передовой интегрированной энергетической компанией.

Аналогичным образом, компания Equinor разработала и внедрила своего цифрового двойника, Echo, в операциях в Северном море. Такие концепции, как цифровые двойники и предиктивное обслуживание используются все чаще. Искусственный интеллект помогает не только устранять утечки почти в реальном времени, но и сокращать количество пробуренных скважин при сохранении высокого уровня добычи или производства. В то же время датчики IoT и робототехника могут быть использованы для повышения безопасности труда.

В 2018 году испанский гигант Repsol объявил об обновлении своей стратегии, а цифровизация была определена одним из основных рычагов запланированного роста. «Давить» на этот рычаг были призваны около 1000 специалистов. В 2018 году на цифровые инициативы было выделено более 70 миллионов евро, но эти затраты должны были с лихвой окупиться: по подсчетам Repsol, прибыль в резальтате цифровизации к 2020 году должна была составить 300 миллионов евро, что и произошло. К 2022 эта цифра должна вырасти до 800 миллионов евро за счет доходов и оптимизации инвестиций и расходов.

В планах Repsol цифровизировать каждый из процессов, используя платформу ARiA, разработанную внутри компании. Она позволяет управлять данными и анализировать их, являясь как бы «цифровым мозгом Repsol». Также, как и многие другие, Repsol сотрудничает с большим количеством сторонних компаний, вроде IBM, Accenture, Turing, а также более крупными вроде Google, Salesforce и Microsoft, чье облачная платформа Azure пользуется популярностью среди нефтегазовых компаний всего мира, хотя, конечно, не только их.

Одну из главных проблем цифровизации – нехватку кадров – Repsol тоже решил радикально, договорившись в 2020 году с школой цифрового бизнеса ISDI об обучении 800 своих сотрудников Big Data, IoT, визуализации данных и искусственному интеллекту. Каждый из сотрудников должен был пройти процесс обучения длиной от 80 до 100 часов.

Уже сегодня управление 25 НПЗ Repsol по всему миру происходит из Мадрида, что позволяет избежать целого ряда вполне очевидных проблем и трудностей. Достигнутые результаты настолько впечатлили руководство компании, что в июле 2022 года Repsol представит очередной план цифровизации до 2025 года с искусственным интеллектом, блокчейном и аналитикой в качестве основных стратегических направлений.

Расходы на цифровую трансформацию продолжают расти не только в Repsol, конечно же, а абсолютно повсеместно. Например, глобальные инвестиции в цифровую электроэнергетическую инфраструктуру и программное обеспечение ежегодно росли более чем на 20% с 2014 года и достигли 47 миллиардов долларов США в 2016 году. И это было еще до по-настоящему серьезного прорыва в данном направлении, который произошел через несколько лет.

В марте 2022 года стало известно, что до 2025 года нефтегазовые компании увеличат расходы на цифровую трансформацию на 7,5%. Расходы на автоматизацию в нефтегазовой отрасли увеличатся с $17,17 млрд в 2020 году до $24,63 млрд к 2025 году. Речь все о тех же популярных искусственном интеллекте (ИИ), Интернете вещей (IoT) и робототехнике. Нефтегазовые компании успели оценить все преимущества этих направлени и решили развивать их.

Как все начиналось

Многие эксперты считают, что одним из важных и даже поворотных моментов в истории цифровизации нефтегазовой отрасли стал печально знаменитый разлив нефти на платформе Deepwater Horizon 20 апреля 2010 года недалеко от побережья штата Луизиана в США. Возможно, цифровизация помогла бы тогда избежать трагедии, если бы заранее и на расстоянии контролировалось давление и прочие показатели с помощью интеллектуальных датчиков, подключенных к программному обеспечению для централизованного мониторинга.

Отметим, что в связи с относительной новизной технологий, перед мировыми нефтегазовыми компаниями стоит дилемма приоритетности инвестиций. Слишком широк спектр цифровых инвестиционных возможностей. Например, саудовская консалтинговая компания Strategic Gears, специализирующаяся на стратегических и управленческих вопросах, предлагает делить на два инвестиционных направления: в первом случае, характерной для нефтегазовой отрасли, одни компании будут копировать удачные инвестиции других. Во втором случае нефтегазовые компании будут пытаться копировать инвестиционные решения компаний из других отраслей, адаптируя их под свои задачи.

В ближайшие десятилетия цифровые технологии сделают энергетические системы по всему миру более взаимосвязанными, интеллектуальными, эффективными, надежными и устойчивыми.

Наверняка о том, как достичь этих целей, пойдет речь в октябре в Милане, где состоится Конгресс нефтегазовой автоматизации и цифровизации 2022 (AUTOMA 2022). Во время AUTOMA 2022 будут обсуждаться вопросы трансформации нефтегазовой отрасли, управления активами, интеллектуальных инструментов для оптимизации процессов на нефтяных месторождениях, трубопроводах и НПЗ.

Подытоживая, можно сказать, что цифровые технологии позволяют компаниям не только экономить и оптимизировать процессы, но и соответствовать «зеленой» повестке. Уже сейчас понятно, что цифровые технологии отлично подходят для освоения новых месторождений и повышают эффективность работы. Кроме того, это элементарно удобно, когда улучшается внутренняя коммуникация и происходит экономия времени.

Ряд новых цифровых технологий уже почти перешли в разряд привычных в нефтегазовой отрасли. И, похоже, в ближайшие годы этот процесс будет идти с удвоенной силой и с не менее существенными инвестициями. Осталось воспитать квалифицированные кадры.

© 2018-2022 Все права защищены.