Но последние десятилетия полностью перевернули уклад нашей жизни. Цифровые технологии прочно вошли не только в быт, но и в производство, став основой работы всех крупных предприятий и корпораций. Век цифровых технологий дает неограниченные возможности, предъявляя при этом жесткие требования. Важнейшая для экономики страны «нефтянка» не исключение: легкая нефть на исходе, добыча углеводородов становится более тонким и наукоемким процессом, причем на всех стадиях. Чтобы быть в авангарде, необходимо искать нестандартные пути, используя все новейшие технологии.
Чтобы наглядно представить, что такое цифровизация бизнеса, вспомним, по какому принципу работает современная служба такси. Все стадии процесса (кроме, естественно, самой поездки) проходят виртуально – от поиска машины до навигации по городу и оплаты. Этот же принцип работает теперь и в нефтяной промышленности. Разведку, добычу, логистику и сбыт (работу АЗС и других терминалов) теперь можно контролировать и даже осуществлять удаленно благодаря передовым технологиям и сотрудничеству бизнеса и науки. Заливая бензин в бак своего автомобиля, мы замыкаем последнее звено цепи полностью автоматизированного, если не сказать виртуализированного, процесса добычи и переработки нефти. Не верите? Тогда пройдемся по этой цепочке от начала до конца.
Лидеры отрасли создают целые структуры, обеспечивающие аналитическую и научную поддержку нефтедобычи и нефтепереработки на всех этапах производства. Так, «Газпром нефть» реализует более полусотни проектов, связанных с цифровой трансформацией бизнеса. Это позволяет компании быть в авангарде так называемой четвертой промышленной революции (ее также называют индустрией 4.0), то есть перевода бизнеса на компьютерные рельсы с максимальным ограничением участия человека. Компания внедряет целый комплекс технологий цифровизации. Здесь и все более широкое использование искусственного интеллекта, и роботизация производственных процессов, и применение «озер данных» – нового типа архитектуры облачного хранения информации, позволяющего четче ее структурировать и, следовательно, эффективнее анализировать.
Но обо всем по порядку. Начнем с первого звена цепи. Наш будущий бензин еще покоится в земных недрах, откуда его предстоит достать. Для того чтобы это сделать, нужно знать, где его искать и как грамотнее наладить добычу. Дедовских методов больше не достаточно, на помощь нефтяникам пришла виртуальная геологоразведка. Ее задача – создать концептуальные геологические модели, с помощью которых можно получить представление о том, как развивался пласт, где необходимо бурить первые скважины, где остались невыработанные запасы и какие у них особенности. Эти модели позволяют более точно прогнозировать свойства пластов и в конечном счете более эффективно разрабатывать месторождения.
Специалисты Научно-технического центра «Газпром нефти» создали более 70 таких моделей, покрывающих в общей сложности свыше 90% площади, на которой в будущем будет осуществляться бурение. Такой подход помогает эффективно оценивать качество невыработанных запасов нефти и, как следствие, получить представление о том, с какими из них необходимо работать уже сейчас, а какие могут подождать, какие скважины бурить и в какую зону они попадают. На основе этой информации создаются так называемые карты качества геологических запасов. С их помощью можно увидеть, как со временем будут изменяться эффект от бурения и объемы нефтедобычи. Карты качества просто необходимы для разработки трудноизвлекаемых запасов.
Обычно время, затрачиваемое геологами на предварительную обработку данных, занимает более 70% от общего времени всех геолого-разведочных работ. Цель же данного проекта – внедрение технологий машинной обработки информации для ускорения циклов геолого-разведочных работ. Специальная компьютерная программа накапливает опыт и знания, и теперь для принятия решения нужно анализировать на треть меньше исходной информации – естественно, без потери качества.
Следующий этап – бурение. В «Газпром нефти» за него отвечает «Геонавигатор» – Центр управления бурением, который осуществляет круглосуточный мониторинг, контроль и дистанционную инженерную поддержку процесса строительства наиболее сложных и уникальных скважин. К категории высокотехнологичных между тем относятся 40% скважин, пробуренных «Газпром нефтью» в 2015 году. Все они создавались под контролем экспертов «Геонавигатора».
Суть этого контроля заключается в дистанционном круглосуточном слежении за тем, чтобы фактические данные процесса бурения полностью соответствовали требованиям исполнительной документации. В случаях, когда поступающая в реальном времени скважинная информация диктует необходимость скорректировать проект для повышения его эффективности, эксперты центра, в число которых входят специалисты различного профиля, могут оперативно что-то поменять. Такая схема позволяет поддерживать высокий темп бурения и достигать максимальной эффективности процесса. Сейчас «Газпром нефть» применяет ее при строительстве высокотехнологичных скважин как на основных месторождениях компании, так и на новых активах, к числу которых относятся проекты на Ямале и в Восточной Сибири, а также работы по освоению нетрадиционных запасов – бажено-абалакской свиты.
На этапе эксплуатации актива цифровые технологии позволят оптимизировать работу всех элементов схемы разработки промысла. С помощью создания цифровых двойников систем нефтесбора, заводнения, утилизации попутного нефтяного газа, электроснабжения можно управлять режимами работы оборудования, оценивать уровень влияния изменения одного из элементов на всю систему, прогнозировать возможность возникновения нештатных ситуаций, строить графики ремонта. Высокий оптимизационный эффект несет внедрение таких систем, как спутниковый мониторинг движения автотранспорта и управление работой сервисных бригад.
Однако по-настоящему заметного результата оптимизация элементов системы разработки месторождения по отдельности не приносит. Нужно комплексное решение, которым станет создание единого Центра управления добычей – площадки взаимодействия представителей всех служб, задействованных в управлении разработкой месторождения, куда будет стекаться вся оперативная информация и где будут приниматься решения, позволяющие дать максимальный эффект в рамках всего актива. Комплексный подход к оптимизации разработки должен вдвое сократить простои и потери, и его уже использует «Газпромнефть-Хантос».
Параллельно все данные о геологоразведке, бурении, разработке, добыче и обустройстве месторождений «Газпром нефти» собираются в системе «ЭРА». Аббревиатура расшифровывается как «Электронная разработка активов».
Эта IT-система была запущена еще в 2012 году, когда стало понятно, что без компьютерной систематизации данных в современном бизнесе делать нечего. В 2014 году систему включили в Технологическую стратегию компании, и сейчас она является одним из ключевых ее направлений. По расчетам, внедрение ЭРА позволит увеличить добычу нефти за счет алгоритмов оптимизации, сократить объем энергозатрат на 12%, увеличить срок службы скважинного оборудования на 15%, а также снизить расходы на бурение скважин. В том же 2014-м «Газпром нефть» завершила испытания другой информационной системы – «Геомэйт», позволяющей накапливать и анализировать геологическую информацию обо всех месторождениях компании. Эта программа объединяет около 80% операций по анализу геолого-геофизической информации: сейсмических данных, карт, результатов исследований скважин. Благодаря ей специалисты имеют доступ к единой информационной среде, которая позволяет оперативно изучать все важные показатели месторождений и выявлять перспективные зоны и нефтеносные пласты.
В целом это научное «вмешательство» немедленно дало конкретные результаты: работы по геологоразведке, разработке месторождений и эксплуатации скважин стали вестись более слаженно, оперативно и точно, что благотворно сказывается на качестве конечного продукта.
Идем по цепочке дальше: разведали, спланировали, добыли – затем нефть нужно переработать и распределить. Здесь тоже помогает виртуальная среда: летом этого года в Санкт-Петербурге «Газпром нефть» открыла Центр управления эффективностью нефтепереработки и сбыта (ЦУЭ).
Стратегическая цель этого уникального для отрасли проекта заключается в построении единой цифровой платформы управления эффективностью технологической цепочки – от поступления нефти на перерабатывающие заводы до реализации нефтепродуктов конечному потребителю. Компьютерная сеть постоянно следит за спросом на нефтепродукты, надежностью оборудования, качеством продукта, проводит экологический мониторинг и оценивает энергоэффективность – проще говоря, заботится о том, чтобы бензин, попадающий в бак вашего автомобиля, был качественным, а его производство и транспортировка не оказывали воздействия на окружающую среду. За это отвечают четверть миллиона датчиков, которые в режиме реального времени передают в ЦУЭ информацию со всех перерабатывающих предприятий компании.
Основа развития предиктивных систем управления в нефтепереработке – создание цифровых двойников всех установок НПЗ, не просто содержащих 3D-модель высокой степени детализации, но и воспроизводящих физические процессы работы оборудования. Создание такого двойника подразумевает детальное описание физико-химических процессов, инженерных систем, средств автоматизации, применяемого статического и динамического оборудования, процессов потребления и выработки энергии, а также все возможные параметры входного сырья, приходящего на установку, и продукты производства. За счет этого появляется возможность оценивать влияние на работу установки изменений любых внешних и внутренних условий, а значит, выбирать наиболее оптимальные режимы работы, прогнозировать возможные отказы оборудования, использовать самые эффективные средства обслуживания и ремонта. Уже запущена реализация двух пилотных проектов создания цифровых производств на базе битумных заводов компании в Рязани и Казахстане.
В Рязани в рамках проекта BitumLab отрабатываются принципы создания модульной архитектуры цифрового двойника целого производственного актива, создаются алгоритмы для создания самообучающейся системы оптимизации производственного процесса, разрабатываются средства предписывающей аналитики для управления эффективностью производства и системы контроля качества сырья и продукции в режиме онлайн. Это будет одно из первых в российской отрасли решений по управлению бизнесом на основе цифровых двойников, искусственного интеллекта и предиктивного управления.
Комплексная «оцифровка» предприятия предполагает возможность удаленного мониторинга и управления производством. В проект заложена отработка решений, направленных на создание цифровой системы метрологического онлайн-контроля, на передачу больших потоков информации из автоматизированной системы управления техпроцессами в озеро данных, на разработку системы управления предприятием на базе самосовершенствующихся цифровых двойников технологических процессов.
Полученные в рамках этих проектов технологические наработки впоследствии будут переноситься на большие НПЗ, где уже сейчас создаются цифровые модели отдельных установок и целых производственных комплексов.
Итак, продукт создан, переходим к его реализации – ведущие компании и здесь не могут игнорировать тенденции цифрового века. Многие из нас успели убедиться в этом на своем опыте. Если раньше, приезжая на АЗС, мы сталкивались с медленным обслуживанием, то теперь все чаще заправляемся и оплачиваем топливо самостоятельно через терминалы на автоматических АЗС. Автомат отгружает топливо и принимает оплату, а человеческий фактор ограничен только нашей собственной расторопностью. Это снижает вероятность ошибок и, что немаловажно, цену на топливо.
Но здесь речь идет о частном случае – и о частном потребителе. Теперь на повестке дня следующий этап. Два года назад «Газпром нефть» начала реализацию проекта цифрового топливозаправочного комплекса, который может использоваться не только на небольшой АЗС, но и, к примеру, на гигантской заправке самолетов в аэропорту. Цифровой ТЗК – это полная автоматизация всех бизнес-процессов – от приема топлива с различных видов транспорта до заправки. Управление осуществляется из единой диспетчерской, все данные первичного учета топлива поступают в систему автоматически. Цифровая платформа сбыта позволяет точно настраивать продуктовое и сервисное предложение под каждого клиента, быстро создавать и выводить на рынок новые продукты и сервисы, предоставлять потребителю моментальный доступ к необходимому решению, будь то договор на управление АЗС, контракт на поставку топлива или поручение на доставку заказа из интернет-магазина на конкретную заправочную станцию в конкретное время.
– это симбиоз масштабных технологических и организационный преобразований
И в заключение – еще одна характерная тенденция. Внедрение новейших технологий в нефтяной промышленности было бы недостаточным, если бы они касались лишь процесса нефтедобычи, переработки или сбыта, то есть нефти как таковой. Высокие технологии сейчас повсюду – и компании, которые намерены остаться в авангарде отрасли, не имеют права не использовать их в полном объеме. К примеру, для организации снабжения, с которым в труднодоступных нефтедобывающих регионах есть традиционные проблемы. Но лед тронулся: в сентябре 2017 года «Газпром нефть» впервые использовала для доставки груза на отдаленное месторождение беспилотный летательный аппарат.
Пилотный (или, если быть точными, беспилотный) проект «Газпром нефти», реализованный в рамках программы технологического развития компании, доказал свою эффективность. Это, как представляется, идеальный вариант доставки грузов на отдаленные производственные площадки, с которыми нет наземного сообщения, а использование вертолетов экономически нецелесообразно. Зимой 2017-2018 гг. компания продолжит испытания БПЛА. Если положительный опыт использования малогабаритных аппаратов будет подтвержден, речь пойдет уже о применении более крупных беспилотных судов массой 500 кг и грузоподъемностью 200 кг.
"Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаза"