Технологический бум в нефтегазе начался в 2000-х годах. Чтобы повысить эффективность и рентабельность добычи углеводородов, компании стали модернизировать бизнес: внедрять цифровые двойники месторождений, использовать искусственный интеллект для управления инфраструктурой, отправлять дроны на геологоразведку. Этот тренд продолжает развиваться: по прогнозам «Высшей школы экономики», спрос отрасли на технологии к 2030 году может достичь 413,8 млрд рублей, это в 13,5 раза больше, чем еще в 2020 году. Рассказываем о самых востребованных инновациях — читайте, чтобы узнать, как меняется ТЭК уже сейчас.
Зачем оцифровывать добычу нефти и газа
Цифровизация в нефтегазе не просто дань моде. По оценкам VYGON Consulting, только за счет развития технологий искусственного интеллекта за период 2025–2040 годов нефтегазовые компании смогут получить экономическую выгоду в 2,95 трлн рублей, государство — в 2,45 трлн рублей. Внедрение цифровых технологий позволит снизить стоимость подготовки запасов в три раза.
Поэтому крупнейшие компании отрасли начинают применять технологии, которые помогают минимизировать время простоя оборудования, повысить производительность и безопасность нефтегазовых объектов, увеличить эффективность добычи. Внедрение таких решений, по данным Высшей школы экономики, позволит повысить коэффициент извлечения на 5–10%, снизить операционные затраты на 10% и уменьшить капитальные затраты до 15%.
Цифровые двойники в нефтегазе
Сейчас многие российские компании ТЭК используют технологии цифровых двойников — симуляции существующего месторождения в цифровом виде. Первые такие модели появились на объектах еще в начале 2000-х годов и помогали оценивать свойства нефти, рассчитывать нагрузку на трубопроводы, прогнозировать состояние установок нефтепереработки, анализировать инженерные данные и моделировать процессы производства.
Цифровой двойник позволяет удаленно контролировать работу оборудования и следить за безопасностью на объектах. С помощью систем big data, промышленного интернета вещей и облачных технологий он накапливает и анализирует данные о функционировании техники, просчитывает степень ее износа, предупреждает о вероятной поломке. За счет анализа огромного объема данных цифровому двойнику по силам улучшить режим работы объекта, помочь компании нарастить объем добычи и переработки сырья. Это особенно актуально при работе в труднодоступных районах и сложных климатических условиях, например в Арктике.
Так, в Башкирии «Роснефть» использует систему «Цифровое месторождение». Она базируется на цифровых двойниках, 3D-визуализации, мобильных цифровых устройствах и алгоритме мониторинга трубопроводов. Решение помогло снизить время простоя скважины на Илишевском месторождении вдвое, а связанные с этим потери — на 60%.
«Газпромнефть-Хантос» пошла дальше и еще в 2018 году внедрила в Центре управления добычей (ЦУД) модули, отвечающие за процессы нефтедобычи, контроль параметров работы оборудования, оптимальную загрузку скважин и поддержание пластового давления. Благодаря цифровой платформе эффективность объектов увеличивается в два раза, потенциальный прирост добычи — на 5%, затраты снижаются на 20%. Сейчас подобные ЦУД координируют работу и других знаковых месторождений «Газпром нефти», например на «Приразломной», единственной нефтедобывающей платформе на шельфе российской Арктики.
В среднем на каждом добывающем дочернем предприятии «Газпром нефти» для обеспечения всех процессов нефтедобычи используют более 20 цифровых двойников.
ИИ при геологоразведке и нефтедобыче
Инновационные технологии нужны для исследования и разработки месторождений: с их помощью можно получить четкую информацию с координатами пласта нефти, его свойствами и объемом залежей, выбрать эффективную и безопасную технологию бурения.
Например, цифровой вариант сейсморазведки D-Seis, запущенный «Газпром нефтью» в 2020 году, систематизирует большой объем геологоразведочных данных и на основе их анализа подбирает решения для изучения перспективных участков. Для этого используют модули предиктивной и видеоаналитики, анализа рисков и картографических операций. В результате, по оценке разработчиков, повышается точность поисковых проектов и сокращается их стоимость.
В «Роснефти» внедрили промышленный симулятор гидравлического разрыва пласта с применением искусственного интеллекта «РН-ГРИД». Он помогает провести математическое моделирование и инженерный анализ процесса создания трещин при нефтедобыче. А компания «Мессояханефтегаз» применяет искусственный интеллект для бурения глубоких ачимовских пластов на Восточно-Мессояхском месторождении. Программный комплекс «умной» буровой установки контролирует технологический процесс и передает данные из недр в центр управления строительством скважин, специалисты которого могут скорректировать «автопилот» с учетом особенностей пласта. Решение позволило увеличить скорость бурения на 10%.
В «Газпром нефти» с помощью ИИ повышают эффективность разработки месторождений: система «ЭРА:ОптимА» анализирует множество вариантов и выбирает лучший из них. Экономический эффект решения только на пилотных месторождениях «Газпромнефть-Востока» и «Славнефть-Мегионнефтегаза» составит более 500 млн рублей за пять лет.
Минэнерго России оценивает эффект от внедрения искусственного интеллекта в нефтегазовой отрасли в 5,4 трлн рублей в 2025–2040 годах.
Дроны для контроля производственных процессов
Еще один незаменимый помощник в нефтегазе — дроны. Например, при запуске добычи в Ямало-Ненецком автономном округе в разгар пандемии коронавируса использовали беспилотники: они проводили дистанционное воздушно-лазерное сканирование строящихся объектов и передавали данные мониторинга операторам, которые сравнивали их с цифровой моделью месторождения.
На объектах «Башнефти» дроны помогают обнаружить выбросы метана, так компания минимизирует углеродный след и повышает безопасность эксплуатации инфраструктуры. А «Газпром нефть» в Западной Сибири направляет беспилотники для проведения электро- и магниторазведки на удаленных участках.
AR- и VR-технологии в компаниях ТЭК
Дополненная реальность (AR) — еще одна технология, которая помогает контролировать эксплуатацию оборудования. Нефтянику достаточно навести камеру планшета на производственный объект, и на экране отобразится вся информация по нему, в том числе дата последнего техобслуживания. Такая разработка успешно прошла тестирование на Московском нефтеперерабатывающем заводе, и в будущем «Газпром нефть» планирует перевести две трети своего парка оборудования на обслуживание при помощи дополненной реальности. Решение поможет минимизировать трудозатраты и сократить риски из-за человеческого фактора. А в компании «Сибур» используют продукт «Удаленный эксперт AR»: клиент надевает очки дополненной реальности и организует видеоконференцию со специалистом сервиса для дистанционной консультации. Технологию используют для проведения монтажных и пусконаладочных работ, приемке оборудования и так далее.
Технологии дополненной и виртуальной (VR) реальности также используют для обучения персонала на предприятиях ТЭК. Например, для команд своих партнеров и дистрибьюторов компания «Газпромнефть — смазочные материалы» проводит иммерсивные курсы, на которых отрабатывают действия по техническому обслуживанию на станциях G-Energy Service, проведению консультаций для клиентов и оказанию техподдержки.
