Цифровизация в нефтегазовой промышленности: что это и зачем она нужна

Технологии цифровизации в нефтегазовой отрасли

Спрос на нефть и нефтепродукты постоянно растет, удовлетворение растущего спроса требует освоения труднодоступных ресурсов и применения новейших технологий для добычи. Без внедрения цифровизации невозможно увеличить рентабельность и повысить устойчивость компании на современном рынке.

Нефтегазовому сектору важно соответствовать правилам рынка и выстраивать имидж на международной арене, чтобы оставаться конкурентоспособными.

Цифровые технологии в нефтегазовой отрасли — это главное направление стратегии развития на ближайшие годы. Цифровизация открывает безграничные возможности для оптимизации геологоразведки, бурения и добычи углеводородного сырья.

Роль информационных технологий в развитии нефтегазовой индустрии

Информационные технологии в развитии нефтегазодобывающей отрасли помогают оптимизировать производственные процессы, повысить безопасность и снизить расходы.

Основные направления включают:

• Мониторинг и анализ данных. Установка датчиков на оборудовании позволяет собирать данные в реальном времени, что помогает оперативно выявлять и устранять проблемы.
• Автоматизация рутинных процессов снижает вероятность ошибок и повышает производительность.
• Оптимизация логистики. Использование цифровых карт позволяет оптимизировать маршруты и сократить затраты на транспортировку.
• Моделирование и прогнозирование. Применение математических моделей для планирования поведения оборудования.

Благодаря внедрению ИТ в нефтяную промышленность повышается безопасность за счет раннего обнаружения и предотвращения аварийных ситуаций, снижаются затраты на оптимизацию процессов, улучшается качество продукции благодаря соблюдению стандартов.

Ключевые направления цифровизации в нефтегазодобывающей отрасли

Современные ИТ-решения помогают нефтяной промышленности оптимизировать процессы добычи, снижать издержки и минимизировать риски. Ключевые направления включают:

• Цифровые двойники. Создание виртуальных копий реальных месторождений и инфраструктуры, которые моделируют сценарии добычи, транспортировки и переработки нефти и газа, а также прогнозируют потенциальные угрозы.
• Искусственный интеллект и машинное обучение. Использование этих технологий помогают анализировать большие данные, предсказывать отказы оборудования, оптимизировать расходы.
• Интернет вещей (IoT). Внедрение датчиков и сенсоров на оборудовании позволяет оперативно реагировать на изменения и предотвращать аварии.
• Блокчейн. Применение блокчейна для учета и контроля поставок сырья, обеспечения прозрачности сделок и предотвращения мошенничества.
• Роботизация и автоматизация. Использование роботов и автономных устройств для выполнения опасных и рутинных операций повышает безопасность и эффективность производства. Морские роботы инспектируют подводную инфраструктуру, определяя дефекты и предотвращая аварии. Дроны выявляют угрозы наземной инфраструктуры и труднодоступных объектов, снижая риски для сотрудников и расходы на проверки.
• 3D-моделирование и визуализация. Создание 3D-моделей месторождений и инфраструктуры для лучшего понимания геологических условий и планирования работ по бурению.
• Аналитика данных и Big Data. Сбор, хранение и анализ больших объемов данных для выявления трендов, оптимизации и принятия информированных решений.

Преимущества цифровизации для нефтегазовых компаний

На конкурентном и нестабильном нефтяном рынке, где важна каждая доля процента экономии, внедрение инноваций стало важной составляющей Индустрии 4.0. Большие данные, искусственный интеллект и машинное обучение могут значительно повысить продуктивность компании на всем жизненном цикле производства: от добычи до продажи конечной продукции. Простыми словами, цифровизация превращает предприятия в интерактивно управляемые в режиме реального времени.

Эксперты оценивают ежегодный эффект цифровой трансформации на нефтехимических предприятиях на уровне 10% EBITDA.

Преимущества цифровизации включают:

• Непрерывный мониторинг. Тысячи датчиков, установленных на скважинах и оборудовании, круглосуточно передают информацию и предупреждают о возможных поломках.
• Сбор и цифровой анализ данных позволяют принимать взвешенные решения и свести к минимуму влияние «человеческого фактора».
• Широкое использование мобильных устройств позволяет оперативно реагировать на изменения и принимать меры.
• Моделирование ситуаций и режимов работы оборудования повышает надежность и сокращает ресурсы, необходимые для испытаний и настройки системы.

Например, цифровой сeрвис СКО (симулятор обработки соляной кислотой) моделирует процессы, которые происходят при закачке кислоты в нефтедобывающие слои для увеличения нефтеотдачи. Если в вычислениях допустить ошибку, это может привести к кольматации — засорению коллекторов. Решение этой проблемы нефтеотдачи требует значительных затрат.

Чтобы исключить кольматацию и ускорить математические подсчеты, разработана система, реализованная по модели SaaS. Заложенная в систему модель вычислений позволяет проанализировать огромное количество вариантов расчета и выбрать оптимальный вариант действий.

Применение технологий информационного моделирования в нефтегазовой отрасли

Изменение цен на нефть и газ вынуждает отраслевых экспертов искать методы «получать больше с минимальными расходами». Повышать эффективность нефтегазовых предприятий по добыче и переработке помогают BIM (технологии информационного моделирования).

Информационное моделирование позволяет эффективно планировать и реконструировать объекты, сочетая данные лазерного сканирования, реальные и архивные данные для создания полной модели окружающей среды. BIM-моделирование помогает проводить проектирование, анализ и детализацию.

На этапе строительства BIM-моделирование позволяет оптимизировать сроки благодаря доступу поставщиков и подрядчиков к данным логистики работ. После завершения строительства, данные BIM используются для эксплуатации и обслуживания объектов, а также могут быть применены в будущем для реконструкции или демонтажа.

Как цифровизация помогает оптимизировать процессы в нефтегазовой отрасли

Примеры того, как цифровизация помогает оптимизировать этапы производственной цепочки:

• Поиск месторождений и разведка. ИИ анализирует сейсмические и геофизические данные для прогнозирования наличия нефти и газа. IoT-датчики собирают данные о параметрах бурения, что помогает оперативно реагировать на изменения.
• Добыча и транспортировка. Автоматизация рутинных задач на буровых установках и нефтеперерабатывающих заводах снижает вероятность ошибок и увеличивает производительность. Анализ больших объемов данных позволяет прогнозировать износ оборудования и планировать техобслуживание.
• Хранение и переработка. Использование облачных решений дает оперативный доступ к информации и анализу. Алгоритмы машинного обучения помогают оптимизировать процессы переработки и использования ресурсов, минимизировать затраты на хранение и переработку продукции, сократить время простоя оборудования.
• Сбыт и маркетинг. VR/AR используются для демонстрации продукции и повышения уровня образования персонала. Блокчейн гарантирует прозрачность и безопасность в управлении цепочками поставок.
• Техническое обслуживание и ремонт. Роботы и автоматизированные системы помогают выполнять рутинные задачи без участия человека.

Перспективы и вызовы цифровой трансформации нефтегазовой отрасли

Цифровая трансформация требует тщательного проектирования и включения в долгосрочную стратегию развития, однако способна значительно изменить нефтегазовую отрасль, сделать ее более готовой к изменениям.

Внедрение цифровых технологий, включая «цифровых двойников», в нефтегазовую отрасль повышает продуктивность и безопасность, снижает затраты.

Перспективы цифровизации в нефтегазе:

• Устойчивое развитие и снижение углеродного следа.
• Образование умных месторождений и интеллектуальных трубопроводных систем.
• Расширение использования возобновляемых источников энергии и водорода.
• Укрепление позиций на международном рынке.

С другой стороны, необходимость масштабных инвестиций в оборудование и инновации, высокая стоимость решений и ограниченные возможности для быстрого изменения устаревшей инфраструктуры, сложность оцифровки существующего оборудования и недостаток квалифицированных специалистов создают препятствия для цифровой трансформации.