Цифровизация меняет экономику бурения | Neftegaz.RU
8 мин
...

Цифровизация меняет экономику бурения

Москва, 29 янв - ИА Neftegaz.RU. О цифровых решениях в бурении рассказывает Камиль Закиров – сооснователь цифровой платформы «ЭКО», выпускник Самарского государственного технического университета, Оксфордского колледжа энергетических исследований и Бизнес-школы университета INSEAD, в прошлом – вице-президент Weatherford International в России и странах СНГ и генеральный директор ГК Таргин.

IMG_0602 2.jpg — В нефтегазе, как практически во всех других индустриях, вопрос цифровизации является, пожалуй, самой модной и горячей темой. Мы понимаем, что само слово цифровизация может означать что угодно от цифрового документооборота до систем анализа больших баз данных и сложных математических вычислений с использованием элементов искусственного интеллекта. Чем конкретно занимается Ваша компания?
— Одна из наиболее значимых задач, стоящих перед нефтегазовой индустрией все 150 лет ее существования, – строительство недорогих и безопасных скважин. В решении данной задачи есть 3 главных элемента: понимание геологии, технология и оборудование, организационно-управленческие решения.

Большинство изобретений в материальной части нашей индустрии были сделаны годы и десятилетия назад. Во всех трех направлениях на сегодняшний день решения близки к идеальным: индустрия обладает огромным опытом и обширными данными, на которых строятся все следующие решения; оборудование и технологичное, и надежное; уровень оптимизации бизнес-процессов на максимально высоком уровне. Подавляющее большинство последних изобретений и нововведений находятся на уровне «улучшайзинга», каждое из которых улучшает общую экономику на доли процентов, и кажется, что больших революций не предвидится.

Где найти возможность получить действительно значимые изменения, способные одновременно повысить качество и безопасность буровых работ, увеличить скорость строительства скважин и уменьшить общие затраты на строительство скважин на 20 % и на 30 %?

Большой прорыв следующего уровня нам даст цифра. Не просто абстрактная цифра, а я бы сказал, умная и комплексная цифра, способная моделировать, анализировать, предсказывать и управлять. Мы видим, что с развитием технологий наиболее слабым звеном агрегатно-механических систем становится человек, этими системами управляющий. Человек не способен производить массированные и бесперебойные вычисления, он может забывать или ошибаться, человек устает. Ну и просто не во всех средах человек может находиться и работать.

Это и есть наша главная задача – дать нашим пользователям высокопрофессиональный цифровой инструмент, который многократно улучшит способности человека, им пользующегося. И освободит его от необходимости совершения многих рутинных и повторяющихся операций.

— Звучит интригующе. Тем более, Вы делаете такие громкие заявления о снижении стоимости скважины на 30 %. Различных цифровых решений на рынке много. Как Ваши решения могут дать такой прорывной скачок?
— Да, действительно, цифровых решений много. Я бы разделил их на 2 основные группы. Первая группа – решения для бизнес-процессов. Это и коммуникации, и системы ERP, и управление логистикой, персоналом, финансами и прочими. В этом направлении много уже сделано потому, что это так называемые «низковисящие плоды», где задачей является сначала системно описать сами процессы, а затем облечь это качественной арифметикой. Эти задачи оцифровываются в первую очередь.

Вторая группа – решения, описывающие физические процессы, происходящие в процессе бурения. Поскольку уровень комплексности физических задач сравним с задачами запуска космических ракет, то это крепкий орешек. В индустрии есть большое количество различных цифровых решений во второй группе, но подавляющее их большинство решает отдельные локальные задачи. При этом прорыва пока нет. Проблема в том, что невозможно разогнать железнодорожный состав, если в нем есть хотя бы один медленный вагон. Наше главное отличие заключается в комплексности подхода.

— Каким образом?
— Решение в самой скважине. Во многом скважина для нас продолжает оставаться черным ящиком, о внутренностях которого и о процессах, происходящих в нем, нам во многом остается только догадываться. Наши знания достаточно опосредованы. Во-первых, мы не можем в скважину заглянуть и потрогать. Во-вторых, большинство этих знаний мы получаем в результате постанализа, то есть после того, как то или иное событие уже случилось. Под «черным ящиком» мы подразумеваем и истинную геологию, и ствол скважины, и поведение инструмента, и все физические и гидродинамические процессы, происходящие в скважине во время бурения. Ситуация частенько напоминает древнюю притчу о слепых мудрецах, которые на ощупь пытаются понять, что такое слон.

Эта ситуация обычно заставляет закладывать избыточные технологические и организационные решения при планировании скважин. Недостаточность и неточность информации ведет к различным интерпретациям и непозволительно долгому принятию решений. Поскольку индустрия до сих пор бурит во многом «вслепую», это зачастую приводит к осложнениям и аварийным ситуациям. Все это в итоге отрицательно сказывается на экономике.

Комплексный анализ позволяет выделить здесь главные проблемы:
  1. Геологические данные. Естественное ограничение данных не позволяет осуществлять полноценный анализ.
  2. Планирование скважин. Существуют проблемы в комплексности подхода к планированию, когда отдельные службы отвечают за свою часть и не вовлечены в процесс достижения плановых показателей.
  3. Оборудование для бурения. Недостаток понимания о текущем состоянии оборудования в процессе бурения. Как один из примеров, анализ, проведенный специалистами Society of Petroleum Engineers, показал, что до 80% всех скважин в мире бурятся с неэффективной нагрузкой на долоте.
  4. Управление процессами бурения. Многие решения принимаются исходя из недостоверных данных. Также, основные решения принимаются постфактум, после проявления осложнений и аварий.
  5. Человеческий фактор. Наиболее «слабое звено» в любой системе с участием человека. 
Комплексную проблему можно решить только в комплексном подходе. Сегодня это стало доступно после того, как мы в первый раз в истории описали в едином цифровом пространстве всю физику процессов, и в статике, и в динамике. По сути, это единая многосложная физико-математическая динамическая модель скважины, включающая геологию, ствол, инструмент, буровой станок и дополнительные сервисы, а также все физические и гидродинамические процессы, происходящие в процессе бурения. Такая модель называется цифровым двойником или real-time model.

Из всех проблем, решаемых системой, перечислю главные.
  • Единое цифровое пространство. Вся информация и анализы производятся централизованно, без необходимости установки программного обеспечения. Система взаимосвязанно решает вопросы на протяжении всего процесса планирование-бурение-заканчивание. Постановка задачи и ее исполнение в едином инструменте.
  • Цифровой двойник (единая физико-математическая модель скважин, real-time model). Мультидисциплинарная калиброванная модель, позволяющая в режиме реального времени осуществлять как анализ происходящего, так и предиктивный анализ.
  • Объективность измерений и качество данных. Контроль и обеспечение качества данных и их синхронизация в режиме реального времени. 
  • Оценка эффективности. Ключевые показатели эффективности по процессам и статистика качества исполнения регламентных процедур. Максимально возможные показатели эффективности и безопасности работ. 
  • Управление процессами. Автоматизация принятия решений, управление оборудованием и автоматизированная отчетность. Возможность автоматического управления оборудованием (автобурильщик, верхний привод и проч.)
  • Гибкость архитектуры. Интеграция с существующими системами пользователей платформы и адаптация регламентов и процессов. 
— Что такое цифровой двойник?
— Про него необходимо сказать отдельно. Ядро всей системы. Одновременно и мозг и глаза бурильщика и буровой компании. Объединенные в единый вычислительный комплекс физические формулы вместе с математическими алгоритмами. Формулы и алгоритмы описывают все статические состояния и динамические процессы, происходящие при бурении. Модель выстроена на обширном глобальном опыте, приобретенным в процессе многолетнего опыта работ в большинстве мировых нефтегазоносных провинций. Достоверность и качество самой цифровой платформы подтверждены во время успешных испытаний на четырех континентах – Северной и Южной Америке, в Европе и Азии.

Цифровой двойник работает следующим образом. Входные геологические, технические и технологические данные перерабатываются системой в проект скважины. Проект скважины вместе с механизмами динамического вычисления всех поступающих в процессе бурения скважины, представляют собой цифровой двойник будущей идеальной скважины.

Цифровой двойник является инструментом объединения всех данных, мгновенного анализа происходящего с учетом изменяющихся параметров бурения, автоматически перенастраивается, если реальные условия отличаются от плановых, информирует всех участников процесса, включая бурильщика, бурового подрядчика и сервисные компании, вовлеченные в процесс строительства скважины, а также и самого заказчика.

Бурильщик теперь каждую секунду времени точно знает, как работает вся система, насколько эффективно нагружен инструмент. Он заранее предупрежден о возможных осложнениях и бурит в безопасном и эффективном коридоре. В сложных ситуациях система не только предупреждает, но и подсказывает стандартные действия в каждом отдельно взятом случае. Действия бурильщика, вооруженного системой, сразу вырастают до уровня инженера высокой квалификации, если бы этот инженер бурил вооруженный несколькими компьютерами, производящими одновременно большое количество сложных вычислений.

Буровая компания и сервисные подрядчики, а также и супервайзер, и специалисты заказчика в любой момент видят полную картинку происходящего. 

— Как физически работает платформа?
— Платформа представляет собой гибридное облачное программно-аппаратное решение, состоящее из трех основных компонентов.

Первая часть – на месторождении. Для работы на буровом станке устанавливается промышленный компьютер-шлюз, который собирает динамические данные со всех стандартных датчиков бурового станка, станции ГТИ, системы ННБ и проч., обрабатывает и анализирует данные в режиме реального времени, делает предиктивный анализ, выдает рекомендации и передает данные в облако также в реальном времени. Также на буровом станке устанавливается компьютеризированный экран бурильщика, являющийся глазами и дополнительными «мозгами» бурильщика.

Вторая часть – облако, в котором собираются, хранятся и обрабатываются данные.

Третья часть – все удаленные пользователи, подключающиеся к системе посредством любого web-интерфейса с любого устройства – компьютера, планшета или телефона. Это удаленный центр управления бурением, представители бурового и сервисных подрядчиков, специалисты HSE, супервайзеры и специалисты заказчика.

Система удобна в использовании, не требует установки сложного программного обеспечения и крайне недорога с точки зрения капитальных затрат. Настраивается практически на любом станке в течение нескольких дней и сразу доступна для использования.

Один аспект, на котором мы всегда заостряем особое внимание – это необходимость качественного обучения, которое мы предоставляем нашим клиентам. Невозможно сесть в Ламборгини и сразу поехать со скоростью 400 км/ч. Необходимо качественно обучаться и тренироваться. Тогда заявленные улучшения показателей вам доступны.


— Какие планы и перспективы?
— Сегодня наши клиенты пользуются функционалом платформы, закрывающим весь комплекс задач в бурении, о которых мы говорили ранее. Отдельно нужно упомянуть функцию полностью автоматического управления оборудованием для бурения на управляемом давлении, которое становится очень популярным во всем мире, включая Россию.

В ближайшее время для клиентов будут доступны функции полностью автоматического управления различным буровым оборудованием. Также платформа будет доступна для управления процессами ГРП и другими.

ECOLOGO.jpg

Автор: А. Иванова

Источник : Neftegaz.RU