Рискованные игры

Внедрение инноваций в крупных компаниях часто тормозится из-за сложной структуры, консерватизма топ-менеджмента, наличия уже обкатанных технологий. Однако преуспеть в современной конкурентной среде могут те, кто вовремя инвестирует в идеи, кажущиеся на первый взгляд фантастическими, но впоследствии позволяющие совершить технологический прорыв. Для разработки именно таких идей в компании Shell существует программа GameChanger.

Ольга Хвостунова

Смена правил

Мысль создать в Shell программу поиска и внедрения новых идей возникла в 1996 году у Тима Уоррена, вице-президента компании по геологоразведке и добыче. Анализируя результаты работы на своем участке, он пришел к выводу, что компания страдает от недостатка инноваций и если в ближайшее время у нее не появится свежих, радикально новых идей, она быстро начнет терять в прибыли.

Тим Уоррен был убежден, что искать новые идеи на стороне не имеет смысла, поскольку огромный инновационный потенциал может быть заключен в головах сотрудников самой компании Shell. Их необходимо только стимулировать к тому, чтобы такие идеи высказывать. Тогда он предложил создать небольшую группу экспертов из наиболее креативно мыслящих сотрудников, дать им бюджет в размере $20 млн и возможность его распределять на развитие самых смелых инновационных предложений. Так появился проект GameChanger (примерный перевод — "меняющий правила игры"). Концепция GameChanger основывается на внутреннем и внешнем ресурсе — поиске, анализе, финансировании наиболее перспективных идей и их превращении в новые продукты, услуги, процессы, технологии и мощности. Программа призвана вдохновлять и стимулировать людей на рождение ярких, необычных инновационных идей.

Сегодня любой желающий, даже не являющийся сотрудником Shell, может выслать свое инновационное предложение на рассмотрение экспертами GameChanger через специальную страницу сайта компании. Процедура предельно проста. Заявка рассматривается в три этапа. Сначала эксперты предварительно оценивают потенциал предложения, и если идея кажется им перспективной, то ее автора приглашают на собеседование. Это второй этап. На собеседовании присутствуют два члена команды GameChanger, которые расспрашивают автора более подробно о его проекте, чтобы лучше его понять и оценить. Как правило, в течение двух дней они выносят решение о том, стоит ли приглашать автора на расширенное собеседование. Это уже третий, заключительный этап. На расширенном собеседовании присутствуют три члена команды GameChanger и три сторонних эксперта, которые оценивают экономический и инновационный потенциал идеи. Свою окончательную резолюцию комиссия сообщает опять же в течение двух дней.

Если по проекту выносится положительное решение, то он трансформируется в рабочий план и далее финансируется на протяжении двух-трех лет. В зависимости от сути проекта инвестиции могут составлять $100-600 тыс.

Порядка 70% всех проектов разрабатывается в тесном сотрудничестве с академическими кругами и бизнес-сообществом. Одним из примеров является совместный исследовательский кластер, основанный в 2002 году в рамках программы GameChanger компанией Shell вместе с Санкт-Петербургским государственным университетом. Кластер состоит из восьми различных проектов, в работе над которыми принимает участие группа из 20 научных сотрудников и студентов-аспирантов университета. Работа ведется в двух направлениях — геология и сейсмика. Каждый проект поддерживается одним из топ-менеджеров исследовательского направления Shell, а финансирование кластера осуществляется за счет программы GameChanger. Совместный опыт оказался столь успешным, что в феврале 2007 года решено было продлить сотрудничество до 2012 года.

Уникальность GameChanger еще и в том, что даже когда проект получает финансирование, никто не ждет от него стопроцентной гарантии эффективности. На ключевых этапах рабочего плана эксперты отслеживают ход проекта и принимают решение, стоит ли продолжать работу над ним дальше или нет. Это дополнительный плюс, поскольку, как показала почти 15-летняя практика существования GameChanger, отсутствие жесткого прессинга в отношении обязательного успеха дает отличные результаты.

За время существования GameChanger были поданы тысячи заявок, получено множество патентов на различные инновационные технологии, приборы, сервисы и прочие разработки, которые затем были успешно внедрены в работу Shell. Среди наиболее ярких достижений — плавучие заводы по переработке жидкого топлива, фильтр Ван Гога, технология E-ZIP, беспроводные микросенсоры и даже использование рыбьего протеина.

Плавучий голландец

Идея по созданию плавучего завода по переработке сжиженного природного газа соединила в себе предыдущие инновации Shell — саму технологию сжижения и зарекомендовавшие себя плавучие системы хранения и отгрузки нефти. Эта идея стала одной из первых, принятых в программу GameChanger в 1997 году.

Для разработки идеи Shell пригласила к участию в проекте пять компаний, которые предоставили пять различных концепций и дизайнов. Основным результатом совместной работы стало выявление пяти обязательных компонентов будущей плавучей системы: перерабатывающий завод, хранилище, корпус плавучего основания, механизм отгрузки и причальная система. С тех пор Shell использовала эту базовую систему, каждый раз модернизируя под конкретные нужды.

В 2007 году компания вновь вернулась к идее плавучего завода, но на этот раз при ее разработке был использован более стандартизированный подход ("спроектируй один — построй много"), что позволило сократить издержки и время, уходившее на индивидуальный тюнинг.

Новое судно способно производить 3,5 млн тонн сжиженного природного газа и имеет дополнительные мощности для переработки сжиженного нефтяного газа и конденсата. Длина корпуса составляет 450 м, ширина — 75 м. Конструкция его рассчитана выдерживать самые сильные циклоны и одновременно производить широкий спектр газовых составов.

Получение этого газа на 40% снижает затраты по сравнению с наземными установками, а также позволяет транспортировать из труднодоступных мест.

Набухающий эластомер

Строительство нефтяных скважин обычно начинается с бурения ствола, ведущего к нефтяному пласту. В ствол опускается стальная труба, через которую нефть впоследствии извлекается на поверхность. Диаметр трубы меньше, чем диаметр самого ствола: зазор между стенками обычно заполняется цементным раствором. И хотя это почти полностью изолирует трубу от попадания воды, со временем цемент дает усадку и вода находит свой путь в скважину.

Идея набухающего эластомера возникла у Эрика Корнелиссена, старшего научного сотрудника Shell, довольно неожиданно — в детском магазине, где он увидел игрушечного динозавра, постепенно разбухавшего в аквариуме с водой. Наблюдая за игрушкой, он подумал, что если использовать такую набухающую резину, или эластомер, при бурении скважин, то можно решить одну из важных проблем отрасли — попадание в скважинные трубы воды и перемешивание с нефтью. Проблема эта действительно стояла остро: присутствие воды замедляло добычу и увеличивало издержки, поскольку на поверхности приходилось тратить время и усилие на разделение двух субстанций.

Эрик Корнелиссен вместе со своим коллегой Тийсом Баайенсом исследовал возможность обертывания скважинных труб набухающим слоем резины, который впитывал бы просачивавшуюся воду и полностью изолировал ее от нефти. Проанализировав экономическую составляющую, исследователи также поняли, что издержки при таком способе добычи значительно снижаются. Таким образом, получился абсолютно новый и эффективный механизм обустройства скважины.

Найти инвесторов для воплощения идеи в инновацию было непросто. Однако по счастливой случайности Эрик Корнелиссен и Тийс Баайенс встретились с одним из членов программы GameChanger на одной из нефтяных выставок, и тот, выслушав рассказ о потенциале "набухающей резины", пригласил исследователей на собеседование. В итоге на разработку своего проекта (создание прототипа и испытание на практике) они получили $200 тыс. Запатентованная впоследствии технология получила название Expandable Zonal Inflow Profiler. Сегодня она используется в скважинах Shell по всему миру.

Первые же испытания этой технологии выявили, что приток нефти увеличивается на 600%. При этом использование такого набухающего эластомера само по себе дешево и не требует дополнительных затрат на установку. Инженеры Shell потратили всего 12 месяцев на то, чтобы довести идею до первого апробирования на скважине.

Фильтр Ван Гога

Непрофессионалу данные о сейсмической активности могут показаться не более чем рисунком из волнообразных линий. По сути, эти линии действительно есть не что иное, как отражение звуковых волн, которые проходят сквозь поверхность земли и распространяются в радиусе до 7 км.

Сейсмоисследования позволяют геологам создавать трехмерные модели земной коры и находить потенциальные месторождения нефти и газа. Однако проблема в том, что полученные данные содержат массу лишней информации — так называемые шумы, что сильно затрудняет прочтение и дальнейшее прогнозирование.

В 1997 году геолог Shell Гийс Фемерс узнал о методе фильтрования цифровых шумов, который был описан в одной немецкой диссертации. Для этого он использовал технику сглаживания линий на таких изображениях, как срез ствола дерева, отпечаток пальца, и даже на картинах Ван Гога. Эти изображения были выбраны как раз потому, что содержат волнообразные линии. Гийс Фемерс быстро понял, как можно применить эту технику для обработки сейсмических данных, и отправил свое предложение в GameChanger. И оно было одобрено.

Сначала Фемерс применил метод сглаживания для двумерных сейсмических изображений, затем усовершенствовал его, добавив инструмент по фиксированию края изображения того или иного слоя земной поверхности. Убедившись, что и это работает, он применил метод для создания трехмерных моделей.

Следующим шагом стала модификация программного кода, что позволило обрабатывать большие объемы информации. В 2000 году Гийс Фемерс вместе с коллегой Эриком Боутсом закончил работу над новым кодом, который получил название анизотропный диффузионный фильтр. Он был интегрирован в программный пакет, используемый сейсмологами Shell. С тех пор код работает без единого сбоя — правда, фильтр был переименован в честь художника Ван Гога, чьи работы послужили подопытным материалом на начальной стадии работы.

Фильтр Ван Гога использует трехступенчатую систему подавления шумов. Сначала он определяет ориентиры геологических слоев, затем места, где слои заканчиваются, и, наконец, выравнивает изображение, но сохраняет четкими края. Все это позволило быстрее, чем раньше, получать более точные и аккуратные сейсмоданные.

Беспроводные решения

Для нефтегазовых компаний всегда важным является мониторинг состояния скважин и трубопроводов, чтобы в случае возникновения сбоя или утечки как можно более оперативно решить проблему. Особенно это актуально на таких сложных территориях, как дельта реки Нигер (Нигерия). На протяжении нескольких лет Shell Petroleum Development Company (SPDC) применяла в Нигерии самые разнообразные технологии мониторинга, однако все они так или иначе были недостаточно эффективными. Основной проблемой являлись природные условия: датчики слежения должны были передавать информацию на расстояние до 5 км через густые джунгли.

Для решения этой проблемы специалисты GameChanger созвали рабочую группу, которая, проанализировав ситуацию, пришла к выводу, что датчики должны быть небольшими, недорогими и в то же время способными передавать мощный сигнал на большие расстояния, а работать они должны без системы поддержки на энергосберегающих батарейках. Для разработки таких датчиков GameChanger привлек под свое финансирование инжиниринговую компанию vMonitor, Inc., специализирующуюся на беспроводных решениях для нефтегазовой отрасли.

Основной задачей, стоявшей перед vMonitor, было увеличение дистанции для передачи сигнала. Существовавшие беспроводные технологии для датчиков на батареях позволяли передавать информацию максимум на 1 км, что было недостаточно для SPDC. В результате был разработан своеобразный прыжковый механизм: сигнал разбивался и передавался сенсорами по этапам до более мощного шлюзового трансмиттера. В течение года специалисты vMonitor разработали прототипную модель, в которой датчики были уменьшены до 10 см в диаметре. В 2005 году беспроводная система сенсоров была установлена на восьми скважинах в дельте Нигера и с тех пор успешно функционирует.

На рыбьем меху

Глубоководная среда не прощает ошибок, и масштаб задач, которые необходимо решать при добыче углеводородов на больших глубинах, огромен. Низкие температуры на морском дне приводят к загустеванию нефти и превращают газ в кристаллообразные гидраты. Давление на такой глубине настолько велико, что техническим специалистам приходится работать, используя дистанционно управляемые транспортные средства. Волны и подводные течения создают вибрацию, которая приводит к экстремальным нагрузкам на оборудование.

Традиционный способ борьбы с загустеванием, используемый большинством других нефтегазовых компаний,— это впрыскивание реагентов, разжижающих нефть. Однако этот способ довольно затратный. В Shell благодаря программе GameChanger было разработано более эффективное решение на основе знаний из области микробиологии, ихтиологии и биоинженерии. Технологии Shell позволяют предотвратить блокирование подводных труб гидратами газа и загустевшей нефтью благодаря использованию новых реагентов на основе рыбьего протеина. Технология была придумана на основе исследований, выявивших, почему рыбы, обитающие на таких глубинах, не замерзают при низких температурах. Ученые Shell выявили белок, который синтезируется рыбьим организмом и не позволяет ему замерзнуть, а затем разработали технологию по его имитации. Реагенты на основе рыбьего протеина закачивают в углеводороды в гораздо меньших дозах, чем обычные реагенты, что значительно снижает затраты.