Умные месторождения
Как цифровые технологии меняют нефтегазовую отрасль
Внедрение цифровых технологий в нефтегазовой отрасли напрямую связано с усложнением добычи на традиционных месторождениях. Но пока примеров комплексного подхода к решению этой задачи в нашей стране немного. Один из наиболее масштабных проектов — «Интеллектуальное месторождение» — с 2016 года реализует ЛУКОЙЛ. Проект охватывает уже более 45 тыс. скважин от Калининграда до Западной Сибири.
Фото: Предоставлено ПАО «Лукойл»
Фото: Предоставлено ПАО «Лукойл»
Принцип одного окна
Компания «ЛУКОЙЛ» начала использовать новые подходы и цифровые решения еще с 2010-х годов. Первоначально это были пилотные проекты, в течение нескольких лет шла их апробация. К 2016 году выстроилась система, которую и заложили в основу флагманского на сегодняшний день цифрового проекта компании — «Интеллектуальное месторождение». Его основная задача — совершенствование операционной модели управления добычей нефти и газа.
К достижению этой цели подошли комплексно: на фоне трансформации бизнес-процессов и внедрения современных ИТ-инструментов в ключевых регионах добычи ЛУКОЙЛа появились центры интегрированных операций (ЦИО). Первый открылся в Пермском крае, затем к нему добавилось еще 11 в Западной Сибири, Волгоградской, Самарской и Астраханской областях и Республике Коми. Параллельно велась работа по адаптации бизнес-процессов ЦИО с учетом реинжиниринга, их перераспределения и исключения дублирования, а также по унификации и оптимизации функций.
Центр компетенций
Интегрированные модели создаются на базе научного подразделения компании — ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» в Центре компетенций по интегрированному моделированию. Помимо сложных расчетов в центре успешно реализуется программа формирования компетенций по интегрированному моделированию. Образовательный курс по получению практических навыков использования программного обеспечения для моделирования прошли уже 126 сотрудников компании.
ЦИО разворачивают на базе центральных инженерно-технологических служб (ЦИТС), которые занимаются оперативным управлением месторождением. В ЛУКОЙЛе их называют ЦИТС с интегрированными операциями (ЦИТС с ИО). Здесь работают мультидисциплинарные команды специалистов, которые в режиме реального времени контролируют весь процесс добычи и функционирования оборудования. При этом ЦИТС с ИО выступает «единым окном» в офис для промыслового персонала и одновременно таким же «единым окном», через которое офисный персонал получает актуальную информацию о добыче.
Внедрен подход по интегрированному планированию производственной деятельности, что позволяет оптимально распределять ресурсы, сократить потери углеводородного сырья при проведении различных мероприятий. Для автоматизации процесса внедряется комплексное ИТ-решение.
Здесь, пожалуй, уместна аналогия с Центром управления полетами. Команды ЦИТС с ИО сформированы из экспертов с набором всех необходимых компетенций для понимания состояния «пилотируемых объектов». Они занимаются не только планированием и прогнозированием, но и при необходимости корректируют «траекторию полета». Только если в ЦУПах наблюдение ведется за летательными аппаратами, в ЦИО речь идет о добыче на месторождениях.
Шаг за шагом ЛУКОЙЛ превращает технологии моделирования и цифровых двойников в индустриальный стандарт
Фото: Предоставлено ПАО «Лукойл»
Шаг за шагом ЛУКОЙЛ превращает технологии моделирования и цифровых двойников в индустриальный стандарт
Фото: Предоставлено ПАО «Лукойл»
Цифровой двойник
Основной инструмент для работы в ЦИТС — интегрированная модель — это полная цифровая копия месторождения, от пласта до конечной точки реализации готовой продукции. Цифровой двойник позволяет комплексно подходить к процессу разработки, находить узкие места и пути их оптимизации.
ЛУКОЙЛ — абсолютный лидер в нефтегазовой отрасли по количеству интегрированных моделей. В 2023 году в компании построили «юбилейный», сотый цифровой двойник Инзырейского месторождения, расположенного на юге Ненецкого автономного округа. Также в ЛУКОЙЛе эксплуатируется самая большая в мире интегрированная модель Ватьеганского месторождения, включающая более 4 тыс. скважин. За прошлый год суммарный эффект от применения интегрированных моделей превысил 7 млрд руб. В ближайших планах компании — охватить интегрированными моделями более 120 приоритетных месторождений. Таким образом, шаг за шагом ЛУКОЙЛ превращает технологии моделирования и цифровых двойников в индустриальный стандарт.
Параметры для двойника
Создание интегрированной модели — полдела. Важно обеспечить сбор данных с самого месторождения, чтобы на цифровом двойнике «проигрывалось» максимально возможное количество сценариев добычи. Для этой цели в ЛУКОЙЛе внедрили автоматизированную систему оперативного диспетчерского управления (АСОДУ), которая включает комплекс автоматизированных систем управления процессами добычи, подготовки, транспортировки и сдачи углеводородов. Это более сотни тысяч параметров, что позволяет максимально эффективно контролировать работу скважин и выбирать оптимальный режим эксплуатации трубопроводного транспорта.
АСОДУ является основным источником данных для развития ИТ-решений с применением искусственного интеллекта, таких как нейронные сети, машинное обучение и так далее.
Например, в рамках проекта «Интеллектуальное месторождение» ведется работа по автоматизации рутинных процессов, чтобы у инженеров оставалось больше времени для решения интересных, нетривиальных задач. Автоматизация происходит посредством технологии программных роботов — это специальные программы, повторяющие действия специалистов. В частности, успешно внедрена система автоматического сбора и занесения в стандартные формы информации со станций управления.
На основе методов машинного обучения активно развивается такое направление, как предиктивная аналитика. Один из недавно реализованных проектов получил название «Порфирий». Система проводит постоянный мониторинг параметров работы газодобывающих скважин и предупреждает технологов, когда необходимо остановить скважину и провести мероприятия по поддержанию добычи.
Приложение «Мобильный обходчик»
Фото: Предоставлено ПАО «Лукойл»
Приложение «Мобильный обходчик»
Фото: Предоставлено ПАО «Лукойл»
Мобильный обходчик
Еще одно ноу-хау проекта «Интеллектуальное месторождение» — приложение «Мобильный обходчик». Эта уникальная разработка специалистов ЛУКОЙЛа с Научно-образовательным центром на базе Пермского политехнического университета предполагает ручной и автоматический сбор параметров.
Благодаря внедрению этой технологии обеспечивается единое информационное пространство между инженерно-техническими специалистами и рабочим персоналом. Данные фиксируются оператором в приложении смартфона онлайн и офлайн.
Большое преимущество этой программы — возможность контролировать оборудование на самых удаленных территориях, причем расстояние до объекта может достигать до тысячи километров.
Система позволяет в ежедневном режиме обрабатывать свыше 350 тыс. показателей. С момента запуска в 2021 году число пользователей «Мобильного обходчика» превысило 2 тыс. человек. По данным компании, за счет сокращения простоев оборудования на 10% повысилась производительность труда. Внедрение электронного документооборота и автоматизированного контроля позволило на 15% увеличить эффективность работы персонала.
В ЛУКОЙЛе считают, что автоматизация процессов, оцифровка аналоговых данных, интеллектуальные технологии являются одними из приоритетных направлений развития проекта «Интеллектуальное месторождение». Тем более что он уже продемонстрировал свою эффективность: с начала реализации проекта добыча составила 3,3 млн тонн условного топлива (1 т.у.т. = 1 т нефти или 1 тыс. кубометров газа).