Блог CosySoft
2024-08-21 15:26 Технологии

IT-технологии в нефтегазовой промышленности

IT-технологии в нефтегазовой промышленности

Нефтегазовая отрасль играет ключевую роль в экономике России, обеспечивая ее стабильное развитие. Однако она сталкивается с постоянными вызовами, такими как геополитические события, нестабильные цены, глобальное изменение климата. Эти переменные, будь то рост или сокращение объемов добычи, увеличение или уменьшение переработки, перманентно создают дополнительные вызовы для компаний.
Эти проблемы не являются непреодолимыми. На помощь приходят цифровые технологии, которые позволяют оптимизировать производственные процессы и оперативно реагировать на изменения. Постоянная автоматизация способствует устойчивости и развитию нефтегазовой отрасли, помогает преодолевать текущие вызовы и обеспечивать стабильное развитие в будущем.

Цифровой ландшафт нефтегазового сектора

Нефтегазовый сектор переживает быструю и значительную трансформацию. Например, популярным направлением развития цифровых технологий в нефтегазовой отрасли является «оцифровка» всех процессов предприятия за счет использования АСУ (автоматизированных систем управления). Сердцем таких систем являются ИИ-алгоритмы, которые анализируют информацию с помощью высокоточных IIoT-датчиков. Этот подход позволяет сократить расходы, оптимизировать рабочие процессы, повысить безопасность персонала и снизить риски порчи дорогостоящего оборудования.
Нефтегазовые компании активно используют ИИ с глубоким обучением для работы с большими структурированными числовыми данными. При этом по состоянию на начало апреля 2024-го в отечественном нефтегазовом секторе отсутствуют промышленные решения на базе генеративного ИИ. Между тем внедрение таких технологий позволяет охватить более значительный объем информации, сократить время на ее анализ, увеличить скорость и качество принятия решений.
Рассмотрим разные сценарии применения цифровых технологий в нефтегазовом секторе более подробно.

Большие данные и искусственный интеллект

Решения на основе больших данных позволяют компаниям нефтегазовой отрасли получать информацию о процессах разведки, бурения и добычи. С помощью аналитики эти данные превращаются в отчеты, чтобы менеджеры могли принимать взвешенные решения о развитии бизнеса. Предиктивная аналитика на основе искусственного интеллекта позволяет компаниям в реальном времени выявлять закономерности в своей деятельности, предсказывать результаты и эффективнее распределять ресурсы. В больших данных кроется огромный потенциал для нефтегазовой отрасли, поскольку их анализ способен выявлять важные, но скрытые детали производственных процессов.
Оптимизация бурения
ПО на основе искусственного интеллекта можно использовать для создания 3D-моделей подземных месторождений. Оперируя данными сейсморазведки можно определять участки с наибольшим количеством ресурсов, лучшее время для бурения и наиболее эффективный метод проходки. Это помогает компаниям оценивать потенциальную выгоду и планировать буровые работы в соответствии с ней.
Предиктивная логистика
Алгоритмы на базе искусственного интеллекта могут использовать данные о расположении месторождений, трубопроводов и распределительных сетей для определения оптимального маршрута транспортировки.
Инвестируя в машинное обучение, компания может обрабатывать петабайты данных с датчиков буровых установок быстрее, чем целый парк рабочих на объекте. Это позволяет высвободить людей для принятия более обоснованных решений.
Безопасность транспортировки
IT-технологии позволили значительно повысить безопасность транспортировки нефти и газа. Это стало реальным с помощью цифровых технологий в транспортировке.
  1. Предельно точный, разносторонний, автоматический расчет прочности месторождения/скважины, ее стойкости к сейсмическим активностям.
  2. Быстрое, комплексное и безошибочное (из-за отсутствия вмешательства человеческого фактора), моделирование системы трубопровода.
  3. Разработка процессов, оптимизирующих функционирование всего трубопровода (с учетом данных, полученных в ходе предварительного анализа).
Прогнозирование цен на сырье
ИИ может рассчитывать стоимость доставки единицы топлива из одной точки в другую, чтобы точнее прогнозировать цену для конечных пользователей.
Суммарный эффект от применения генеративного искусственного интеллекта (GenAI) для российских нефтегазовых компаний может составить до 343 млрд рублей в год. Это может быть достигнуто благодаря повышению производительности труда и эффективности производства.
Обслуживание оборудования
Аналитика больших данных также позволяет предсказать, когда оборудование может выйти из строя. Эта информация помогает планировать техническое обслуживание до поломки и помогает предотвратить незапланированные простои в работе.

Облачные вычисления в нефтегазовой отрасли: преимущества перевешивают недостатки

Ожидается, что к 2030 году нефтегазовая отрасль будет ежегодно тратить около 12,4 миллиарда долларов на аналитику и облачные вычисления. Окупаемость инвестиций, которую нефтегазовые компании могут ожидать от повышения операционной эффективности и увеличения объемов производства, еще выше, поэтому сейчас самое время воспользоваться облачными решениями.
К сожалению, многие компании в нефтегазовой отрасли гораздо более децентрализованы, чем им хотелось бы. Как правило, компании предпочитают создавать более централизованный доступ к поддержке, ресурсам и функциональности. Но преимуществ у облачных технологий гораздо больше, чем минусов. Они позволяют компаниям создавать более эффективную и масштабируемую структуру. Они также могут предоставить централизованное место для хранения и доступа к неограниченным данным, что значительно упрощает анализ данных и принятие решений на основе данных для лидеров отрасли.
Снижение затрат
В нефтегазовой отрасли облачные вычисления могут помочь компаниям сократить расходы за счет снижения потребности в локальной инфраструктуре, аппаратном и программном обеспечении, а также предоставить доступ к моделям оплаты по факту использования, которые позволяют компаниям платить только за используемые ресурсы.
Повышение безопасности и надежности
Нефтегазовая отрасль строго регламентирована и имеет множество рисков для безопасности и защиты. Облачные вычисления могут помочь повысить уровень безопасности, предоставляя надежную и соответствующую требованиям облачную инфраструктуру, решения для аварийного восстановления и передовые меры безопасности, такие как шифрование и контроль доступа.
Улучшение взаимодействия
География нефтегазовых компаний может быть распределена на центральный офис и десятки представительств в других регионах. Командам необходимо эффективно взаимодействовать друг с другом. Облачные вычисления обеспечивают совместную работу в режиме реального времени, обмен документами и связь между командами, сокращая задержки и повышая эффективность работы.
Масштабируемое хранение
Устройства интернета вещей (IoT) собирают данные на нефтеперерабатывающих заводах, сланцевых рудниках, морских платформах, грузовиках, кораблях и нефтяных месторождениях. Внедрение облака позволяет масштабировать это хранилище на лету. Если потребуется больше места, облако быстро приспособится к потребностям.
Легкая интеграция умных роботов
Объединение робототехники с облаком позволяет компаниям внедрить концепцию RaaS (Роботы как услуга). В рамках этой концепции роботы используются для выполнения различных задач без необходимости значительных инвестиций в их обслуживание. Облачная робототехника использует бизнес-модель аренды, но по-прежнему позволяет компаниям получать доступ к облаку для программирования, управления и обслуживания роботов — и все это удаленно.
Дистанционный мониторинг и управление
Облачные вычисления могут обеспечить удаленный мониторинг и контроль нефтегазовых активов, включая скважины, трубопроводы и нефтеперерабатывающие заводы. Это может помочь повысить эффективность добычи нефти и газа за счет снижения необходимости ручного вмешательства и предоставления компаниям возможности контролировать и оптимизировать операции в режиме реального времени.

Промышленный интернет вещей (IIoT) меняет правила игры

Эффективная переработка нефти и газа невозможна без использования широкого спектра устройств контроля, регистрации, анализа и другого высокотехнологичного оборудования. Технология IoT позволяет создать единую систему мониторинга из различных датчиков и осуществлять мониторинг оборудования и процессов в режиме реального времени.
Вот какое реальное применение IoT-технологии могут найти в газовой и нефтяной промышленности.

Разведка и добыча

Мониторинг активов
IoT-датчики устанавливаются на буровых установках, оборудовании и устьях скважин для постоянного мониторинга их состояния. Эти данные помогают операторам планировать техническое обслуживание, предотвращая дорогостоящие поломки.
Удаленный мониторинг
IoT позволяет контролировать буровые операции в режиме реального времени из центрального диспетчерского пункта и мгновенно реагировать на любые проблемы или отклонения от плана.
Аналитика данных
IoT-устройства собирают огромные объемы данных, которые можно анализировать для оптимизации методов бурения и прогнозирования поломок.
Безопасность
Датчики IoT могут обнаруживать потенциально опасные условия, такие как утечки газа или аномалии давления.

Переработка и сбыт

Мониторинг трубопроводов
Датчики IoT размещаются вдоль трубопроводов для мониторинга давления, температуры и скорости потока. Эти данные помогают оперативно обнаруживать утечки, коррозию и другие проблемы.
Предиктивное обслуживание
Анализируя данные IoT, можно прогнозировать необходимость технического обслуживания, сократить время простоя и минимизировать риск разливов или аварий.
Мониторинг окружающей среды
IoT позволяет отслеживать состояние окружающей среды вблизи трубопроводов и хранилищ, что помогает быстро реагировать на любые экологические угрозы.
Безопасность
IoT может повысить безопасность, отслеживая несанкционированный доступ к критически важным объектам инфраструктуры и предупреждая власти о потенциальных угрозах.
Оптимизация нефтепереработки
IoT-датчики на нефтеперерабатывающих заводах отслеживают работу оборудования, позволяя операторам точно настроить процессы для достижения максимальной эффективности и снижения энергопотребления.
Управление запасами
IoT-устройства могут отслеживать уровень запасов в резервуарах и распределительных центрах, обеспечивая оптимальную доступность продукции.
Эффективность цепочки поставок
IoT может использоваться для мониторинга транспортировки и распределения нефтегазовых продуктов.
Контроль качества
Датчики могут постоянно контролировать качество продукции, обеспечивая ее соответствие отраслевым стандартам перед распределением.

Цифровые двойники

Технология цифровых двойников позволяет создать копию или модель объекта, системы или процесса и использовать ее для мониторинга, анализа и принятия решений. Цифровые двойники могут помочь нефтегазовым компаниям максимизировать добычу, выполняя различные сценарии с учетом различных ограничений. Комбинируя ПО цифровых двойников с возможностями IoT и машинного обучения, компании могут собирать данные из различных источников и отслеживать использование энергии, условия эксплуатации и ключевые показатели эффективности.
Мониторинг и управление активами
Цифровые двойники могут быть использованы для создания виртуальных моделей нефтяных вышек, трубопроводов, бурового оборудования и других активов. Постоянный мониторинг и моделирование этих объектов позволит операторам оптимизировать графики технического обслуживания, прогнозировать отказы оборудования и продлить срок службы критически важных объектов инфраструктуры.
Предиктивное обслуживание
В нефтегазовом секторе простои обходятся дорого. Цифровые двойники позволяют проводить предиктивное обслуживание, анализируя данные с датчиков и исторические записи, чтобы предугадать, когда оборудование или компоненты могут выйти из строя.
Управление месторождениями
В области разведки и добычи технология цифровых двойников может создавать виртуальные представления подземных резервуаров. Эти цифровые модели могут включать геологические данные, информацию о производительности скважин и другие соответствующие данные для оптимизации стратегий бурения, темпов добычи и темпов восстановления пласта.
Безопасность и реагирование на чрезвычайные ситуации
Цифровые двойники могут моделировать и имитировать различные сценарии безопасности, такие как разливы нефти, пожары и неисправности оборудования. Это позволяет компаниям лучше подготовиться к чрезвычайным ситуациям, обучить персонал и разработать эффективные планы реагирования.
Энергоэффективность
Мониторинг и моделирование энергопотребления и производственных процессов помогают нефтегазовым компаниям выявить возможности для повышения энергоэффективности. Это может привести к снижению эксплуатационных расходов и уменьшению воздействия на окружающую среду.

Заключение

Современные технологии играют решающую роль в трансформации нефтегазовой промышленности. Внедрение цифровых решений, таких как искусственный интеллект, большие данные и облачные вычисления, позволяет компаниям справляться с многочисленными вызовами, включая геополитические риски и климатические изменения. Эти технологии не только оптимизируют производственные процессы, но и повышают безопасность, снижают затраты и способствуют устойчивому развитию отрасли. Перспективы дальнейшего применения цифровых инноваций обещают значительное повышение эффективности и производительности, что в конечном итоге укрепляет позиции нефтегазовых компаний на глобальном рынке.
Выбирайте надежного партнера, создавайте эффективные IT-решения, и добро пожаловать в цифровое будущее!